機(jī)電一體化備課資料

1,順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院,制冷與空調(diào)技術(shù)專(zhuān)業(yè) 鄭兆志,2,制冷與空調(diào)技術(shù)專(zhuān)業(yè)介紹： 專(zhuān)業(yè)于2000年被批準(zhǔn)為教育部首批高職高專(zhuān)教學(xué)改革試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)； 2005年評(píng)為廣東省示范性專(zhuān)業(yè)； 2008年入選為學(xué)?！皣?guó)家重點(diǎn)培育高等職業(yè)院校建設(shè)項(xiàng)目”重點(diǎn)建設(shè)專(zhuān)業(yè)； 2010年入選為學(xué)校“國(guó)家重點(diǎn)培育高等職業(yè)院校建設(shè)項(xiàng)目”重點(diǎn)建設(shè)專(zhuān)業(yè)； 現(xiàn)有廣東省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)2項(xiàng)； 國(guó)家級(jí)精品課程2門(mén)。,制冷與空調(diào)技術(shù)專(zhuān)業(yè)簡(jiǎn)介,3,制冷與空調(diào)技術(shù)專(zhuān)業(yè)介紹： 專(zhuān)業(yè)與企業(yè)攜手共建多類(lèi)別校內(nèi)制冷實(shí)訓(xùn)基地，積淀規(guī)模優(yōu)勢(shì)。校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地建筑面積為5028m2，累計(jì)共投入建設(shè)資金超過(guò)1239萬(wàn)元，其中569萬(wàn)元為企業(yè)出資、捐贈(zèng)和合建的費(fèi)用。 擁有省級(jí)空調(diào)冰箱熱水機(jī)檢測(cè)中心實(shí)驗(yàn)室，省級(jí)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(jī)生產(chǎn)線(xiàn)，具佛山地區(qū)唯一制冷高級(jí)技師鑒定資質(zhì)，是廣東省中職制冷培訓(xùn)基地，國(guó)家高職院校骨干教師培訓(xùn)基地。,制冷與空調(diào)技術(shù)專(zhuān)業(yè)簡(jiǎn)介,4,機(jī)電一體化教學(xué)大綱,機(jī)電一體化的基本概念 機(jī)電一體化產(chǎn)品的主要特征 機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用 注：鑒定比重：10分,5,一、機(jī)電一體化基本概念及主要 特征,6,機(jī)電一體化定義（MECHATRONICS）：利用電子、信息（包括傳感器、控制、計(jì)算機(jī)等）技術(shù)使機(jī)械柔性化和智能化的技術(shù)。或者說(shuō)：在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子設(shè)備以及相關(guān)軟件有機(jī)的結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱(chēng)。 機(jī)電一體化技術(shù)：綜合應(yīng)用了機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)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(guān)點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智能、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和感知組成要素為基礎(chǔ)，對(duì)各組成要素及其間的信息處理、接口耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)、能量變換機(jī)理進(jìn)行研究，使得整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)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(yùn)動(dòng)，在高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗意義上實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值的系統(tǒng)工程技術(shù)。 機(jī)電一體化產(chǎn)品：機(jī)電一體化技術(shù)的物化結(jié)果，是機(jī)械系統(tǒng)和微電子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，從而賦予新的功能和性能的新一代產(chǎn)品。 機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品的效果：1、具有原來(lái)所不具備的功能；2、柔性增強(qiáng)；3、操作性能改善；4、容易滿(mǎn)足多樣性的需求；5、擴(kuò)大設(shè)計(jì)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(jī)電一體化有關(guān)的技術(shù)：1、機(jī)械技術(shù)；2、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)；3、系統(tǒng)技術(shù)；4、自動(dòng)控制技術(shù)；5、傳感與檢測(cè)技術(shù)；6、司服傳動(dòng)技術(shù)。,7,機(jī)電一體化產(chǎn)品的基本構(gòu)成,8,機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成（五大要素） 機(jī)械裝置（機(jī)構(gòu)） 能夠?qū)崿F(xiàn)某種運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)（相當(dāng)于人的骨骼） 執(zhí)行裝置 驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)的部分（相當(dāng)于人的肌肉） 能源（動(dòng)力源） 為執(zhí)行裝置提供能量的部分（相當(dāng)于人的內(nèi)臟） 傳感器（傳感檢測(cè)系統(tǒng)） 檢測(cè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)（相當(dāng)于人的五官） 計(jì)算機(jī)（電子信息處理系統(tǒng)） 運(yùn)動(dòng)控制的計(jì)算和判斷部分（相當(dāng)于人的大腦和神經(jīng)） 按控制原理分類(lèi)-全閉環(huán)系統(tǒng)、半閉環(huán)系統(tǒng)、開(kāi)環(huán)系統(tǒng) 全閉環(huán)系統(tǒng) 傳感器直接檢測(cè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行反饋控制的系統(tǒng) 半閉環(huán)系統(tǒng) 傳感器檢測(cè)某一部位的運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行反饋，間接的控制目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。 開(kāi)環(huán)系統(tǒng) 沒(méi)有檢測(cè)環(huán)節(jié) 。 機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大功能 主 功 能 對(duì)物質(zhì)、能量、信息或其相互結(jié)合進(jìn)行變換、傳遞和存儲(chǔ)。 動(dòng)力功能 提供能源，使系統(tǒng)得以運(yùn)轉(zhuǎn) 檢測(cè)功能 對(duì)系統(tǒng)的內(nèi)外部信息進(jìn)行檢測(cè) 控制功能 對(duì)系統(tǒng)的進(jìn)行控制，保持系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn) 構(gòu)造功能 維持系統(tǒng)各部分之間在時(shí)間和空間上的相互關(guān)系,9,機(jī)電一體化與傳統(tǒng)的自動(dòng)化最主要區(qū)別之一： 系統(tǒng)控制智能化 機(jī)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(jī)： 以物料搬運(yùn)、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(jìn)過(guò)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）。 動(dòng)力機(jī)： 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(jī)： 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(chēng)為信息機(jī)，如各種儀器、儀表、計(jì)算機(jī)、電報(bào)傳真機(jī)以及各種辦公電子器材。,11,機(jī)電一體化在機(jī)械制造中的應(yīng)用,CIM-計(jì)算機(jī)集成制造 CIMS-計(jì)算機(jī)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(gè)集成起來(lái)的整體的各個(gè)部分。 CIMS包括的四個(gè)應(yīng)用分系統(tǒng)： MIS-管理信息分系統(tǒng) 支持生產(chǎn)計(jì)劃和控制、銷(xiāo)售、采購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)、財(cái)會(huì)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAPP（計(jì)算機(jī)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(jì)和工藝準(zhǔn)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(dòng)化分系統(tǒng) 包括各種不同自動(dòng)化程度的制造系統(tǒng)，如NC機(jī)床、柔性制造系統(tǒng)以及其他制造單元，用來(lái)實(shí)現(xiàn)信息流對(duì)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(lái)支持企業(yè)的制造功能； CAQ-計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證功能 用來(lái)支持生產(chǎn)過(guò)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)信息。,13,FMS-柔性制造系統(tǒng),14,FMS-柔性制造系統(tǒng) 在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）的基礎(chǔ)上，打破設(shè)計(jì)和制造的界限，取消圖樣、工藝卡片，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)相互結(jié)合而成的一種先進(jìn)的生產(chǎn)系統(tǒng)。 FMS的三種類(lèi)型： 專(zhuān)用型 監(jiān)視型 隨機(jī)任務(wù)型 FMS三大系統(tǒng)： 加工系統(tǒng) 主要有數(shù)控機(jī)床組成，承擔(dān)機(jī)械加工任務(wù)。 物流系統(tǒng) 工件、工具流概稱(chēng)，包括： 輸送系統(tǒng) 使各加工設(shè)備之間建立自動(dòng)運(yùn)行聯(lián)系； 儲(chǔ)存系統(tǒng) 自動(dòng)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(chǔ)系統(tǒng)之間的自動(dòng)化聯(lián)系。 信息流系統(tǒng) 由分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，整個(gè)系統(tǒng)采用分級(jí)控制結(jié)構(gòu)。,15,機(jī)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(dòng)力輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件：是能量和信號(hào)變換元件，其目的是控制機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行元件包括：電磁式、液壓式和氣動(dòng)式等幾種形式，常用的執(zhí)行元件有電液馬達(dá)、脈沖液壓缸、氣壓缸、步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)等。,16,機(jī)電一體化練習(xí) 選擇填空題,是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)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(guò)傳感器檢測(cè)某一部位（如司服電機(jī)等）運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行反饋，間接控制目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)為 系統(tǒng) A、全閉環(huán)；B、半閉環(huán)；C、開(kāi)環(huán)；D、不開(kāi)環(huán)。 機(jī)電一體化產(chǎn)品中，從物料搬運(yùn)、加工為主，輸入物質(zhì)、能量和信息，經(jīng)過(guò)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(chēng)為 。 A、動(dòng)力機(jī)；B、信息機(jī)；C、加工機(jī)；D、計(jì)算機(jī)。 機(jī)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(shí)間和空間上的相互聯(lián)系所必需的功能。 A、動(dòng)力功能；B、檢測(cè)功能；C、構(gòu)造功能；D、信息功能。 用來(lái)實(shí)現(xiàn)信息流對(duì)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造的基礎(chǔ)上打破設(shè)計(jì)和制造的界限，取消圖樣、工藝卡片，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)相互結(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(jī)電一體化系統(tǒng)內(nèi)部功能中的主要功能，是對(duì)物質(zhì)、能量、信息或其相互結(jié)合進(jìn)行 。 A、變換、傳遞和儲(chǔ)存；B、檢測(cè)；C、輸入控制信息；D、輸出控制信息。 CIMS系統(tǒng)中，控制機(jī)器的運(yùn)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(jī)電一體化與傳統(tǒng)的自動(dòng)化最主要的區(qū)別之一是系統(tǒng)控制智能化 機(jī)電一體化的基本概念是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)相互融合的產(chǎn)物 自動(dòng)控制技術(shù)是用人工控制技術(shù)，是提高生產(chǎn)力的一門(mén)技術(shù) 機(jī)電一體化技術(shù)就是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的簡(jiǎn)單疊加 機(jī)電一體化產(chǎn)品主要是指機(jī)械系統(tǒng)微電子系統(tǒng)有機(jī)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(dòng)技術(shù)，包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類(lèi)型的傳動(dòng)裝置，由微型計(jì)算機(jī)通過(guò)接口與傳動(dòng)裝置相連接，控制各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng) 機(jī)電一體化產(chǎn)品是在傳統(tǒng)的機(jī)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(gè)系統(tǒng),對(duì),對(duì),錯(cuò),錯(cuò),對(duì),對(duì),錯(cuò),錯(cuò),19,簡(jiǎn) 答 題,機(jī)電一體化系統(tǒng)的特點(diǎn)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)面廣的多種復(fù)合功能 能夠提高生產(chǎn)的安全性 提高了可靠性 機(jī)電一體化的執(zhí)行元件有幾種類(lèi)型？ 電磁式、液壓式和氣動(dòng)式等幾種類(lèi)型 機(jī)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(jī)電一體化系統(tǒng)構(gòu)成（五大系統(tǒng)、或五大要素） 機(jī)械裝置（機(jī)構(gòu)） 能夠?qū)崿F(xiàn)某種運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)（相當(dāng)于人的骨骼） 執(zhí)行裝置 驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)的部分（相當(dāng)于人的肌肉） 能源（動(dòng)力源） 為執(zhí)行裝置提供能量的部分（相當(dāng)于人的內(nèi)臟） 傳感器（傳感檢測(cè)系統(tǒng)） 檢測(cè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)（相當(dāng)于人的五官） 計(jì)算機(jī)（電子信息處理系統(tǒng)） 運(yùn)動(dòng)控制的計(jì)算和判斷部分（相當(dāng)于人的大腦和神經(jīng)） 機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大功能 主功能 對(duì)物質(zhì)、能量、信息或其相互結(jié)合進(jìn)行變換、傳遞和存儲(chǔ)。 動(dòng)力功能 提供能源，使系統(tǒng)得以運(yùn)轉(zhuǎn) 檢測(cè)功能 對(duì)系統(tǒng)的內(nèi)外不信息進(jìn)行檢測(cè) 控制功能 對(duì)系統(tǒng)的進(jìn)行控制，保持系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn) 構(gòu)造功能 維持系統(tǒng)各部分之間在時(shí)間和空間上的相互關(guān)系 非電量檢測(cè)的兩個(gè)環(huán)節(jié)是什么？ 把各種非電量信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，這就是傳感器的功能，又稱(chēng)一次儀表； 對(duì)轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，并進(jìn)行放大、運(yùn)算、轉(zhuǎn)換、記錄、指示、顯示的處理，這叫做電信號(hào)的處理，有稱(chēng)二次儀表。 M,21,機(jī)電一體化基礎(chǔ)知識(shí),22,機(jī)械基礎(chǔ) 力、功與功率 材料力學(xué)基礎(chǔ) 機(jī)械零件基礎(chǔ) 機(jī)械制圖基礎(chǔ) 反饋控制與順序控制 直流電路基礎(chǔ) 磁場(chǎng)與電場(chǎng)基礎(chǔ) 電路元器件的功能 邏輯電路的結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 程序流程圖的繪制 硬件基礎(chǔ)知識(shí) 軟件基礎(chǔ)知識(shí) ROM的固化過(guò)程,23,機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)知識(shí),機(jī)械零件與機(jī)構(gòu) 傳感器技術(shù) 執(zhí)行裝置技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù) 機(jī)械電子系統(tǒng)控制 機(jī)器人,