机电一体化技术的构成要素和遵从原理

来源:华文易迅 时间:2023-06-08 09:00:03

一、机电一体化技术概述。

机械机械是指机械、电气融为一体，而不是二者的简单相加。数控机床、机器人、柔性制造系统、自动化测量工具、CNC机床、CNC设备、自动扶梯、智能大厦、自动机工厂等。日复一日，机电一体化产品也无处不在：全自动摄像机、全自动洗衣机、音响设备、计算机打印机等。这类产品或设备使用范围不同，结构不同，性能也各不相同，但均可自动完成某些工作。他们是按照既定程序、有序、有规律地完成整个过程，才能实现其价值。

机械、电子、仪器、计算机、自动控制等多项综合应用机电一体化技术。这一由计算机控制的产品或设备，要有一台受控制的机器和多种用于控制的设备(工控机)，各种仪器(用于探测、显示、计数、报警等)，电器(执行某一动作，行程开关等等)。这类仪器可能是电、气、液、光、电。

机电一体化技术的构成要素和遵从原理。

1.构成要素。

一种机电产品或设备，无论其体积大小、结构复杂与否、功能大小，不论功能大小，都是一个有机整体，由机械部分和电子部分构成，是一个完整的系统。一般的机电一体化系统是由结构构成元素、动力元素、运动元素、知觉元素、智能成分等构成的。

机器体(结构构成要素)，是一个机械支承体系中所有功能元素的机械支承结构，一般包括机体、框架、支承、连接等。电力传动部件(动力部件)：根据系统的控制要求，为系统的正常工作提供能源和电力。试验感测部分(感知构成要素)：探测一个系统运行所需的内外部环境的各种参数和状态，并转化为可识别的信号，传送到信息处理单元，经过分析、处理，产生相应的控制信息。管制和信息处理部分(功能构成要素)：集中储存测试感测部件及外部直接输入的指令，在分析、加工处理之后，根据信息处理结果和规定程序，发出相应指令，控制整个系统有目的地运行。执行器(运动构成要素)：按照控制和信息处理部分所发出的指示完成规定的行为和功能。

2.遵循原则。

电子机械系统是构成机械电子系统的五大组成部分，它们本身和它们之间必须遵循界面耦合、能量转换、信息控制、运动传递四个基本原理。

(1)界面耦合。由于信息类型的不同(数量-模拟量、串行码与并行码、连续脉冲与序列脉冲等等)，不能直接传输和交换信息，必须通过接口耦合才能实现。与信号强差悬殊的两个环节之间，还必须经过接口耦合后才能匹配。转换放大后的信号要可靠、快速、准确地交换、传递，必须遵循一致的时序、信号格式、逻辑规格才行。所以，接口耦合时必须具备保证信息的逻辑控制功能，使信息按照规定方式进行交换和传递。

(2)能量转化。两者在传输与交换过程中，因其形式不同而不能直接对能量进行转换与交流，因此必须进行能量转换。能源转化包括作动器、作动器和各种能源的最佳转换方法。

(3)信息管制。该系统中，所谓智能元件系统控制单元。信息的采集、传输、存储、分析、运算、判断、决策等在软硬件保障下完成，实现信息控制。在高度智能的信息控制系统中，还具有知识驱动功能、推理机制和自学习功能。

(4)宣传工作。动作传递是一种在机电一体化系统中各个组成部分之间不同形式的运动的转换和传输，以及为了实现运动控制的优化。

机电一体化基础理论知识。

1.知识结构。

理解、掌握工业计算机控制的系统或设备(自动机，自动化生产线)相关的技术基础知识。

2.能力要求。

运行、维修、安装、调试或改善机电一体化系统或设备(自动化设备、自动化生产线或某一产品)的能力，也需要一定的管理能力。并且明确强调的是动手能力，即主要目的是运用先进的技术。

3.基本知识。

（1）电子技术基础。它是机电一体化技术中最基础的一部分，它包括模拟电路和数字电路两个部分，对所组成的电路进行系统、定性和定量的分析研究。

（2）机械技术基础。它涉及到了制图、机械、机械原理、机械零件、机械制造与维修等技术，是机械本体的知识基础，也是机电一体化技术不可或缺的组成部分。

(3)检验技术。掌握工业中常用检测元件的选择、安装、调试及使用。没有检测元件就无法实现各种控制系统，而测试元件是机电技术的主要内容。

(4)执行器技术。没有执行器，就不能掌握各种机械、电器、气动、液动执行器的原理及使用方法，各种机电一体化系统及设备都是为了达到一定的目的而制造的。

(5)IPC技术。需要能用工业控制计算机(工业控制计算机)，能设计出符合自动机要求的控制程序。以IPC为核心，以机电一体化控制系统及设备为核心，对整个系统发挥指挥与协调作用。IPC性能的优劣、技术员的熟练程度，直接影响着机电一体化控制系统及设备的性能。

综合来看，机电一体化并不是机械和电子技术的简单或混合叠加，而是二者的有机结合。机电化系统是一种先进的自动控制系统，能处理较多控制参数的复杂情况，使计算速度更快、更精确。机械电子技术是一门新兴的技术，它是从传统技术中发展出来的，它具有明显的综合性和先进性。它是一种既有别于传统机械技术、电子技术、微电子技术，又有别于一般的计算机技术，而是使这些技术相互融合、相互渗透、产生跳跃的新技术。