機電一體化備課資料

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1、1,順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院,制冷與空調(diào)技術(shù)專業(yè) 鄭兆志,2,制冷與空調(diào)技術(shù)專業(yè)介紹： 專業(yè)于2000年被批準為教育部首批高職高專教學(xué)改革試點專業(yè)； 2005年評為廣東省示范性專業(yè)； 2008年入選為學(xué)校“國家重點培育高等職業(yè)院校建設(shè)項目”重點建設(shè)專業(yè)； 2010年入選為學(xué)?！皣抑攸c培育高等職業(yè)院校建設(shè)項目”重點建設(shè)專業(yè)； 現(xiàn)有廣東省教學(xué)成果一等獎2項； 國家級精品課程2門。,制冷與空調(diào)技術(shù)專業(yè)簡介,3,制冷與空調(diào)技術(shù)專業(yè)介紹： 專業(yè)與企業(yè)攜手共建多類別校內(nèi)制冷實訓(xùn)基地，積淀規(guī)模優(yōu)勢。校內(nèi)實訓(xùn)基地建筑面積為5028m2，累計共投入建設(shè)資金超過1239萬元，其中569萬元為企業(yè)出資、捐贈和合建的費用。

2、 擁有省級空調(diào)冰箱熱水機檢測中心實驗室，省級熱泵技術(shù)工程應(yīng)用中心，美的商用制冷設(shè)備培訓(xùn)基地，空調(diào)熱水機生產(chǎn)線，具佛山地區(qū)唯一制冷高級技師鑒定資質(zhì)，是廣東省中職制冷培訓(xùn)基地，國家高職院校骨干教師培訓(xùn)基地。,制冷與空調(diào)技術(shù)專業(yè)簡介,4,機電一體化教學(xué)大綱,機電一體化的基本概念 機電一體化產(chǎn)品的主要特征 機電一體化的相關(guān)技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成 機電一體化技術(shù)的應(yīng)用 注：鑒定比重：10分,5,一、機電一體化基本概念及主要 特征,6,機電一體化定義（MECHATRONICS）：利用電子、信息（包括傳感器、控制、計算機等）技術(shù)使機械柔性化和智能化的技術(shù)。或者說：在機械的主功能、動力功

3、能、信息功能和控制功能上引進微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子設(shè)備以及相關(guān)軟件有機的結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。 機電一體化技術(shù)：綜合應(yīng)用了機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標，以智能、動力、結(jié)構(gòu)、運動和感知組成要素為基礎(chǔ)，對各組成要素及其間的信息處理、接口耦合、運動傳遞、物質(zhì)運動、能量變換機理進行研究，使得整個系統(tǒng)有機結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)和能量的有規(guī)則運動，在高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗意義上實現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值的

4、系統(tǒng)工程技術(shù)。 機電一體化產(chǎn)品：機電一體化技術(shù)的物化結(jié)果，是機械系統(tǒng)和微電子系統(tǒng)有機結(jié)合，從而賦予新的功能和性能的新一代產(chǎn)品。 機電一體化產(chǎn)品的特征：、整體結(jié)構(gòu)最佳化； 、系統(tǒng)控制智能化；、操作性能柔性化。 機電一體化產(chǎn)品的效果：1、具有原來所不具備的功能；2、柔性增強；3、操作性能改善；4、容易滿足多樣性的需求；5、擴大設(shè)計的靈活性；6、生產(chǎn)工藝性改善；7、產(chǎn)品的體積小、重量輕；8、產(chǎn)品的零部件減少；9、可靠性提高；10、質(zhì)量提高；11、節(jié)能省力；12、降低成本。 與機電一體化有關(guān)的技術(shù)：1、機械技術(shù)；2、計算機與信息處理技術(shù)；3、系統(tǒng)技術(shù)；4、自動控制技術(shù)；5、傳感與檢測技術(shù)；6、司服傳動

5、技術(shù)。,7,機電一體化產(chǎn)品的基本構(gòu)成,8,機電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成（五大要素） 機械裝置（機構(gòu)） 能夠?qū)崿F(xiàn)某種運動的機構(gòu)（相當于人的骨骼） 執(zhí)行裝置 驅(qū)動機械裝置運動的部分（相當于人的肌肉） 能源（動力源） 為執(zhí)行裝置提供能量的部分（相當于人的內(nèi)臟） 傳感器（傳感檢測系統(tǒng)） 檢測機械運動的狀態(tài)（相當于人的五官） 計算機（電子信息處理系統(tǒng)） 運動控制的計算和判斷部分（相當于人的大腦和神經(jīng)） 按控制原理分類--全閉環(huán)系統(tǒng)、半閉環(huán)系統(tǒng)、開環(huán)系統(tǒng) 全閉環(huán)系統(tǒng) 傳感器直接檢測目標運動并進行反饋控制的系統(tǒng) 半閉環(huán)系統(tǒng) 傳感器檢測某一部位的運動并進行反饋，間接的控制目標運動的系統(tǒng)。 開環(huán)系統(tǒng)

6、 沒有檢測環(huán)節(jié) 。 機電一體化系統(tǒng)的五大功能 主 功 能 對物質(zhì)、能量、信息或其相互結(jié)合進行變換、傳遞和存儲。 動力功能 提供能源，使系統(tǒng)得以運轉(zhuǎn) 檢測功能 對系統(tǒng)的內(nèi)外部信息進行檢測 控制功能 對系統(tǒng)的進行控制，保持系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn) 構(gòu)造功能 維持系統(tǒng)各部分之間在時間和空間上的相互關(guān)系,9,機電一體化與傳統(tǒng)的自動化最主要區(qū)別之一： 系統(tǒng)控制智能化 機電一體化的主要特征： 整體結(jié)果最佳化 系統(tǒng)控制智能化 操作系統(tǒng)柔性化,10,加工機： 以物料搬運、加工為主，輸入物質(zhì)（原料、毛坯）、能量（電能、液能、氣能）、和信息（操作和控制指令），進過加工處理，主要輸出改變了位置和形態(tài)的物質(zhì)系統(tǒng)（或產(chǎn)品

7、）。 動力機： 以能量轉(zhuǎn)換為主，輸入能量（或物質(zhì)）和信息，輸出不同形式能量（或信息）的系統(tǒng)（或產(chǎn)品）。 信息機： 以信息處理為主，輸入信息和能量，主要輸出某種信息（數(shù)據(jù)、圖像、文字、聲音等）的系統(tǒng)（或產(chǎn)品），稱為信息機，如各種儀器、儀表、計算機、電報傳真機以及各種辦公電子器材。,11,機電一體化在機械制造中的應(yīng)用,CIM----計算機集成制造 CIMS----計算機集成制造系統(tǒng),12,CIM定義：信息技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，旨在提高制造型企業(yè)的生產(chǎn)率和響應(yīng)力，由此企業(yè)的所有功能、信息、組織管理方面都是一個集成起來的整體的各個部分。 CIMS包括的四個應(yīng)用分系統(tǒng)： MIS----管理信息分系統(tǒng)

8、 支持生產(chǎn)計劃和控制、銷售、采購、倉儲、財會等功能，用以處理生產(chǎn)任務(wù)方面的信息； TIS----技術(shù)信息分系統(tǒng) 包括CAD（計算機輔助設(shè)計）、CAPP（計算機輔助工藝規(guī)程編制）、NCP（數(shù)控程序編制）等子系統(tǒng)，用以支持產(chǎn)品的設(shè)計和工藝準備等功能，處理有關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面的信息； MAS----制造自動化分系統(tǒng) 包括各種不同自動化程度的制造系統(tǒng)，如NC機床、柔性制造系統(tǒng)以及其他制造單元，用來實現(xiàn)信息流對物流的控制和完成物流的轉(zhuǎn)換，他是信息流和物流的結(jié)合部，用來支持企業(yè)的制造功能； CAQ----計算機輔助質(zhì)量保證功能 用來支持生產(chǎn)過程中的質(zhì)量管理和質(zhì)量保證功能，不僅處理管理信息，也處理技術(shù)

9、信息。,13,FMS----柔性制造系統(tǒng),14,FMS----柔性制造系統(tǒng) 在計算機輔助設(shè)計（CAD）和計算機輔助制造（CAM）的基礎(chǔ)上，打破設(shè)計和制造的界限，取消圖樣、工藝卡片，使產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)相互結(jié)合而成的一種先進的生產(chǎn)系統(tǒng)。 FMS的三種類型： 專用型 監(jiān)視型 隨機任務(wù)型 FMS三大系統(tǒng)： 加工系統(tǒng) 主要有數(shù)控機床組成，承擔(dān)機械加工任務(wù)。 物流系統(tǒng) 工件、工具流概稱，包括： 輸送系統(tǒng) 使各加工設(shè)備之間建立自動運行聯(lián)系； 儲存系統(tǒng) 自動存取，用以調(diào)節(jié)加工節(jié)拍； 操作系統(tǒng) 建立加工系統(tǒng)同物流系統(tǒng)中的輸送、存儲系統(tǒng)之間的自動化聯(lián)系。 信息流系統(tǒng) 由分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，整個

10、系統(tǒng)采用分級控制結(jié)構(gòu)。,15,機電一體化產(chǎn)品伺服控制系統(tǒng),伺服控制系統(tǒng)定義：輸出量能迅速而精確地響應(yīng)指令輸入的變化，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出的自動控制系統(tǒng)。 伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件：是能量和信號變換元件，其目的是控制機械執(zhí)行機構(gòu)的運動。執(zhí)行元件包括：電磁式、液壓式和氣動式等幾種形式，常用的執(zhí)行元件有電液馬達、脈沖液壓缸、氣壓缸、步進電機、直流伺服電機、交流伺服電機等。,16,機電一體化練習(xí) 選擇填空題,是機電一體化與傳統(tǒng)工業(yè)自動化最主要的區(qū)別之一 A、系統(tǒng)控制智能化；B、操作系統(tǒng)柔性化；C、減少人體力化；整體結(jié)構(gòu)最佳化。 通過傳感器檢測某一部位（如司服電機等）運動并進行反饋，間接控制目

11、標運動的系統(tǒng)為 系統(tǒng) A、全閉環(huán)；B、半閉環(huán)；C、開環(huán)；D、不開環(huán)。 機電一體化產(chǎn)品中，從物料搬運、加工為主，輸入物質(zhì)、能量和信息，經(jīng)過加工處理，主要輸出改變了位置和形態(tài)的物質(zhì)的產(chǎn)品稱為 。 A、動力機；B、信息機；C、加工機；D、計算機。 機電一體化構(gòu)成中， 是構(gòu)成系統(tǒng)的子系統(tǒng)及元件維持所定的時間和空間上的相互聯(lián)系所必需的功能。 A、動力功能；B、檢測功能；C、構(gòu)造功能；D、信息功能。 用來實現(xiàn)信息流對物流的控制和完成物流的轉(zhuǎn)換 A、MAS；B、CAQ；C、MIS；D、PLC。 什么 是計算機輔助設(shè)計和輔助制造的基礎(chǔ)上打破設(shè)計和制造的界限，取消圖樣、工藝卡片，使產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)相

12、互結(jié)合而成的一種生產(chǎn)方式。 A、CIMS；B、FMS；C、MAS；D、CIM。,A,B,C,B,A,C,17,機電一體化系統(tǒng)內(nèi)部功能中的主要功能，是對物質(zhì)、能量、信息或其相互結(jié)合進行 。 A、變換、傳遞和儲存；B、檢測；C、輸入控制信息；D、輸出控制信息。 CIMS系統(tǒng)中，控制機器的運行，處理產(chǎn)品制造數(shù)據(jù)的部分為 A、CAD；B、CAM；C、CAPP；D、MIS。 什么 是信息技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，旨在提高制造型企業(yè)的生產(chǎn)率和響應(yīng)力 A、MIS；B、CIM；C、TIS；D、IBM。,A,B,B,18,判 斷 題,機電一體化與傳統(tǒng)的自動化最主要的區(qū)別之一是系統(tǒng)控制智能化 機電一體

13、化的基本概念是機械技術(shù)、微電子技術(shù)相互融合的產(chǎn)物 自動控制技術(shù)是用人工控制技術(shù)，是提高生產(chǎn)力的一門技術(shù) 機電一體化技術(shù)就是機械技術(shù)和電子技術(shù)的簡單疊加 機電一體化產(chǎn)品主要是指機械系統(tǒng)微電子系統(tǒng)有機結(jié)合，從而賦予新的功能和性能的新一代產(chǎn)品 司服傳動技術(shù)，包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，由微型計算機通過接口與傳動裝置相連接，控制各種復(fù)雜運動 機電一體化產(chǎn)品是在傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品上加上現(xiàn)代電氣而成的產(chǎn)品 CIMS是由CAD、CAM、CAPP所組成的一個系統(tǒng),對,對,錯,錯,對,對,錯,錯,19,簡 答 題,機電一體化系統(tǒng)的特點是什么？ 提高了控制性能 改善了操作性能 具有柔性 具有適應(yīng)面廣的多

14、種復(fù)合功能 能夠提高生產(chǎn)的安全性 提高了可靠性 機電一體化的執(zhí)行元件有幾種類型？ 電磁式、液壓式和氣動式等幾種類型 機電一體化產(chǎn)品的特征有那些？ 整體結(jié)構(gòu)最佳化； 系統(tǒng)控制智能化； 操作性能柔性化。,20,機電一體化系統(tǒng)構(gòu)成（五大系統(tǒng)、或五大要素） 機械裝置（機構(gòu)） 能夠?qū)崿F(xiàn)某種運動的機構(gòu)（相當于人的骨骼） 執(zhí)行裝置 驅(qū)動機械裝置運動的部分（相當于人的肌肉） 能源（動力源） 為執(zhí)行裝置提供能量的部分（相當于人的內(nèi)臟） 傳感器（傳感檢測系統(tǒng)） 檢測機械運動的狀態(tài)（相當于人的五官） 計算機（電子信息處理系統(tǒng)） 運動控制的計算和判斷部分（相當于人的大腦和神經(jīng)） 機電一體化系統(tǒng)的五大功能 主

15、功能 對物質(zhì)、能量、信息或其相互結(jié)合進行變換、傳遞和存儲。 動力功能 提供能源，使系統(tǒng)得以運轉(zhuǎn) 檢測功能 對系統(tǒng)的內(nèi)外不信息進行檢測 控制功能 對系統(tǒng)的進行控制，保持系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn) 構(gòu)造功能 維持系統(tǒng)各部分之間在時間和空間上的相互關(guān)系 非電量檢測的兩個環(huán)節(jié)是什么？ 把各種非電量信息轉(zhuǎn)化為電信號，這就是傳感器的功能，又稱一次儀表； 對轉(zhuǎn)換后的電信號進行測量，并進行放大、運算、轉(zhuǎn)換、記錄、指示、顯示的處理，這叫做電信號的處理，有稱二次儀表。 M,21,機電一體化基礎(chǔ)知識,22,機械基礎(chǔ) 力、功與功率 材料力學(xué)基礎(chǔ) 機械零件基礎(chǔ) 機械制圖基礎(chǔ) 反饋控制與順序控制 直流電路基礎(chǔ) 磁場與電場基礎(chǔ) 電路元器件的功能 邏輯電路的結(jié)構(gòu) 計算機基礎(chǔ) 程序流程圖的繪制 硬件基礎(chǔ)知識 軟件基礎(chǔ)知識 ROM的固化過程,,,,,,,,,,,,,,,,23,機電一體化專業(yè)知識,機械零件與機構(gòu) 傳感器技術(shù) 執(zhí)行裝置技術(shù) 計算機技術(shù) 機械電子系統(tǒng)控制 機器人,