關(guān)于機電一體化的詳細(xì)介紹

【專家解說】：機電一體化技術(shù) 機電一體化技術(shù) 即結(jié)合應(yīng)用機械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計算機與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機械技更多>>具體包括以下內(nèi)容: 機械技術(shù) 計算機與信息技術(shù) 系統(tǒng)技術(shù) 自動控制技術(shù) 傳感檢測技術(shù) 伺服傳動技術(shù) 機電一體化專業(yè)是一個寬口徑專業(yè)，適應(yīng)范圍很廣，學(xué)生在校期間除學(xué)習(xí)各種機械、電工電子、計算機技術(shù)、控制技術(shù)、檢測傳感等理論知識外，還將參加各種技能培訓(xùn)和國家職業(yè)資格證書考試，充分體現(xiàn)重視技能培養(yǎng)的特點。學(xué)生畢業(yè)后主要面向珠江三角洲各企業(yè)、公司，從事加工制造業(yè)，家電生產(chǎn)和售后服務(wù)，數(shù)控加工機床設(shè)備使用維護(hù)，物業(yè)自動化管理系統(tǒng)，機電產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、改造、技術(shù)支持，以及機電設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護(hù)、銷售、經(jīng)營管理等等。 目錄 1圖書機電一體化 2內(nèi)容簡介 3作者簡介 4目錄 5發(fā)展方向 圖書機電一體化 作者:(日)武藤一夫 譯者:王益全 滕永紅 于慎波 出版社:科學(xué)出版社 頁碼:258 頁 出版日期:2007年 ISBN:9787030193810 裝幀:平裝 開本:16開 市場價:￥35.00 編輯本段內(nèi)容簡介 本書是介紹機電一體化實用技術(shù)的入門書，重點介紹機電一體化所必需的6項技術(shù)，即計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、傳動技術(shù)、接口技術(shù)、軟件技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，最后對作為機電一體化典型應(yīng)用的機器人技術(shù)和CNC技術(shù)作較為詳細(xì)的說明。本書內(nèi)容深入淺出、簡明易懂、圖文并茂。 本書可供從事機電一體化工作的現(xiàn)場工程技術(shù)人員參考，也可作為高等院校電氣系、電子系、機械系本科生的教學(xué)參考書，以及?？茖W(xué)?；蚵殬I(yè)高等學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)機電一體化的自學(xué)教材。 編輯本段作者簡介 武藤一夫，1955年生于福島縣。1980年勞動部所管職業(yè)培訓(xùn)大學(xué)機械專業(yè)畢業(yè)。1982年山梨大學(xué)工學(xué)部工學(xué)研究科研究生院精密工程專業(yè)畢業(yè)。1993年東京農(nóng)工大學(xué)工學(xué)部工學(xué)研究科研究生院機械系統(tǒng)工程專業(yè)工學(xué)博士現(xiàn)，在獨立行政法人雇用一能力開發(fā)機構(gòu)，職業(yè)能力開發(fā)綜合大學(xué)精密機械系統(tǒng)工程系，兼任福祉工學(xué)系教授，巖手縣、櫪木縣、福島縣、茨城各縣技術(shù)顧問。厚生勞動部中央職業(yè)能力開發(fā)審議會專門調(diào)查會委員、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)部FA開放推進(jìn)協(xié)議會open controller專門委員會委員、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)部FA開放推進(jìn)協(xié)議會XML實證委員會委員、汽車技術(shù)會制造部門委員會委員長、機械振興協(xié)會加工數(shù)據(jù)文件企劃委員。 編輯本段目錄 第1章 機電一體化概述 1.1 機電一體化及其基本要素 1.2 機電一體化的基本技術(shù)及其發(fā)展史 1.3 傳感器 1.3.1 什么是傳感器 1.3.2 傳感器的種類 1.3.3 模擬信號與數(shù)字信號 1.3.4 傳感器信號 1.3.5 傳感器的選擇方法 1.4 接口電路(電子電路及信號處理系統(tǒng)) 1.5 控制器 1.5.1 什么是控制器 1.5.2 繼電器控制 1.5.3 半導(dǎo)體繼電器(無觸點)控制 1.5.4 順序控制器 1.5.5 控制器信號 1.5.6 在控制器中把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號 1.5.7 控制器信號的電平(TTL電平) 1.6 傳動裝置 1.6.1 什么是傳動裝置 1.6.2 電動機 1.6.3 電磁驅(qū)動機構(gòu) 1.6.4 氣壓驅(qū)動裝置 1.7 軟件 1.8 網(wǎng)絡(luò) 1.8.1 什么是網(wǎng)絡(luò) 1.8.2 基于PLC的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用舉例 1.8.3 網(wǎng)絡(luò)與3維CAD/CAE/CAM/CAT/網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 1.8.4 網(wǎng)絡(luò)與機電一體化 第2章 微型計算機是機電一體化的基礎(chǔ) 2.1 什么是微型計算機 2.2 微型計算機的硬件 2.2.1 20世紀(jì)70年代的8位和16位微型計算機 2.2.2 20世紀(jì)80年代的32位微型計算機 2.2.3 20世紀(jì)90年代的微型計算機 2.2.4 21世紀(jì)初的微型計算機 2.3 微型計算機的種類 2.2.3 單板計算機 2.3.2 單片微型計算機 2.3.3 個人計算機 2.4 微型計算機系統(tǒng)的構(gòu)成 2.4.1 CPU 2.4.2 CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2.4.3 CPU內(nèi)部信息處理的定時與機器周期 2.4.4 存儲器及其功能 2.5 微型計算機的軟件 2.6 微型計算機的接口電路 2.6.1 微型計算機接口電路內(nèi)部數(shù)據(jù)信號的接收 2.6.2 輸入輸出(I/O)接口電路及其通信 2.6.3 并行一串行方式以及串行一并行變換 第3章 機電一體化的硬件技術(shù) 3.1 機械零部件的基礎(chǔ)知識 3.1.1 機械運動 3.1.2 機構(gòu) 3.1.3 機械零件 3.2 電子零部件的基礎(chǔ)知識 3.2.1 電容器 3.2.2 電阻器 3.2.3 二極管 3.2.4 光電二極管 3.2.5 三極管 3.2.6 繼電器 3.2.7 固體繼電器 3.2.8 集成電路(IC) 3.2.9 運算放大器 3.2.10 數(shù)字集成電路 第4章 機電一體化的接口技術(shù) 4.1 接口電路的基礎(chǔ)知識 4.1.1 接口電路概述 4.1.2 反向電流與源電流 4.1.3 邏輯“1”與邏輯“0” 4.1.4 上拉電阻和下拉電阻 4.2 接口技術(shù) 4.2.1 將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號 4.2.2 將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號 4.2.3 將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號 4.2.4 將模擬信號轉(zhuǎn)換為模擬信號 4.3 實用數(shù)字IC的讀法與用法 4.3.1 邏輯校驗 4.3.2 脈沖振蕩電路 4.3.3 脈沖延遲電路 4.3.4 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路 4.3.5 使用74LS393的計數(shù)器電路 4.3.6 防振電路 4.3.7 微分與積分電路 4.4 微型計算機與傳感器的接口電路 4.4.1 傳感器放大電路 4.4.2 振動傳感器放大電路 4.4.3 光傳感器(光電晶體管)放大電路 4.5 微型計算機與傳動裝置的接口電路 4.5.1 傳動裝置的驅(qū)動電路 4.5.2 達(dá)林頓連接 4.5.3 傳動裝置驅(qū)動用光電耦合器的用法 第5章 機電一體化的軟件技術(shù) 5.1 軟件概述 5.2 機器語言 5.2.1 什么是機器語言 5.2.2 位(bit) 5.2.3 機器語言是微型計算機的信號 5.2.4 為掌握機器語言和匯編語言所作的準(zhǔn)備 5.2.5 匯編語言 5.2.6 程序流程圖 5.3 C語言、C++和Java 5.4 XML語言 5.5 UML語言 第6章 機器人與CNC技術(shù) 6.1 什么是機器人 6.1.1 機器人的定義 6.1.2 機器人的結(jié)構(gòu) 6.1.3 機器人發(fā)展史 6.1.4 機器人的種類 6.2 機器人技術(shù) 6.2.1 機器人控制技術(shù) 6.2.2 機器人的用途 6.3 CNC機床 6.3.1 什么是CNC 6.3.2 CNC機床及其構(gòu)成 6.3.3 CNC機床工具路徑的控制方式 6.3.4 伺服機構(gòu)的結(jié)構(gòu) 6.3.5 CNC機床簡史 6.3.6 CNC機床的特點和種類 6.3.7 CNC機床的功效 6.3.8 CNC機床的程序設(shè)計 參考文獻(xiàn) 機電設(shè)備安裝試運行異?，F(xiàn)象分析與對策在工程機電設(shè)備安裝施工完成之后，通常要對電動機及其所帶的機械作單機起動調(diào)試。調(diào)試運行設(shè)備是在施工單位人員的操作下，按照正式生產(chǎn)或使用的條件和要求進(jìn)行較長時間的工作運轉(zhuǎn)，與項目設(shè)計的要求進(jìn)行對比。目的是考驗設(shè)備設(shè)計、制造和安裝調(diào)試的質(zhì)量，驗證設(shè)備連續(xù)工作的可靠性，對設(shè)備性能作一次檢測，并將檢測的數(shù)據(jù)與設(shè)備制造出廠記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，對設(shè)備工程的質(zhì)量作出評價。在實際工作中設(shè)備的試運行住住會碰到意想不到的異?，F(xiàn)象，使電動機起動失敗而跳閘，較大容量的電動機機會便多一些。為了便于事后分析，在電機起動之前，我們就應(yīng)做好事前準(zhǔn)備工作(尤其是大型電動機更需要重視)，并對檢查的結(jié)果加以分析。 一. 電動機起動前的檢查與試運行檢查 1 啟動前的檢查 (1) 新安裝的或停用三個月以上的電動機，用兆歐表測量電動機各項繞組之間及每項繞組與地(機殼)之間的絕緣電阻，測試前應(yīng)拆除電動機出線端子上的所有外部接線。通常對500V以下的電動機用500V兆歐表測量，對500~3000V電動機用1000V兆歐表測量其絕緣電阻，按要求，電動機每1kV工作電壓，絕緣電阻不得低于1兆歐，電壓在1k伏以下、容量為了1000千瓦及以下的電動機，其絕緣電阻應(yīng)不低于0.5兆歐。如絕緣電阻較低，則應(yīng)先將電動機進(jìn)行烘干處理，然后再測絕緣電阻，合格后才可通電使用。 (2) 檢查二次回路接線是否正確，二次回路接線檢查可以在未接電動機情況下先模擬動作一次，確認(rèn)各環(huán)節(jié)動作無誤，包括信號燈顯示正確與否。檢查電動機引出線的連接是否正確，相序和旋轉(zhuǎn)方向是否符合要求，接地或接零是否良好，導(dǎo)線截面積是否符合要求。 (3)檢查電動機內(nèi)部有無雜物，用干燥、清潔的200-300kPa的壓縮空氣吹凈內(nèi)部(可使用吹風(fēng)機或手風(fēng)箱等來吹)，但不能碰壞繞組。 (4) 檢查電動機銘牌所示電壓、頻率與所接電源電壓、頻率是否相符，電源電壓是否穩(wěn)定(通常允許電源電壓波動范圍為±5%)，接法是否與銘牌所示相同。如果是降壓起動，還要檢查起動設(shè)備的接線是否正確。 (5) 檢查電動機緊固螺栓是否松動，軸承是否缺油，定子與轉(zhuǎn)子的間隙是否合理，間隙處是否清潔和有無雜物。檢查機組周圍有無妨礙運行的雜物，電動機和所傳動機械的基礎(chǔ)是否牢固。 (6) 檢查保護(hù)電器(斷路器、熔斷器、交流接觸器、熱繼電器等)整定值是否合適。動、靜觸頭接觸是否良好。檢查控制裝置的容量是否合適，熔體是否完好，規(guī)格、容量是否符合要求和裝接是否牢固。。 (7) 電刷與換向器或滑環(huán)接觸是否良好，電刷壓力是否符合制造廠的規(guī)定。 (8) 檢查啟動設(shè)備是否完好，接線是否正確，規(guī)格是否符合電動機要求。用手扳動電動機轉(zhuǎn)子和所傳動機械的轉(zhuǎn)軸(如水泵、風(fēng)機等)，檢查轉(zhuǎn)動是否靈活，有無卡澀、摩擦和掃膛現(xiàn)象。確認(rèn)安裝良好，轉(zhuǎn)動無礙。 (9) 檢查傳動裝置是否符合要求。傳動帶松緊是否適度，聯(lián)軸器連接是否完好。 (10)檢查電動機的通風(fēng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)是否正常。觀察是否有泄漏印痕，轉(zhuǎn)動電動機轉(zhuǎn)軸，看轉(zhuǎn)動是否靈活，有無摩擦聲或其它異聲。 (11)檢查電動機外殼的接地或接零保護(hù)是否可靠和符合要求。 2.電動機試運行過程中檢查。 啟動時檢查 (1)電動機在通電試運行時必須提醒在場人員注意，傳動部分附近不應(yīng)有其它人員站立，也不應(yīng)站在電動機及被拖動設(shè)備的兩側(cè)，以免旋轉(zhuǎn)物切向飛出造成傷害事故。 (2)接通電源之前就應(yīng)作好切斷電源的準(zhǔn)備， 以防萬一接通電源后電動機出現(xiàn)不正常的情況時(如電動機不能啟動、啟動緩慢、出現(xiàn)異常聲音等)能立即切斷電源。使用直接啟動方式的電動機應(yīng)空載啟動。由于啟動電流大，拉合閘動作應(yīng)迅速果斷。 (3)一臺電動機的連續(xù)啟動次數(shù)不宜超過3~5次，以防止啟動設(shè)備和電動機過熱。尤其是電動機功率較大時要隨時注意電動機的溫升情況。 (4)電動機啟動后不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動不正?；蛴挟惓Ｂ曇魰r，應(yīng)迅速停機檢查。 (5)使用三角啟動器和自耦減壓器時，軟啟動器或變頻啟動時必須遵守操作程序。 試運行時檢查 (1)檢查電動機轉(zhuǎn)動是否靈活或有雜音。注意電動機的旋轉(zhuǎn)方向與要求的旋轉(zhuǎn)方向是否相符。 (2)檢查電源電壓是否正常。對于380V異步電動機，電源電壓不宜高于400V，也不能低于360V。 (3)記錄起動時母線電壓、起動時間和電動機空載電流。注意電流不能超過額定電流。 (4)檢查電動機所帶動的設(shè)備是否正常，電動機與設(shè)備之間的傳動是否正常。 (5)檢查電動機運行時的聲音是否正常，有無冒煙和焦味。 (6)用驗電筆檢查電動機外殼是否有漏電和接地不良。 (7)檢查電動機外殼有無過熱現(xiàn)象并注意電動機的溫升是否正常，軸承溫度是否符合制造廠的規(guī)定(對絕緣的軸承，還應(yīng)測量其軸電壓)。 編輯本段發(fā)展方向 機電一體化向智能化方向邁進(jìn).20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達(dá)國家開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。 關(guān)注六個發(fā)展方向: 機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有: 1.智能化。智能化是21世紀(jì)機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而必要的。 2.模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。 3.網(wǎng)絡(luò)化。20世紀(jì)90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system，CIAS)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 4.微型化。微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。 5.綠色化。工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適;另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。 6.系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。機電一體化的人格化有兩層含義。一是機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研制各種機電一體化產(chǎn)品。