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机电一体化技术应用
发布时间: 2012-09-26 09:30:00 来源: 编辑: 周文煜

.机电一体化

  机电一体化又称机械电子学,英语称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971日本杂志《机械设计》的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,他的发展使冷冰冰的机器有了人性化,智能化。

二.定义

  机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。

三.机电一体化技术应用

  典型的机电一体化系统有数控机床加工中心工业机器人等。机械电子学技术除用于单个机器、设备或一般的生产系统的技术改造之外,还用于柔性制造系统计算机集成制造系统工厂自动化办公自动化家庭自动化等方面。

  1.数控机床

   数控机床是采用了数控技术的机床,它是用数字信号控制机床运动及其加工过程。具体地说,将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上,然后输入数控系统,经过译码、运算,发出指令,自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动,从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件,这种机床即为数控机床。数控机床常见以下类型:

     1)数控车床

  

  

                            1数控车床机械结构

  2)数控铣床

  

                       2数控铣床机械结构

  3)加工中心

  

  

                      3    加工中心机械结构

  2.自动生产线

  自动生产线是由工件传送系统和控制系统,将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来,自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统,简称自动线。

     例如下图中模拟自动生产线,能将供料、加工、组装、搬运、分栋组合在一起,大大减小人手。

  

                          4 模拟自动生产线

  3.电梯

     电梯是用电力拖动的轿厢运行于铅垂的或倾斜不大于15°的两列刚性导轨之间运送乘客或货物的固定设备。

  (1)电梯

  电梯的结构如下图所示。

    

                     交流乘客、病床电梯结构示意图

  1-极限开关;2-曳引机;3-承重梁;4-限速器;5-导向轮;6-转换平层传感器;7-开门机;8-操纵箱;9-轿厢;10-对重装置;11-防护栅栏;12-对重导轨;13-缓冲器;14-限速胀紧装置15-基站厅外开关门控制开关;16-限位开关;17-轿厢导轨;18-厅门;19-召唤按钮箱;20-控制柜

  2)自动扶梯

      自动扶梯的结构如下图所示

  

                            自动扶梯的结构简图

  1-建筑基础;2-转向滑轮群;3-曳引导轨;4-梯级;5-金属骨架;6-扶手装置;7-驱动装置;8-曳引链;9-梳板前沿板;10-电器设备  

      4.工业机器人

    工业机器人根据ISO(国际标准化机构)的技术报告,定义为:自动控制、可再编程、多功能、具有多个自由度的机械手功能的机器。即现在工业机器人就是“类似于人的手臂和手的动作功能的,具有多样动作功能的自动机器”。但是,随着技术的进步,就不单是指类似于人的手臂和手的运动功能的机器了,现指具备感观功能、认识功能,可以自律行动的机械手。

     

                       工业机器人机械结构系统

  四.机电一体化应用相关技术学科

  1) 机械技术

  机械技术是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其它高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上的变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中,经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术,同时采用人工智能与专家系统等,形成新一代的机械制造技术

  2) 计算机与信息技术

  其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

  3) 系统技术

  系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,它是实现系统各部分有机连接的保证。

  4) 自动控制技术

  其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

  5) 传感检测技术

  传感检测技术是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。

  6) 伺服传动技术

  包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

     总体上讲,机电一体化技术除用于单个机器、设备或一般的生产系统的技术改造之外,还用于柔性制造系统计算机集成制造系统工厂自动化办公自动化家庭自动化等方面。

  

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