機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)+第1章+緒論

1、河南理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)主講教師：張業(yè)明河南理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院國際機(jī)電一體化項(xiàng)目資源 http:/ /國際機(jī)器人網(wǎng)站 http:/ http:/ 一些網(wǎng)絡(luò)資源一些網(wǎng)絡(luò)資源 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程是多學(xué)科的交叉和綜合，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程是多學(xué)科的交叉和綜合，涉及的相關(guān)專業(yè)知識較多，講授的涉及的相關(guān)專業(yè)知識較多，講授的主要內(nèi)容包括：主要內(nèi)容包括： 機(jī)電一體化系統(tǒng)基本知識；機(jī)電一體化系統(tǒng)基本知識； 機(jī)電一體化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)；機(jī)電一體化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)； 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)；機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)； 機(jī)電一體化

2、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)；機(jī)電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)； 機(jī)電一體化伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。機(jī)電一體化伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。 機(jī)電一體化檢測技術(shù)；機(jī)電一體化檢測技術(shù)； 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用。第1章 緒論 1.1 1.1 機(jī)電一體化概念機(jī)電一體化概念機(jī)電一體化是在新技術(shù)浪潮中，電子技術(shù)、信息技術(shù)向機(jī)械工業(yè)滲透并與機(jī)械技術(shù)相互融合相互融合的產(chǎn)物。 機(jī)電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用了機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等群體技術(shù)群體技術(shù)。從系統(tǒng)系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo),以智能、動力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動和感知等組成要素為基礎(chǔ),對各組

3、成要素及相互之間的信息處理、接口耦合、運(yùn)動傳遞、物質(zhì)運(yùn)動、能量變換機(jī)理進(jìn)行研究,使得整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成有機(jī)結(jié)合與綜合集成,并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下,形成物質(zhì)和能量的有規(guī)則運(yùn)動,在高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗意義上高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗意義上實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值的系統(tǒng)工程技術(shù)系統(tǒng)工程技術(shù)。 機(jī)電一體化的外文名詞是機(jī)電一體化的外文名詞是 ，來源于日本（來源于日本（70年代）。取英語年代）。取英語Mechanics（機(jī)械學(xué)）的前半部和（機(jī)械學(xué)）的前半部和Electronics（電子學(xué)）的后半部拼合而成。（電子學(xué)）的后半部拼合而成。我國通常稱為我國

4、通常稱為機(jī)電一體化或機(jī)械電子學(xué)機(jī)電一體化或機(jī)械電子學(xué)； 涉及到許多相關(guān)的學(xué)科涉及到許多相關(guān)的學(xué)科 機(jī)械學(xué)機(jī)械學(xué)：機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造等：機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造等電子學(xué)電子學(xué)：電工學(xué)、電機(jī)學(xué)、數(shù)字電路、模擬電路：電工學(xué)、電機(jī)學(xué)、數(shù)字電路、模擬電路等等控制論控制論：經(jīng)典控制（控制工程基礎(chǔ)：經(jīng)典控制（控制工程基礎(chǔ))、現(xiàn)代控制（多變量、現(xiàn)代控制（多變量)等等計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)：微處理系統(tǒng)及接口技術(shù)，應(yīng)用軟件技術(shù)（：微處理系統(tǒng)及接口技術(shù)，應(yīng)用軟件技術(shù)（CAD、 CAM、FMS、CAT、CNC）等等 1.1 機(jī)電一體化基本概念機(jī)電一體化基本概念 ：從：從系統(tǒng)的觀點(diǎn)系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將機(jī)械技術(shù)出發(fā)，將機(jī)械技術(shù) 、

5、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等在系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等在系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上有機(jī)有機(jī)地地加以綜合，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)加以綜合，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)最佳化系統(tǒng)最佳化的一門新科學(xué)技術(shù)。的一門新科學(xué)技術(shù)。 機(jī)電一體化不是機(jī)械機(jī)電一體化不是機(jī)械與電子與電子簡單的疊加簡單的疊加，而，而是在是在信息論、控制論和信息論、控制論和系統(tǒng)論等系統(tǒng)論等的基礎(chǔ)上建立起的基礎(chǔ)上建立起來的來的應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用技術(shù) 。機(jī)電一體化信息科學(xué)機(jī)械學(xué)電子學(xué) 是使系統(tǒng)(產(chǎn)品)高附加價(jià)值化高附加價(jià)值化，即多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化，并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向輕、薄、輕、薄、短、小巧化短、小巧化方向發(fā)展，不斷滿足人們生活的多樣化

6、需求和生產(chǎn)的省力化、自動化需求。機(jī)電一體化的機(jī)電一體化的“目的目的” 機(jī)機(jī)電電一一體體化化相相關(guān)關(guān)學(xué)學(xué)科科關(guān)關(guān)系系 從控制的角度控制的角度來講, 機(jī)電一體化系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。和閉環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制的機(jī)電一體化系統(tǒng)是沒有反饋的控制系統(tǒng),這種系統(tǒng)的輸入直接送給控制器,并通過控制器對受控對象產(chǎn)生控制作用。一些家用電器、簡易NC機(jī)床和精度要求不高的機(jī)電一體化產(chǎn)品都采用開環(huán)控制方式。開環(huán)控制機(jī)電一體化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單, 成本低, 維修方便; 缺點(diǎn)缺點(diǎn)是精度較低,對輸出和干擾沒有診斷能力。機(jī)電一體化系統(tǒng)的分類機(jī)電一體化系統(tǒng)的分類 從從用途用途和和功能功能兩個(gè)方面分

7、類兩個(gè)方面分類按照用途分：按照用途分：按照功能分：按照功能分：產(chǎn)業(yè)機(jī)械：用于工業(yè)生產(chǎn)的電子控制機(jī)械，如數(shù)控設(shè)備產(chǎn)業(yè)機(jī)械：用于工業(yè)生產(chǎn)的電子控制機(jī)械，如數(shù)控設(shè)備信息機(jī)械：用于信息處理、存儲的機(jī)械如自動化辦公設(shè)備信息機(jī)械：用于信息處理、存儲的機(jī)械如自動化辦公設(shè)備民生機(jī)械：用于人民生活的電子機(jī)械產(chǎn)品家用電器民生機(jī)械：用于人民生活的電子機(jī)械產(chǎn)品家用電器數(shù)控機(jī)械類：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人數(shù)控機(jī)械類：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人電子設(shè)備類：如自動洗衣機(jī)電子設(shè)備類：如自動洗衣機(jī)電液伺服類：如電液振動臺電液伺服類：如電液振動臺信息控制類：如傳真機(jī)信息控制類：如傳真機(jī)機(jī)電結(jié)合類：如自動售貨機(jī)機(jī)電結(jié)合類：如自動售貨機(jī)數(shù)數(shù)控控銑銑床

8、床汽車防抱死系統(tǒng)汽車防抱死系統(tǒng)(ABS)一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)包含以下幾個(gè)基本要素： 機(jī)械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感機(jī)械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感測試部分、控制及信息處理部分測試部分、控制及信息處理部分。我們將這些部分歸納為： 結(jié)構(gòu)組成要素、結(jié)構(gòu)組成要素、 動力組成要素、運(yùn)動組成要動力組成要素、運(yùn)動組成要素、感知組成要素、智能組成要素素、感知組成要素、智能組成要素； 這些組成要素內(nèi)部及其之間,形成通過接口耦合接口耦合來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動傳遞、信息控制、能量轉(zhuǎn)換等有機(jī)融合的一個(gè)完整系統(tǒng)。機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成要素及功能如圖1-1至1-3所示：1.2 1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成要

9、素機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成要素 構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)的要素很多，其中五大要素是必須的，可以從構(gòu)成構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)的要素很多，其中五大要素是必須的，可以從構(gòu)成人體的五大要素得到啟發(fā)。人體的五大要素得到啟發(fā)。 圖圖1.11.1所示為人體的五大要素所示為人體的五大要素 圖圖1.1.3 3所示為機(jī)電一體化的五大要素所示為機(jī)電一體化的五大要素 腦心臟骨骼五官四肢控制系統(tǒng)動力裝置檢測裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械本體圖圖 1.1 1.1圖圖 1. 1.2 2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能 圖圖 1. 1.3 31.1.機(jī)械本體機(jī)械本體 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械本體包括機(jī)身、框架、連接等。是機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)基礎(chǔ)，對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、重

10、量、體積剛性、耐用性等有重要影響。 強(qiáng)調(diào)精密機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的運(yùn)用，即利用高、新技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足： 減輕重量，減小體積； 提高剛度； 實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化； 提高系統(tǒng)整體的可靠性。 2.2.動力與驅(qū)動動力與驅(qū)動 ( () ) 動力部分的功能是按照系統(tǒng)控制要求,為系統(tǒng)提供能量和動力,使系統(tǒng)正常運(yùn)行。用盡可能小的動力輸入用盡可能小的動力輸入獲得盡可能大的功能輸出獲得盡可能大的功能輸出, ,是機(jī)電一體化產(chǎn)品的顯著特是機(jī)電一體化產(chǎn)品的顯著特征之一征之一。 驅(qū)動部分的功能是在控制信息作用下提供動力,驅(qū)動各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動作和功能。3. 3. 傳感測試部分傳感測試部分

11、傳感測試部分的功能是對系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測,生成相應(yīng)的可識別信號,傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?經(jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。這一功能一般由專門的傳感器及轉(zhuǎn)換電路完成。這一功能一般由專門的傳感器及轉(zhuǎn)換電路完成。 4. 4. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能是根據(jù)控制信息和指令,完成要求的動作,。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動部件執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動部件, ,一般采用機(jī)械、電一般采用機(jī)械、電磁、磁、電液等機(jī)構(gòu)電液等機(jī)構(gòu)。 5. 5. 控制及信息單元控制及信息單元 控制及信息單元的功能是將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入命令進(jìn)行集中、儲存、分析、加工,根據(jù)信息處理結(jié)果,按照一定的程序和節(jié)

12、奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行。 1. 3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)是由若干具有特定功能的機(jī)械與微電子要素組成的有機(jī)整體，具有滿足人們使用要求的功能(目的功能)。根據(jù)不同的使用目的，要求系統(tǒng)能對輸入的物質(zhì)、能量和信息物質(zhì)、能量和信息(即工業(yè)三大要素即工業(yè)三大要素)進(jìn)行某一處理，輸出所需要的物質(zhì)、能量和信息。因此系統(tǒng)須具有以下三大“目的功能目的功能”：變換變換(加工、處理)功能、傳遞傳遞(移動、輸送)功能和儲存儲存(保持、積累、記錄)功能。系統(tǒng)目的功能 不管那類系統(tǒng)（或產(chǎn)品），其系統(tǒng)內(nèi)部必須具備如所示的五種內(nèi)部功能五種內(nèi)部功能，即主功能、動力功能

13、、檢測功能、控制功主功能、動力功能、檢測功能、控制功能、構(gòu)造功能。能、構(gòu)造功能。 系統(tǒng)的五種內(nèi)部功能系統(tǒng)的五種內(nèi)部功能CNCCNC機(jī)床內(nèi)部功能構(gòu)成實(shí)例機(jī)床內(nèi)部功能構(gòu)成實(shí)例機(jī)電一體化系統(tǒng)要素與人體要素的比較機(jī)電一體化系統(tǒng)要素與人體要素的比較機(jī)電一體化系統(tǒng)要素機(jī)電一體化系統(tǒng)要素功能功能人體要素人體要素控制器（計(jì)算機(jī)）控制器（計(jì)算機(jī)）控制（信息存儲、處理、傳控制（信息存儲、處理、傳送）送）頭腦頭腦網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)信息傳遞信息傳遞神經(jīng)神經(jīng)檢測、傳感器檢測、傳感器計(jì)測（信息收集與變換）計(jì)測（信息收集與變換）感官感官執(zhí)行元件執(zhí)行元件驅(qū)動（操作）驅(qū)動（操作）肌肉肌肉動力源動力源提供動力（能量）提供動力（能量）內(nèi)臟內(nèi)

14、臟機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)構(gòu)造構(gòu)造骨骼骨骼 為實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)或要素之間物質(zhì)、能量或信息交換而進(jìn)為實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)或要素之間物質(zhì)、能量或信息交換而進(jìn)行的連接就是接口。行的連接就是接口。實(shí)際上實(shí)際上，機(jī)電一體化技術(shù)研究的核心問機(jī)電一體化技術(shù)研究的核心問題就是接口技術(shù)問題題就是接口技術(shù)問題。接口技術(shù)的作用：接口技術(shù)的作用： 為實(shí)現(xiàn)機(jī)械、電子、信息等各異技術(shù)在機(jī)電一體為實(shí)現(xiàn)機(jī)械、電子、信息等各異技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的物質(zhì)、能源、信息的傳遞與轉(zhuǎn)換，達(dá)到化系統(tǒng)中的物質(zhì)、能源、信息的傳遞與轉(zhuǎn)換，達(dá)到系統(tǒng)所需的目的功能。系統(tǒng)所需的目的功能。接口技術(shù)的功能：接口技術(shù)的功能： 系統(tǒng)輸入系統(tǒng)輸入/ /輸出接口信息的匹配。輸出接口信息的

15、匹配。 系統(tǒng)信息的轉(zhuǎn)換、調(diào)整，能源信息匹配。系統(tǒng)信息的轉(zhuǎn)換、調(diào)整，能源信息匹配。1.4 機(jī)電一體化構(gòu)成要素之間的連接(接口技術(shù)接口技術(shù)) 接口耦合與能量轉(zhuǎn)換接口耦合與能量轉(zhuǎn)換 （1）變換變換： 兩個(gè)需要進(jìn)行信息交換和傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)之間,由于信息的模式不同（數(shù)字量與模擬量、串行碼與并行碼、連續(xù)脈沖與序列脈沖等等）,無法直接實(shí)現(xiàn)信息或能量的交流,需要通過接口完成信息或能量的通過接口完成信息或能量的統(tǒng)一統(tǒng)一。（2）放大放大： 在兩個(gè)信號強(qiáng)度相差懸殊的環(huán)節(jié)間,經(jīng)接口放大,達(dá)到能量的匹配能量的匹配。（3）耦合耦合： 變換和放大后的信號在各環(huán)節(jié)間能可靠、快速、準(zhǔn)確地交換,必須遵循一致的時(shí)序、信號格式和邏輯規(guī)范

16、。接口具有保證信息的邏輯控制功能,使信息按規(guī)定模式進(jìn)行傳遞。 （4）能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換：其執(zhí)行元件包含了執(zhí)行器和驅(qū)動器。該轉(zhuǎn)換涉及到不同類型能量間的最優(yōu)轉(zhuǎn)換方法與原理。 接口技術(shù)的分類：接口技術(shù)的分類：按功能分，接口有兩種：變換、調(diào)整接口和輸入變換、調(diào)整接口和輸入/輸出接口輸出接口。 具有變換調(diào)整功能的接口（4種）：1、零接口零接口：不進(jìn)行任何變換和調(diào)整，本子系統(tǒng)的輸出即為另一子系統(tǒng)的輸入，這種接口只起到連接的作用。如插頭、座，輸送管線，傳動軸等。 2、無源接口無源接口：只用無源要素進(jìn)行變換、調(diào)整的接口。如變速箱、變壓器、可變電阻、透鏡等。 3、有源接口有源接口：含有有源要素，可以主動進(jìn)行匹配的

17、接口。如電磁離合器、放大器、光電耦合器等 4、智能接口智能接口：帶有微處理器，可以進(jìn)行程序編制或可適應(yīng)性地改變接口條件。如自動變速裝置、通用輸入/輸出集成電路，STD總線等 。根據(jù)輸入根據(jù)輸入/輸出功能有如下接口形式輸出功能有如下接口形式(4種種)：1、機(jī)械接口機(jī)械接口：由輸入/輸出部位的形狀、尺寸、精度、配合、規(guī)格等進(jìn)行機(jī)械聯(lián)接的接口。如聯(lián)軸器、管接頭、法蘭盤等。 2、物理接口物理接口：受通過接口的物質(zhì)、能量、信息的具體形態(tài)和物理?xiàng)l件約束的接口。如受電流、電壓、電容、扭矩、頻率、氣壓等約束的接口。 3、信息接口：信息接口：受規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)、法律、語言、符號等邏輯、軟件約束的接口。如RS232，G

18、B，ISO，ASCII，F(xiàn)ORTRAN，C+等 。4、環(huán)境接口：環(huán)境接口：對周圍環(huán)境條件（溫度、濕度、磁場、振動、水、氣、灰、火、放射）有保護(hù)作用的接口。如防塵接頭，防水開關(guān)等。機(jī)電一體化系統(tǒng)內(nèi)部與外部接口機(jī)電一體化系統(tǒng)內(nèi)部與外部接口 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）各構(gòu)成要素之間的相互聯(lián)系 1.5 機(jī)電一體化系統(tǒng)的評價(jià)機(jī)電一體化系統(tǒng)的評價(jià)系統(tǒng)的內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價(jià)值系統(tǒng)的內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價(jià)值系統(tǒng)內(nèi)部功能系統(tǒng)內(nèi)部功能評價(jià)參數(shù)評價(jià)參數(shù)系統(tǒng)價(jià)值系統(tǒng)價(jià)值高高低低主功能主功能系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差小小大大抗干擾能力抗干擾能力強(qiáng)強(qiáng)弱弱廢物輸出廢物輸出少少多多變換效率變換效率高高低低動力功能動力功能輸入能量輸入能量少少多多

19、能源能源內(nèi)裝內(nèi)裝外設(shè)外設(shè)控制功能控制功能控制輸入控制輸入/輸出口個(gè)數(shù)輸出口個(gè)數(shù)多多少少手動操作手動操作少少多多網(wǎng)絡(luò)功能網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)強(qiáng)弱弱構(gòu)造功能構(gòu)造功能尺寸、重量尺寸、重量小、輕小、輕大、重大、重強(qiáng)度強(qiáng)度高高低低計(jì)測功能計(jì)測功能精度精度高高低低高性能化高性能化省能化省能化機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)高附加值化高附加值化主功能主功能低價(jià)格化低價(jià)格化高可靠性化高可靠性化計(jì)測功能計(jì)測功能動力功能動力功能智能化智能化構(gòu)造功能構(gòu)造功能輕薄短小化輕薄短小化控制功能控制功能網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化機(jī)機(jī)電電一一體體化化系系統(tǒng)統(tǒng)的的評評價(jià)價(jià)內(nèi)內(nèi)容容1.6 1.6 機(jī)電一體化系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 1. 1.

20、機(jī)械技術(shù)機(jī)械技術(shù) 機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)。 2. 2. 計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù) 包括信息的輸入、變換、運(yùn)算、存儲及輸出。 信息處理的工具是計(jì)算機(jī)，因此信息處理技術(shù)是和計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密相關(guān)，包括硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)與通訊、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等； 機(jī)電系統(tǒng)中采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理，其硬件包括輸入/輸出設(shè)備、顯示器、外部存儲器、主機(jī)、可編程控制器、數(shù)控裝置等。3.3.自動控制技術(shù)自動控制技術(shù) 機(jī)電系統(tǒng)自動控制包括位置控制、速度控制、力或力矩機(jī)電系統(tǒng)自動控制包括位置控制、速度控制、力或力矩控制、自校正補(bǔ)償?shù)?，自動控制的基礎(chǔ)是自動控制原理，分控制、自校正補(bǔ)償?shù)?，自動控制的基礎(chǔ)是自動控制原

21、理，分為為經(jīng)典控制理論經(jīng)典控制理論和和現(xiàn)代控制理論現(xiàn)代控制理論研究單輸入研究單輸入- -單輸出單輸出線性定常系統(tǒng)（以傳線性定常系統(tǒng)（以傳傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)）傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)）研究多輸入研究多輸入- -多輸出多輸出非線性、高精度多變非線性、高精度多變量系統(tǒng)（以狀態(tài)方程量系統(tǒng)（以狀態(tài)方程為基礎(chǔ)）為基礎(chǔ)）4. 4. 伺服傳動技術(shù)伺服傳動技術(shù) 所謂所謂“伺服伺服”（ServoServo）即即“伺候服侍伺候服侍”的意思。的意思。 電信號電信號 機(jī)械動作機(jī)械動作 在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動元件，使機(jī)械運(yùn)動部件在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動元件，使機(jī)械運(yùn)動部件按照指令的要求進(jìn)行運(yùn)動，并具有良好的動態(tài)性能。按照指令

22、的要求進(jìn)行運(yùn)動，并具有良好的動態(tài)性能。 伺服傳動系統(tǒng)采用的驅(qū)動技術(shù)與使用的執(zhí)行元件有關(guān)。伺服傳動系統(tǒng)采用的驅(qū)動技術(shù)與使用的執(zhí)行元件有關(guān)。按照執(zhí)行元件的不同分為按照執(zhí)行元件的不同分為電氣伺服電氣伺服、液壓伺服、氣壓伺服液壓伺服、氣壓伺服速度快、控制靈活、速度快、控制靈活、可靠性高、應(yīng)用較可靠性高、應(yīng)用較廣，但低速輸出力廣，但低速輸出力矩較小矩較小低速輸出力矩大，功率低速輸出力矩大，功率密度大，在大型機(jī)床、密度大，在大型機(jī)床、工程機(jī)械、航空航天航工程機(jī)械、航空航天航海具有優(yōu)勢，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜海具有優(yōu)勢，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜5. 5. 檢測傳感技術(shù)檢測傳感技術(shù) 是機(jī)電一體化系統(tǒng)的感覺器官，即從待測對象獲取信號是機(jī)

23、電一體化系統(tǒng)的感覺器官，即從待測對象獲取信號并送到信息處理部分。并送到信息處理部分。 主要內(nèi)容包括：一是將物理量（位移、速度、加速度、主要內(nèi)容包括：一是將物理量（位移、速度、加速度、力、力矩、溫度等）轉(zhuǎn)換成一定的與其成比例的電量；二是力、力矩、溫度等）轉(zhuǎn)換成一定的與其成比例的電量；二是對轉(zhuǎn)換的電信號的加工處理如放大、補(bǔ)償、標(biāo)定。對轉(zhuǎn)換的電信號的加工處理如放大、補(bǔ)償、標(biāo)定。 檢測傳感裝置是實(shí)現(xiàn)自動控制的重要環(huán)節(jié)，要求傳感器檢測傳感裝置是實(shí)現(xiàn)自動控制的重要環(huán)節(jié)，要求傳感器及其放大處理電路快速、精確地獲取信息，并能夠抗干擾、及其放大處理電路快速、精確地獲取信息，并能夠抗干擾、可靠性高。可靠性高。6.

24、6.系統(tǒng)總體技術(shù)系統(tǒng)總體技術(shù) 從整體的觀點(diǎn)出發(fā)，組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，即從全局從整體的觀點(diǎn)出發(fā)，組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，即從全局和系統(tǒng)目標(biāo)角度，將系統(tǒng)分解成若干功能子系統(tǒng)，對于每個(gè)和系統(tǒng)目標(biāo)角度，將系統(tǒng)分解成若干功能子系統(tǒng)，對于每個(gè)子系統(tǒng)的技術(shù)方案要從整個(gè)系統(tǒng)技術(shù)協(xié)調(diào)的觀點(diǎn)考慮，最終子系統(tǒng)的技術(shù)方案要從整個(gè)系統(tǒng)技術(shù)協(xié)調(diào)的觀點(diǎn)考慮，最終使整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。使整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。1.7 1.7 機(jī)電一體化技術(shù)與其它技術(shù)的區(qū)別機(jī)電一體化技術(shù)與其它技術(shù)的區(qū)別1.1.機(jī)電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)的區(qū)別機(jī)電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)的區(qū)別傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)的操作控制主要通過具有電磁特性的各種電器來實(shí)現(xiàn),如繼電器、

25、接觸器等,在設(shè)計(jì)中不考慮或很少考慮在設(shè)計(jì)中不考慮或很少考慮彼此間的內(nèi)在聯(lián)系彼此間的內(nèi)在聯(lián)系； 機(jī)械本體和電氣驅(qū)動界限分明,整個(gè)裝置是剛性的,不涉及軟件和計(jì)算機(jī)控制。機(jī)電一體化技術(shù)以計(jì)算機(jī)為控制中心,在設(shè)計(jì)過程中強(qiáng)調(diào)機(jī)強(qiáng)調(diào)機(jī)械部件和電器部件間的相互作用和影響械部件和電器部件間的相互作用和影響,整個(gè)裝置在計(jì)算機(jī)控整個(gè)裝置在計(jì)算機(jī)控制下具有一定的智能性。制下具有一定的智能性。 2.2.機(jī)電一體化技術(shù)與并行工程的區(qū)別機(jī)電一體化技術(shù)與并行工程的區(qū)別機(jī)電一體化技術(shù)將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和檢測技術(shù)在設(shè)計(jì)和制造階段就有機(jī)地結(jié)合有機(jī)地結(jié)合在一起,十分注意機(jī)械和其他部件之間的相互作用。 而并

26、行工程將上述各種技術(shù)盡量在各自范圍內(nèi)齊頭并進(jìn),只在不同技術(shù)內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計(jì)制造,最后通過簡單疊加完成整體裝置。3.3.機(jī)電一體化技術(shù)與自動控制技術(shù)的區(qū)別機(jī)電一體化技術(shù)與自動控制技術(shù)的區(qū)別 自動控制技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)是討論控制原理、控制規(guī)律、分析方法和自動系統(tǒng)的構(gòu)造等。 機(jī)電一體化技術(shù)將自動控制原理及方法作為重要支撐技術(shù),將自控部件作為重要控制部件應(yīng)用自控原理和方法,對機(jī)電一體化裝置進(jìn)行系統(tǒng)分析和性能測算。 4.機(jī)電一體化技術(shù)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的區(qū)別機(jī)電一體化技術(shù)只是將計(jì)算機(jī)作為核心部件應(yīng)用只是將計(jì)算機(jī)作為核心部件應(yīng)用, ,目的是提高和改善系統(tǒng)性能。計(jì)算機(jī)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用僅僅是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)中的一部

27、分,它還可以在辦公、管理及圖像處理等方面得到廣泛應(yīng)用。機(jī)電一體化技術(shù)研究的是機(jī)電一體化系統(tǒng),而不是計(jì)算機(jī)應(yīng)用本身。1.8 機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與類型機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與類型 1.8.1 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則原則：原則：從規(guī)范性、通用性、耐環(huán)境性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等從規(guī)范性、通用性、耐環(huán)境性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等多方面綜合分析，結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和手段，達(dá)到機(jī)電一多方面綜合分析，結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和手段，達(dá)到機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的三大目的體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的三大目的省能源、省資源、智能化省能源、省資源、智能化，提高，提高機(jī)電產(chǎn)品的附加值和自動化程度。機(jī)電產(chǎn)品的附加值和

28、自動化程度。常用的設(shè)計(jì)方法：常用的設(shè)計(jì)方法：機(jī)電互補(bǔ)法機(jī)電互補(bǔ)法 機(jī)電結(jié)合（融合）法機(jī)電結(jié)合（融合）法 機(jī)電組合法機(jī)電組合法常見的設(shè)計(jì)類型：常見的設(shè)計(jì)類型：開發(fā)性設(shè)計(jì)開發(fā)性設(shè)計(jì) 適應(yīng)性設(shè)計(jì)適應(yīng)性設(shè)計(jì) 變異性設(shè)計(jì)變異性設(shè)計(jì) 1) 機(jī)電互補(bǔ)法：機(jī)電互補(bǔ)法：又稱取代法。該方法特點(diǎn)是利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考〈鷤鹘y(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品（系統(tǒng))中的復(fù)雜機(jī)械功能部件或功能子系統(tǒng)，以彌補(bǔ)其不足。2) 結(jié)合結(jié)合(融合融合)法：法：它是將各組成要素有機(jī)結(jié)合為一體構(gòu)成專用或通用的功能部件(子系統(tǒng))，其要素之間機(jī)電參數(shù)的有機(jī)匹配比較充分。3) 組合法：組合法：它是將結(jié)合法制成的功能部件(子系統(tǒng))、功能模塊，像積木那樣組合成各種機(jī)

29、電一體化系統(tǒng)（品），故稱組合法。常用的設(shè)計(jì)方法：常用的設(shè)計(jì)方法：機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類型機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類型1.1. 開發(fā)性設(shè)計(jì)：開發(fā)性設(shè)計(jì)：它是沒有參照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理和要求，設(shè)計(jì)出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的產(chǎn)品或系統(tǒng)。2.2. 適應(yīng)性設(shè)計(jì)：適應(yīng)性設(shè)計(jì)：它是在總的方案原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)性設(shè)計(jì)，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附加價(jià)值。 3.3. 變異性設(shè)計(jì)：變異性設(shè)計(jì)：它是在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸使之適應(yīng)于量的方面有所變更的要求。

30、1.8.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 (1) 根據(jù)目的功能確定產(chǎn)品規(guī)格、性能指標(biāo)。(2) 系統(tǒng)功能部件、功能要素的劃分(3) 接口的設(shè)計(jì) (4) 綜合評價(jià)(或整體評價(jià))(5) 可靠性復(fù)查(6) 試制與調(diào)試 機(jī)電一體化機(jī)電一體化系統(tǒng)系統(tǒng)( (產(chǎn)品產(chǎn)品) ) 的設(shè)計(jì)流程的設(shè)計(jì)流程1.9 機(jī)電一體化系統(tǒng)的開發(fā)工程機(jī)電一體化系統(tǒng)的開發(fā)工程 重點(diǎn)研究：重點(diǎn)研究：系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)；系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)；功能組件的外購?fù)鈪f(xié)功能組件的外購?fù)鈪f(xié)配套與標(biāo)準(zhǔn)化；配套與標(biāo)準(zhǔn)化；專用功能部件（子系專用功能部件（子系統(tǒng)）開發(fā)和研制；統(tǒng)）開發(fā)和研制；專業(yè)化生產(chǎn)方式的優(yōu)專業(yè)化生產(chǎn)方式的優(yōu)勢和特點(diǎn)；勢和特點(diǎn)；設(shè)計(jì)能

31、達(dá)到高效、高設(shè)計(jì)能達(dá)到高效、高質(zhì)量、高可靠性的設(shè)計(jì)質(zhì)量、高可靠性的設(shè)計(jì)制造效果；制造效果；擬定系統(tǒng)目標(biāo)及初步技術(shù)規(guī)范市場調(diào)研、需求分析、銷售預(yù)測可行性論證、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析構(gòu)思（初步設(shè)計(jì)）評價(jià)與審定數(shù)學(xué)、物理模型分析求解、模擬試驗(yàn)結(jié)構(gòu)與功能分析模塊化設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)制造/外購市場調(diào)查樣 機(jī) 試 制詳細(xì)設(shè)計(jì)硬件制造外購?fù)赓徶圃?外購制造詳細(xì)設(shè)計(jì)市場調(diào)查NY軟件總體性能測試技術(shù)評價(jià)與審定是否修改原構(gòu)思市場調(diào)查總體性能測試小批量生產(chǎn)試銷效果是否好NYYN市場調(diào)查市場調(diào)查收集用戶意見市場調(diào)查YN收集用戶意見N初步方案設(shè)計(jì)結(jié)束Y數(shù)學(xué)/物理模型修改YN1.10 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

32、與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法：現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法：以計(jì)算機(jī)為輔助手段進(jìn)行系統(tǒng)（產(chǎn)品）以計(jì)算機(jī)為輔助手段進(jìn)行系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法 的總稱。的總稱。 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方法與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的融合機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方法與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的融合是優(yōu)質(zhì)、高是優(yōu)質(zhì)、高效、快速實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的有效方法和效、快速實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的有效方法和基本條件?；緱l件。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CANCAD/CAN） 并行工程設(shè)計(jì)并行工程設(shè)計(jì)全壽命周期設(shè)計(jì)全壽命周期設(shè)計(jì) 虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 快速響應(yīng)設(shè)計(jì)快速響應(yīng)設(shè)計(jì) 綠色環(huán)保產(chǎn)品設(shè)計(jì)綠色環(huán)保產(chǎn)品設(shè)計(jì) 反求設(shè)

33、計(jì)反求設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同合作設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同合作設(shè)計(jì) 1.11 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢1. 201. 20世紀(jì)世紀(jì)6060年代前為第一階段年代前為第一階段，“萌芽階段萌芽階段” 工程師們自覺或者不自覺地把機(jī)械產(chǎn)品和電子技術(shù)相結(jié)工程師們自覺或者不自覺地把機(jī)械產(chǎn)品和電子技術(shù)相結(jié)合，以提高機(jī)械產(chǎn)品的性能。但是由于電子技術(shù)的發(fā)展相對合，以提高機(jī)械產(chǎn)品的性能。但是由于電子技術(shù)的發(fā)展相對落后，使得機(jī)械與電子的結(jié)合還沒有得到廣泛的應(yīng)用。落后，使得機(jī)械與電子的結(jié)合還沒有得到廣泛的應(yīng)用。2. 702. 70年代到年代到8080年代為第二階段年代為第二階段，“蓬勃發(fā)展階段蓬勃發(fā)展階段” 計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制

34、技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：MechatronicsMechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到一詞首先在日本被普遍接受，大約到2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代末期年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。 3.903.90年代后期開始為第三階段，年

35、代后期開始為第三階段，“智能化階段智能化階段” 光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；體化等新分支； 對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。 由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)

36、展的廣闊天地。的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。漸形成完整的科學(xué)體系。 1. 1. 數(shù)控機(jī)床的問世，寫下了數(shù)控機(jī)床的問世，寫下了“機(jī)電一體化機(jī)電一體化”歷史的第一頁。歷史的第一頁。2. 2. 微電子技術(shù)為微電子技術(shù)為“機(jī)電一體化機(jī)電一體化”帶來勃勃生機(jī)。帶來勃勃生機(jī)。 3. 3. 可編程序控制器、電力電子等的發(fā)展為機(jī)電一體化提供可編程序控制器、電力電子等的發(fā)展為機(jī)電一體化提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ)。了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ)。4. 4. 激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使激光技術(shù)、

37、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使”機(jī)電一體機(jī)電一體化化“躍上新臺階。躍上新臺階。 因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下：因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下：（1 1）智能化）智能化 （2 2）模塊化）模塊化 （3 3）網(wǎng)絡(luò)化）網(wǎng)絡(luò)化（4 4）微型化）微型化 （5 5）綠色化）綠色化 （6 6）人性化）人性化1.11 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢1 1 智能化智能化: : 智能化是智能化是2121世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得

38、到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的重要應(yīng)用。這里所說的“智能化智能化”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自動力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。 機(jī)電一體化的智能化趨勢包括以下幾個(gè)方面：機(jī)電一體化的智能化趨勢包括以下幾個(gè)方面：

39、（1）診斷過程的智能化。診斷過程的智能化。診斷功能強(qiáng)弱是評價(jià)系統(tǒng)性能的重要智能指標(biāo)之一。 （2）人機(jī)接口的智能化。人機(jī)接口的智能化。智能化的人機(jī)接口,可以大大簡化操作過程,這里包含多媒體技術(shù)在人機(jī)接口智能化中的有效應(yīng)用。（3）自動編程的智能化。自動編程的智能化。操作者只需輸入加工工件素材的形狀和需加工形狀的數(shù)據(jù),加工程序就可全部自動生成,這里包含： 素材形狀和加工形狀的圖形顯示； 自動工序的確定； 使用刀具、切削條件的自動確定； 刀具使用順序的變更； 任意路徑的編輯； 加工過程干涉校驗(yàn)等。 （4）加工過程的智能化。加工過程的智能化。 2 模塊化模塊化: 由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研

40、制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。 3 網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化: 20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方

41、興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。4 4 微型化微型化 微型化興起于微型化興起于2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代末，指的是機(jī)電一體化向年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機(jī)械微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（系統(tǒng)（MEMSMEMS），泛指幾何尺寸不超過），泛指幾何尺寸不超過1cm1cm3 3的機(jī)電一體化產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運(yùn)動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有耗能少、運(yùn)動靈

42、活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技不可比擬的優(yōu)勢。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。5 系統(tǒng)化系統(tǒng)化 系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232外，還有外，還有RS485等等。等等。6. 新型的新型的MEMS微機(jī)電