機械電子工程介紹匯編

1、機械(jxi)電子工程的應(yīng)用共六十一頁1 機械電子工程在工程領(lǐng)域(ln y)的應(yīng)用1.1 機械電子工程在機械工程中的應(yīng)用1.1.1 機械電子工程在機械加工中的應(yīng)用(1) 數(shù)控機床 機床是機械加工制造的的基礎(chǔ)，組成機械設(shè)備的各類零部件絕大多數(shù)都要經(jīng)過各類不同機床加工而成，因此，機床被稱為機械產(chǎn)品的母機。數(shù)控機床是計算機數(shù)字控制機床(Computer numerical contr-ol machine tools)的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運算處理由數(shù)控裝置

2、發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙(tzh)要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。共六十一頁1) 具有高度柔性 在數(shù)控機床上加工零件，主要取決于加工程序，它與普通機床不同，不必制造，更換許多模具、夾具，不需要經(jīng)常重新調(diào)整機床。因此，數(shù)控機床適用于所加工的零件頻繁更換的場合，亦即適合單件，小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開發(fā)，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)省(jishng)了大量工藝裝備的費用。 2) 加工精度高 數(shù)控機床的加工精度一般可達(dá)0.050.1mm，數(shù)控機床是按數(shù)字信號形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一脈沖信號，則機床移動部件移動一具脈沖當(dāng)量（一般為0.001mm），而且機床進(jìn)給傳動鏈的反向間

3、隙與絲桿螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進(jìn)行補償，因此數(shù)控機床定位精度比較高 。3)加工質(zhì)量穩(wěn)定 加工同一批零件，在同一機床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。共六十一頁4) 生產(chǎn)率高 數(shù)控機床可有效地減少零件(ln jin)的加工時間和輔助時間，數(shù)控機床的主軸速度和進(jìn)給量的范圍大，允許機床進(jìn)行大切削量的強力切削。數(shù)控機床正進(jìn)入高速加工時代，數(shù)控機床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工，極大地提高了生產(chǎn)率。另外，與加工中心的刀庫配合使用，可實現(xiàn)在一臺機床上進(jìn)行多道工序的連續(xù)加工，減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時間，提高了生產(chǎn)率。5)改善勞動條件 數(shù)

4、控機床加工前是經(jīng)調(diào)整好后，輸入程序并啟動，機床就能有自動連續(xù)地進(jìn)行加工，直至加工結(jié)束。操作者要做的只是程序的輸入、編輯、零件裝卸、刀具準(zhǔn)備、加工狀態(tài)的觀測、零件的檢驗等工作，勞動強度大降低，機床操作者的勞動趨于智力型工作。另外，機床一般是結(jié)合起來，既清潔，又安全。6)有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化 數(shù)控機床的加工，可預(yù)先精確估計加工時間，對所使用的刀具、夾具可進(jìn)行規(guī)范化，現(xiàn)代化管理，易于實現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化，已與計算機輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）有機地結(jié)合起來，是現(xiàn)代化集成制造技術(shù)的基礎(chǔ)。共六十一頁共六十一頁共六十一頁(2)加工中心 加工中心(Computerized Numerical Contr

5、ol Machine，簡稱CNC) 是備有刀庫，具有自動換刀功能，是對工件一次裝夾后進(jìn)行多工序加工用于加工復(fù)雜形狀工件的數(shù)控機床，是高度機電一體化的產(chǎn)品。工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機床按不同工序自動選擇、更換刀具、自動對刀、自動改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量等，可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序，因而大大減少了工件裝夾時間、測量和機床調(diào)整等輔助工序時間，對加工形狀比較復(fù)雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。1) 加工中心與普通數(shù)控機床的區(qū)別1 工序間自動換刀；2 可同時(tngsh)對多個工作面進(jìn)行加工；3 具有一次裝夾完成多個加工工序；4 可配置雙工作臺，實現(xiàn)上卸料自動化。共六

6、十一頁2) 加工中心的技術(shù)特點1 帶自動換刀裝置(ATC)，可在一次裝卡后完成銑、鉆、鏜、鉸、攻絲等多道工序。2 增加托板自動交換裝置(APC) ，可實現(xiàn)物料貯存和自動上卸料。3 “柔性”好，更換品種方便容易，易于組成柔性生產(chǎn)線(FAL)或柔性制造系統(tǒng)(FAS)。4 生產(chǎn)率高，工序集中，輔助時間減少。3) 加工精度 銑圓精度是綜合評價加工中心的主要指標(biāo)，普通級允許誤差0.030.04mm，精密(jngm)級允許誤差0.02mm。另外由于一次裝卡定位，有利于提高精度。共六十一頁共六十一頁(3) 3D打印技術(shù) 3D打印(3D printing)技術(shù)，是目前人們廣泛關(guān)注的一種快速成型技術(shù)。 3D打印

7、是一種與傳統(tǒng)的去除法加工(通過去除毛坯上的材料得到工件)不同的新的加工方法。它利用過程增長法，即用一層層薄層疊加起來形成工件，將復(fù)雜的三維空間成型簡化為二維平面加工的組合。它以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀(熔融狀)金屬或塑料等材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體。 由于3D打印技術(shù)只需傳統(tǒng)加工方法所需工時的1030%，所需成本的20%35%，就能直接制造(zhzo)出產(chǎn)品樣品或模具，已成為現(xiàn)代先進(jìn)的自動化制造(zhzo)技術(shù)的支柱之一。 3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機來實現(xiàn)的。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零

8、部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。 共六十一頁1) 發(fā)展過程 3D打印技術(shù)的思想在20世紀(jì)初就提出，并在三維地圖制作等方面得到應(yīng)用。20世紀(jì)80年代由于激光技術(shù)的發(fā)展，使3D打印快速成形技術(shù)得到迅速的發(fā)展。1986年，美國(mi u)學(xué)者Challes. W.Hull 提出了用激光照射液態(tài)光敏樹脂，分層制作三維物體的快速成型方法。1988年，美國的3DSystems公司，根據(jù)這種方法生產(chǎn)出第一臺開發(fā)了第一臺商業(yè)3D打印機SLA250 ，開創(chuàng)了3D打印技術(shù)商品化的新紀(jì)元。199

9、3年，MIT獲3D打印技術(shù)專利。1995年，美國Z Corp公司從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機。2005年，市場上首個高清晰彩色3D打印機Spectrum Z510由Z- Corp公司研制成功。共六十一頁 報道稱，手槍的設(shè)計出自經(jīng)典(jngdin)的1911式手槍，制作中使用了現(xiàn)成的彈簧和彈匣。公司還使用了包括激光燒結(jié)和研磨金屬等多種技術(shù)，用33種不銹鋼和合金制成。 據(jù)悉，制作這支手槍的3D打印機價格在50萬美元以上。該公司副總裁稱，這是全球首支利用3D技術(shù)打印出來的金屬槍。 據(jù)美國CNET網(wǎng)2013年11月8日報道，美國一家公司制造了全球(qunqi)首款3D金屬手槍，而且已

10、經(jīng)成功發(fā)射了50發(fā)子彈，這個成績顯然比此前的3D塑料版手槍棒很多！共六十一頁2)應(yīng)用領(lǐng)域1 航空、航天、國防業(yè) GE中國研發(fā)中心的工程師們?nèi)栽诼耦^研究3D打印技術(shù)。就在這之前，他們剛剛用3D打印機成功“打印”出了航空發(fā)動機的重要零部件。與傳統(tǒng)制造相比，這一技術(shù)將使該零件成本縮減30%、制造周期(zhuq)縮短40%。2 機械制造3 建筑業(yè)4 食品加工5 醫(yī)療業(yè)6 音樂器械共六十一頁1.1.2機械電子工程在機械裝備中應(yīng)用(1) AGV自動導(dǎo)向小車 自動導(dǎo)向小車AGV (Automated Guided Vehicle) 是一種無人駕駛，以蓄電池能源的物料搬運設(shè)備，其行駛路線和?？课恢檬强删幊痰摹?/p>

11、70年代(nindi)以來，電子技術(shù)和計算機技術(shù)推動了AGV技術(shù)的發(fā)展，具有了磁感應(yīng)，紅外線、激光、語言編程、語音等功能。AGV技術(shù)仍在發(fā)展中，目前有些語音控制的AGV能識別4000個詞匯。 1) AGV的結(jié)構(gòu) 小車由主平板、驅(qū)動輪、轉(zhuǎn)向輪、電動機、傳動系統(tǒng)、蓄電池和導(dǎo)向系統(tǒng)組成。小車驅(qū)動電動機由安裝在車上的產(chǎn)業(yè)級蓄電池供電，通常供電周期為20h左右，因此必須定期到維護(hù)區(qū)充電或更換。蓄電池的更換一般是手工進(jìn)行的，充電可以是手工的或者自動的，有些小車能按照程序自動接上電插頭進(jìn)行充電。共六十一頁共六十一頁共六十一頁(3) 自動(zdng)倉儲系統(tǒng)共六十一頁(4) 自動(zdng)裝配設(shè)備單工位螺紋

12、(luwn)裝配機共六十一頁單工位螺紋(luwn)裝配機共六十一頁共六十一頁1.2機械電子(dinz)工程在車輛工程中的應(yīng)用(1) 自動泊車裝置共六十一頁(2) 自動升降(shngjing)底盤共六十一頁(3) 自動(zdng)碰撞試驗共六十一頁(4) 轉(zhuǎn)向助力(zh l)系統(tǒng)共六十一頁共六十一頁(5) 制動助力(zh l)系統(tǒng)共六十一頁共六十一頁(5) ABS車輪(ch ln)防抱死系統(tǒng)共六十一頁1.3 機械電子工程在航空工程中的應(yīng)用(yngyng)(1) 飛機電傳操控系統(tǒng)共六十一頁共六十一頁共六十一頁(2) 飛機(fij)生命保障系統(tǒng)共六十一頁(3) 飛機自動導(dǎo)航系統(tǒng) 導(dǎo)航的關(guān)鍵在于確定飛

13、機的瞬時位置。確定飛機位置有目視定位、航位推算和幾何定位三種方法。1) 目視定位 由駕駛員觀察地面標(biāo)志來判定飛機的位置，這在起飛和著陸過程中特別需要。2) 航位推算 根據(jù)已知前一時刻飛機位置和測得的導(dǎo)航參數(shù)推算當(dāng)時飛機的位置。例如根據(jù)測出的真實空速和飛機的航向，在給定風(fēng)速和風(fēng)向條件下利用航行速度三角形計算出地速，再把地速對時間進(jìn)行積分，代入起始條件，即可得到當(dāng)時的飛機位置。多普勒雷達(dá)能直接測出地速和偏流角，經(jīng)過積分也可得到飛機的位置。慣性導(dǎo)航實質(zhì)上也是進(jìn)行航位推算，由慣性元件測得加速度，經(jīng)過兩次積分得到位置信息。這種導(dǎo)航系統(tǒng)只依靠飛機上的儀器而與外界無關(guān)，不易(b y)受無線電干擾，可進(jìn)行全球

14、導(dǎo)航。 共六十一頁3) 幾何定位 以某導(dǎo)航點為基準(zhǔn)確定飛機相對于導(dǎo)航點的位置，從而定出飛機的位置線（即某些幾何參數(shù)如距離、角度保持不變的航跡）。再確定飛機相對于另一導(dǎo)航點的位置，定出另一條位置線。兩條位置線的交點就是飛機所在的位置。圖中示出三種位置線：相對方位角為恒值的位置線是一條通過(tnggu)導(dǎo)航點的直線；距離為恒值的位置線是以導(dǎo)航點為中心的圓周；到兩個導(dǎo)航點的距離差為恒值的位置線是雙曲線。也可用雷達(dá)來確定飛機的位置。 飛機導(dǎo)航系統(tǒng)。 飛機導(dǎo)航系統(tǒng)依工作原理的不同可分為多種：儀表導(dǎo)航系統(tǒng)；無線電導(dǎo)航系統(tǒng) ；慣性導(dǎo)航系統(tǒng) ；天文導(dǎo)航系統(tǒng) ；組合導(dǎo)航系統(tǒng) 。 共六十一頁共六十一頁共六十一頁1

15、.4.2 軍用(jnyng)機器人(1) 無人機X47b艦載無人機全球(qunqi)鷹共六十一頁暗箭(njin)共六十一頁(3) 偵察(zhnch)機器人共六十一頁2 機械電子(dinz)工程在日常生活中的應(yīng)用2.1 機械電子工程在家用電器中的應(yīng)用(1) 電冰箱共六十一頁(2) 空調(diào)(kn dio)共六十一頁共六十一頁(3) 自動(zdng)洗衣機共六十一頁(4) 微波爐共六十一頁2.2 機械電子工程在個人(grn)信息系統(tǒng)中的應(yīng)用(1) 電腦共六十一頁共六十一頁(2) 打印機共六十一頁(3) 繪圖機共六十一頁2.3機械電子工程在個人金融(jnrng)中的應(yīng)用(1) 點鈔機共六十一頁(2) ATM機共六十一頁(3) POS機共六十一頁2.4機械電子(dinz)工程在個人健康中的應(yīng)用(1) 自動血壓計共六十一頁(2) 自動(zdng)血糖儀共六十一頁(3) CT成像機共六十一頁2.5 機械電子(dinz)工程在住宅自動化中的應(yīng)用(1) 自動電梯共六十一頁共六十一頁(2) 無塔自動(zdng)上水裝置共六十一頁(3) 自動(zdng)剪草機共六十一頁(4) 自動(zdng)清掃、吸塵器共六十一頁共六十一頁內(nèi)容摘要機械電子工程的應(yīng)用。1 機械電子工程在工程領(lǐng)域的應(yīng)用。3D打印技術(shù)的思想在20世紀(jì)初就提出，并在三維地圖制作等方面得到應(yīng)用