Ⅰ 機電一體化具體是什麼技術
主要研究目的是把機械技術與微電子技術和信息技術有機地結合為一體,實現整個系統的最優化。機械電子學可以充分發揮機械技術、微電子技術和信息技術的各自的長處和特點,促進機械產品的更新換代。
Ⅱ 機電一體化技術是什麼
機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術於一體。隨著計算機技術迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發展,成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、感測檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術,目前正向光機電一體化技術(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)方向發展,應用范圍愈來愈廣泛。
日本企業界在1970年左右最早提出「機電一體化技術」這一概念,當時他們取名為「Mechatronics」,即結合應用機械技術和電子技術於一體。
研究目的
機械電子學主要研究目的是把機械技術與微電子技術和信息技術有機地結合為一體,實現整個系統的最優化。機械電子學可以充分發揮機械技術、微電子技術和信息技術的各自的長處和特點,促進機械產品的更新換代。機械電子學系統主要由機械主體、感測器、信息處理和執行機構等部分組成。
較高級的系統不但有硬體,而且還有相應的軟體,利用軟體技術可以實現硬體難以實現的功能,使機械繫統增加柔性。典型的機械電子系統有數控機床、加工中心、工業機器人等。機械電子學技術除用於單個機器、設備或一般的生產系統的技術改造之外,還用於柔性製造系統、計算機集成製造系統、工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化等方面。
Ⅲ 機電一體化都有哪些關鍵技術
機電一體化的關鍵技術:
發展機電一體化技術所面臨的共性關鍵技術包括精密機械技術、感測檢測技術、伺服驅動技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、介面技術和系統總體技術等。現代的機電一體化產品甚至還包含了光、聲、化學、生物等技術的應用。
1、機械技術
機械技術是機電一體化的基礎。隨著高新技術引入機械行業,機械技術面臨著挑戰和變革。在機電一體化產品中,它不再是單一地完成系統間的連接,而是要優化設計系統結構、質量、體積、剛性和壽命等參數對機電一體化系統的綜合影響。機械技術的著眼點在於如何與機電一體化的技術相適應,利用其他高、新技術來更新概念,實現結構上、材料上、性能上以及功能上的變更,滿足減少質量、縮小體積、提高精度、提高剛度、改善性能和增加功能的要求。尤其那些關鍵零部件,如導軌、滾珠絲杠、軸承、傳動部件等的材料、精度對機電一體化產品的性能、控制精度影響很大。
在製造過程的機電一體化系統,經典的機械理論與工藝應藉助於計算機輔助技術,同時採用人工智慧與專家系統等,形成新一代的機械製造技術。這里原有的機械技術以知識和技能的形式存在。如計算機輔助工藝規程編制(CAPP)是目前CAD/CAM系統研究的瓶頸,其關鍵問題在於如何將各行業、企業、技術人員中的標准、習慣和經驗進行表達和陳述,從而實現計算機的自動工藝設計與管理。
2、感測與檢測技術
感測與檢測裝置是系統的感受器官,它與信息系統的輸入端相連並將檢測到的信息輸送到信息處理部分。感測與檢測是實現自動控制、自動調節的關鍵環節,它的功能越強,系統的自動化程度就越高。感測與檢測的關鍵元件是感測器。
機電一體化系統或產品的柔性化、功能化和智能化都與感測器的品種多少、性能好壞密切相關。感測器的發展正進入集成化、智能化階段。感測器技術本身是一門多學科、知識密集的應用技術。感測原理、感測材料及加工製造裝配技術是感測器開發的三個重要方面。
感測器是將被測量(包括各種物理量、化學量和生物量等)變換成系統可識別的、與被測量有確定對應關系的有用電信號的一種裝置。現代工程技術要求感測器能快速、精確地獲取信息,並能經受各種嚴酷環境的考驗。與計算機技術相比,感測器的發展顯得緩慢,難以滿足技術發展的要求。不少機電一體化裝置不能達到滿意的效果或無法實現設計的關鍵原因在於沒有合適的感測器。因此大力開展感測器的研究,對於機電一體化技術的發展具有十分重要的意義。
3、伺服驅動技術
伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置或部件,對系統的動態性能、控制質量和功能具有決定性的影響。伺服驅動技術主要是指機電一體化產品中的執行元件和驅動裝置設計中的技術問題,它涉及設備執行操作的技術,對所加工產品的質量具有直接的影響。機電一體化產品中的伺服驅動執行元件包括電動、氣動、液壓等各種類型,其中電動式執行元件居多。驅動裝置主要是各種電動機的驅動電源電路,目前多由電力電子器件及集成化的功能電路構成。在機電一體化系統中,通常微型計算機通過介面電路與驅動裝置相連接,控制執行元件的運動,執行元件通過機械介面與機械傳動和執行機構相連,帶動工作機械作回轉、直線以及其他各種復雜的運動。常見的伺服驅動有電液馬達、脈沖油缸、步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機等。由於變頻技術的發展,交流伺服驅動技術取得突破性進展,為機電一體化系統提供了高質量的伺服驅動單元,極大地促進了機電一體化技術的發展。
4、信息處理技術
信息處理技術包括信息的交換、存取、運算、判斷和決策,實現信息處理的工具大都採用計算機,因此計算機技術與信息處理技術是密切相關的。計算機技術包括計算機的軟體技術和硬體技術、網路與通信技術、數據技術等。機電一體化系統中主要採用工業控制計算機(包括單片機、可編程序控制器等)進行信息處理。人工智慧技術、專家系統技術、神經網路技術等都屬於計算機信息處理技術。
在機電一體化系統中,計算機信息處理部分指揮整個系統的運行。信息處理是否正確、及時,直接影響到系統工作的質量和效率。因此,計算機應用及信息處理技術已成為促進機電一體化技術發展和變革的最活躍的因素。
5、自動控制技術
自動控制技術范圍很廣,機電一體化的系統設計是在基本控制理論指導下,對具體控制裝置或控制系統進行設計;對設計後的系統進行模擬,現場調試;最後使研製的系統可靠地投入運行。由於控制對象種類繁多,所以控制技術的內容極其豐富,例如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷、校正、補償、再現、檢索等。
隨著微型機的廣泛應用,自動控制技術越來越多地與計算機控制技術聯系在一起,成為機電一體化中十分重要的關鍵技術。
6、介面技術
機電一體化系統是機械、電子、信息等性能各異的技術融為一體的綜合系統,其構成要素和子系統之間的介面極其重要,主要有電氣介面、機械介面、人機介面等。電氣介面實現系統間信號聯系;機械介面則完成機械與機械部件、機械與電氣裝置的連接;人機介面提供人與系統間的交互界面。介面技術是機電一體化系統設計的關鍵環節。
7、系統總體技術
系統總體技術是一種從整體目標出發,用系統的觀點和全局角度,將總體分解成相互有機聯系的若干單元,找出能完成各個功能的技術方案,再把功能和技術方案組成方案組進行分析、評價和優選的綜合應用技術。系統總體技術解決的是系統的性能優化問題和組成要素之間的有機聯系問題,即使各個組成要素的性能和可靠性很好,如果整個系統不能很好協調,系統也很難保證正常運行。
在機電一體化產品中,機械、電氣和電子是性能、規律截然不同的物理模型,因而存在匹配上的困難;電氣、電子又有強電與弱電及模擬與數字之分,必然遇到相互干擾和耦合的問題;系統的復雜性帶來的可靠性問題;產品的小型化增加的狀態監測與維修困難;多功能化造成診斷技術的多樣性等。因此就要考慮產品整個壽命周期的總體綜合技術。
為了開發出具有較強競爭力的機電一體化產品,系統總體設計除考慮優化設計外,還包括可靠性設計、標准化設計、系列化設計以及造型設計等。
機電一體化技術有著自身的顯著特點和技術范疇,為了正確理解和恰當運用機電一體化技術,我們還必須認識機電一體化技術與其他技術之間的區別。
(1)機電一體化技術與傳統機電技術的區別。傳統機電技術的操作控制主要以電磁學原理為基礎的各種電器來實現,如繼電器、接觸器等,在設計中不考慮或很少考慮彼此間的內在聯系。機械本體和電氣驅動界限分明,整個裝置是剛性的,不涉及軟體和計算機控制。機電一體化技術以計算機為控制中心,在設計過程中強調機械部件和電器部件間的相互作用和影響,整個裝置在計算機控制下具有一定的智能性。
(2)機電一體化技術與並行技術的區別。機電一體化技術將機械技術、微電子技術、計算機技術、控制技術和檢測技術在設計和製造階段就有機結合在一起,十分注意機械和其他部件之間的相互作用。並行技術是將上述各種技術盡量在各自范圍內齊頭並進,只在不同技術內部進行設計製造,最後通過簡單疊加完成整體裝置。
(3)機電一體化技術與自動控制技術的區別。自動控制技術的側重點是討論控制原理、控制規律、分析方法和自動系統的構造等。機電一體化技術是將自動控制原理及方法作為重要支撐技術,將自控部件作為重要控制部件。它應用自控原理和方法,對機電一體化裝置進行系統分析和性能測算。
(4)機電一體化技術與計算機應用技術的區別。機電一體化技術只是將計算機作為核心部件應用,目的是提高和改善系統性能。計算機在機電一體化系統中的應用僅僅是計算機應用技術中一部分,它還可以作為辦公、管理及圖像處理等廣泛應用。機電一體化技術研究的是機電一體化系統,而不是計算機應用本身。
Ⅳ 機電一體化技術主要學些什麼
機電一體化專業的學習內容有機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、感測器技術、介面技術、信號變換技術等多種技術,並將這些技術進行有機地結合,合理應用到實際中去。現代化的自動生產設備幾乎可以說都是機電一體化的專業的學習對象。
機電一體化專業主要開設《電機及其應用》、《工廠電氣控制設備及其應用》、《單片機控制技術應用》、《感測器技術應用》、《電力電子與電機調速技術應用》等核心課程。
機電一體化專業學生畢業後主要面向各企業、公司,從事加工製造業,家電生產和售後服務,數控加工機床設備使用維護,物業自動化管理系統,機電產品設計、生產、改造、技術支持,以及機電設備的安裝、調試、維護、銷售、經營管理等工作。
Ⅳ 機電一體化都有哪些專業
機電一體化技術專業主要開設電工與電子技術、機械製造技術、液壓與氣動技術、機電設備控制技術、數控加工工藝與編程、微機原理及應用、可編程式控制制器、測試技術、數控機床故障診斷與維護等課程。
培養方向:本專業培養具備機電一體化工程基本理論與應用能力,具有機電一體化產品設計、製造、生產、維修、維護的高等應用性工程技術及管理人才。
學生畢業後可在機械、電子、輕工、紡織、食品、化工、建築等行業從事機電一體化產品設計與製造,從事機電設備的安裝、調試、操作、維護及生產管理,也可從事企業管理及產品營銷。
Ⅵ 機電一體化技術包括哪些領域
機電一體化技術 即結合應用機械技術和電子技術於一體。
隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發展,成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、感測檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術,目前正向光機電一體化技術,應用范圍愈來愈廣。
機電一體化技術具體包括以下內容:
(1) 機械技術 機械技術是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在於如何與機電一體化技術相適應,利用其它高、新技術來更新概念,實現結構上、材料上、性能上的變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統製造過程中,經典的機械理論與工藝應藉助於計算機輔助技術,同時採用人工智慧與專家系統等,形成新一代的機械製造技術。
(2) 計算機與信息技術
其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智慧技術、專家系統技術、神經網路技術均屬於計算機信息處理技術。
(3) 系統技術
系統技術即以整體的概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發,將總體分解成相互關聯的若干功能單元,介面技術是系統技術中一個重要方面,它是實現系統各部分有機連接的保證。
(4) 自動控制技術
其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計後的系統模擬,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
(5) 感測檢測技術
感測檢測技術是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強,系統的自動化程序就越高。現代工程要求感測器能快速、精確地獲取信息並能經受嚴酷環境的考驗,它是機電一體化系統達到高水平的保證。
(6) 伺服傳動技術 包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。
培養掌握機械自動化技術、設備維護和調試、具備專業繼續提升能力,服務於生產第一線的技術應用型人才。
主幹課程:機械制圖與CAD、機械設計基礎、液壓與氣動、機械製造技術、數控機床編程與操作、電工與電子技術、可編程式控制制器、機床電氣控制、機電一體化系統設計、設備安裝與維修
Ⅶ 機電一體化的6個主要相關技術是什麼
機電一體化產品是由多種技術以及相關的組成部分構成的綜合體,而機電一體化技術是由多種技術相互交叉、相互滲透形成的一門綜合性邊緣技術,它所涉及的技術領域非常廣泛。概括起來,機電一體化設計的關鍵技術包括下述6個方面:
(1)精密機械技術。機械技術是機電一體化技術的基礎,因為機電一體化產品的主功能和構造功能大都以機械技術為主來得以實現。在機械傳動和控制與電子技術 相互結合的過程中,對機械技術提出了更高的要求,如傳動的精密性和精確度的要求與傳統機械技術相比有了很大的提高。在機械繫統技術中,新材料、新工藝、新 原理以及新結構等方面在不斷地發展和完善,以滿足機電一體化產品對縮小體積、減輕重量、提高精度和剛皮以及改善工作性能等方面的要求。
(2)信息處理技術。信息處理技術是指在機電一體化產品工作過程中,與工作過程各種參數和狀態以及自動控制有關的信息的交換、存取、運算、判斷和決策分析 等。在機電一體化產品中,實現信息處理技術的主要丁且是計算機。計算機技術包括硬體和軟體技術、網路與通信技術、數據處理技術和資料庫技術等。在機電一體 化產品中,計算機信息處理裝置是產品的核心,它控制和指揮整個機電一體化產品的運行,因此,計算機應用及其信息處理技術是機電一體化技術中最關鍵的技術, 它包括日前廣泛研究並得到實際應用的人工智慧技術、專家系統技術以及神經網路技術等。
(3)檢測與感測器技術。在機電一體化產品中,工作過程的各種參數、工作狀態以及與工作過程有關的相應信息都要通過感測器進行接收,並通過相應的信號檢測 裝置進行測量,然後送人信息處理裝置以及反饋給控制裝置,以實現產品工作過程的白動控制。機電一體化產品要求感測器能快速和准確地獲取信息並且不受外部 工作條件和環境的影響,同時檢測裝置能不失真地對信息信號進行放大和輸送以及轉換。
(4)自動控制技術。機電一體化產品中的自動控制技術包括高精度定位控制、速度控制、自適應控制、校正、補償等。機電一體化產品中自動控制功能的不斷擴 大,使產品的精度和效率都在迅速提高。通過自動控制,機電一體化產品在工作過程中能及時發現故障,並自動實施[切換,減少了停機時間,使設備的有效利用率 提高。由於計算機的廣泛應用,自動控制技術越來越多地與計算機控制技術結合在一起,它已成為機電一體化技術中十分重要的關鍵技術。該技術的難點在於現代控 制理論的工程化和實用化,控制過程中邊界條件的確定,優化控制模型的建立以及抗干擾等o
(5)伺服驅動技術。伺服驅動技術主要是指機電 體化產品中的執行元件和驅動裝置設計中的技術問題,它涉及設備執行操作的技術,對所加丁產品的質量具有皇接的影響。機電一體化產品中的執行元件有電動、氣 動和液壓等類型,其個多採用電動式執行元件,驅動裝置主要是各種電動機的驅動電源電路,目前多為電力電子器件及集成化的功能電路構成。執行元件一方面通過 介面電路與計算機相連,接受控制系統的指令,另一方面通過機械介面與機械倫動和執行機構相連,以實現規定的動作。因此,伺服驅動技術直接影響著機電一體化 產品的功能執行和操作,對產品的動態性能、穩定性能、操作精度和控制質量等具有決定性的影響。
(6)系統總體技術。系統總體技術是從整體目標出發,用系統的觀點和方法,將機電一體化產品的總體功能分解成若干功能單元,找出能夠完成各個功能的可能技 術方案,再把功能與技術方案組合成方案組進行分析、評價,綜合優選r9適宜的功能技術方案。系統總體技術的主要目的是在機電一體化產品各組成都分的技術成 熟、組件的性能和可靠性良好的基礎上,通過協調各組件的相互關系和所用技術的一致性來保證實現產而經濟、可靠、高效率和操作方便等。系統總體技術是最能體 現機電一體化設計特點的技術,也是保證其產品工作性能和技術指標得以實現的關鍵技術。(這是網上找到的)。