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《机械制造自动化技术》 机械制造自动化技术辅导资料一
主题:第一章概论——关于机电一体化的概念、背景、目的、主要技术,机电一体化系统的组成要素、设计原则的辅导资料。
学习时间:2010年10月18日-10月24日
内容:
我们这周主要学习第一章的内容。希望通过下面的内容能使同学们加深对机电一体化系统的概念、组成要素及设计原则的理解,使同学们对机电一体化系统设计的主要技术、发展状况有一定的了解,该辅导资料主要是让同学们在学习网络课件的基础上拓宽知识面,加深对课本的理解。
一、学习要求
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6. 理解机电一体化系统设计的四大原则。
二、主要内容

机电一体化技术概述机电一体化技术是当代科学技术发展最为活跃的领域之一。随着计算数学、工程力学、机械动力学、电子信息技术及计算机技术的飞速发展,极大地丰富和发展了传统设计技术的内容,改变了其固有的模式和方法,特别是设计观念的更新,从面向制造的设计转变为面向用户的设计,大大拓宽了设计师的思维空间,使产品更具有创新性和适用性。
目前世界上普遍认为机电一体化技术可以分成两大类,即生产过程的机电一体化和机电产品的机电一体化。机电产品的机电一体化是机电一体化的核心,是生产过程机电一体化的物质基础。
传统的机电产品加上微机控制即可转变为新一代的产品,而新产品较旧产品具有功能强、性能好、精度高、体积小、重量轻、更可靠、更方便、经济效益显著等优点。机电一体化产品小到儿童玩具、家用电器、办公设备,大到数控机床、机器人、自动化生产线、航空航天器,因此,可以说机电一体化技术几乎涉及到社会的各个方面。其中,生产过程的机电一体化包括产品设计、加工、装配、检验的自动化,生产过程自动化,经营管理自动化等。
其高级形式是计算机集成制造系统(CIMS),主要涉及计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺设计(CAPP)、计算机辅助制造(CAM)、CAD/CAPP/CAM集成系统、柔性制造系统(FMS)等方面

(1)提高精度
机电一体化技术使机械传动部件减少,因而使由机械磨损、配合间隙及变形而引起的误差大为减小。同时,由于机电一体化技术采用电子技术实现自动检测和自动控制,校正和补偿由各种干扰因素造成的动态误差,从而达到单纯机械装备所不能实现的工作精度。
(2)增强功能
现代高新技术的引入,使机械产品具有多种复合功能,成为机电一体化产品和系统的一个显著特点。
(3)提高生产效率
机电一体化系统可以有效地减少生产准备时间和辅助时间,缩短新产品的开发周期,提高产品的合格率,减少操作人员,从而提高生产效率,降低生产成本。
(4)节约能源,降低能耗
通过采用低能耗的驱动机构、最佳调节控制和提高能源利用率等措施,机电一体化产品和系统可以取得良好的节能效果。
(5)提高安全性、可靠性
机电一体化系统通常具有自动检测、监控子系统,因而可以对各种故障和危险自动采取保护措施并及时修正参数,提高系统的安全可靠性。
(6)改善操作性和实用性
机电一体化系统的各相关子系统的动作顺序和功能协调关系由控制系统决定。随着计算机技术和自动控制技术的发展,可以通过简便的人机界面操作,实现复杂的功能控制和良好的使用效果。
(7)减轻劳动强度,改善劳动条件
减轻劳动强度包括繁重的体力劳动和复杂的脑力劳动。机电一体化系统能够由计算机完成设计制造和生产过程中极为复杂的人的智力活动和资料记忆查找工作,同时又能通过过程控制自动运行,从而替代人的紧张和单调重复操作以及在危险环境下的工作。
(8)简化结构,减轻重量
机电一体化系统采用先进的电力电子器件和传动技术,替代老式笨重的电气控制和机械变速结构,由微处理器和集成电路等微电子元件和程序逻辑软件,完成过去靠机械传动链来实现的关联运动,从而使机电一体化产品和系统的体积小,结构简化,重量减轻。
(9)降低价格
由于机械结构简化,材料消耗减少,制造成本降低,而且电子器件的价格下降迅速,因此机电一体化产品和系统的价格日趋低廉,而使用性能、维修性能日趋完善,使用寿命不断延长。
(10)增强柔性应用功能
为了满足市场多样性的要求,机电一体化系统可以通过编制用户程序来实现机电产品工作方式的改变,适应各种用户对象及现场参数变化的需要。

机电一体化是机械技术、电子技术和信息技术等相关技术有机结合的一种新形式,是电子技术向机械技术领域渗透过程中逐渐形成的一个新概念。
机电一体化打破了传统机械工程、电子工程、信息工程、控制工程、光