機(jī)電一體化

2013-08-14 by:機(jī)械設(shè)計(jì)中心來(lái)源:有限元分析培訓(xùn)中心

機(jī)電一體化

    日本企業(yè)界在1970年左右最早提出“機(jī)電一體化技術(shù)”這一概念,當(dāng)時(shí)他們?nèi)∶麨椤癕echatronics”,即結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展,總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干成為一門(mén)綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù),目前正向光機(jī)電一體化技術(shù)(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)方向發(fā)展,應(yīng)用范圍愈來(lái)愈廣。
    1、機(jī)械技術(shù)
    機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ),機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng),利用其它高、新技術(shù)來(lái)更新概念,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更,滿(mǎn)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(jī)電一體化系統(tǒng)制造過(guò)程中,經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù),同時(shí) 其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。
    2、系統(tǒng)技術(shù)
    系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù),從出發(fā),將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元,接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面,它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
    3、自動(dòng)控制技術(shù)
    其范圍很廣,在控制理論指導(dǎo)下,進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。
    4、傳感檢測(cè)技術(shù)
    傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官,是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng),系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高?，F(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受?chē)?yán)酷環(huán)境的考驗(yàn),它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。
    5、伺服傳動(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,伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

機(jī)電一體化技術(shù)通過(guò)系統(tǒng)級(jí)方式,對(duì)融合了機(jī)械、電子、控制系統(tǒng)和嵌入式軟件設(shè)計(jì)的電機(jī)系統(tǒng),進(jìn)行設(shè)計(jì)。NI提供面向機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)工具,通過(guò)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械和電氣子系統(tǒng)之間的交互的仿真,優(yōu)化機(jī)器開(kāi)發(fā)。

之前,來(lái)自不同領(lǐng)域的工程師團(tuán)隊(duì)都通過(guò)獨(dú)立或順序方式進(jìn)行開(kāi)發(fā),分別進(jìn)做出設(shè)計(jì)決策,會(huì)拖延開(kāi)發(fā)時(shí)間并增加成本。如今,借助機(jī)電一體化方式,團(tuán)隊(duì)得以并肩工作,合作參與設(shè)計(jì)、原型和發(fā)布,最終實(shí)現(xiàn)優(yōu)化和精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)。

機(jī)電一體化方法的關(guān)鍵是創(chuàng)建虛擬原型的能力,因?yàn)樗兄こ處熀涂茖W(xué)家在構(gòu)建真實(shí)物理原型前就對(duì)機(jī)器有所了解。

主要涉及到的學(xué)科:

機(jī)械制圖、氣動(dòng)與液壓技術(shù)、PLC與傳感器技術(shù)、CAD/CAM與CNC技術(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)維護(hù)、周邊設(shè)備、電工技術(shù)、AutoCAD二/三維技術(shù)、電子工藝、運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)械制造工藝、電工基礎(chǔ)、數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)有限元分析等。

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