《機電一體化課程》PPT課件.ppt

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1、機電一體化的涵義：最早起源于日本 機械學（Mechanics）+ 電子學（Electronics） = 機電一體化 或 機械電子工程（Mechatronics） 定義：在機械的主功能、動力功能、信息功能、控制功能基礎上引入微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機地結(jié)合所構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。 目的：增加機械系統(tǒng)或裝置的附加值和自動化程度,1.1 基本概念,1.1 基本概念,機電一體化技術(shù)：從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，將機械技術(shù) 、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等在系統(tǒng)工程基礎上有機地加以綜合，以實現(xiàn)整個系統(tǒng)最佳化的一門新科學技術(shù)。 機電一體化不是機械 與電子簡單的疊加，而 是在信息論、控制論和 系統(tǒng)論

2、的基礎上建立起 來的應用技術(shù),機電一體化一般包含機電一體化產(chǎn)品(系統(tǒng))和機電一體化技術(shù)兩層含義。 典型的機電一體化產(chǎn)品(系統(tǒng))有：數(shù)控機床、機器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CADCAM系統(tǒng)等。 機電一體化中包含的關(guān)鍵技術(shù)在第四節(jié)中詳細介紹。,1.1 基本概念,,機電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)分類 按用途分：產(chǎn)業(yè)機械、信息機械、民生機械等； 按機械和電子的功能和含量分：以機械裝置為主體的機械電子產(chǎn)品和以電子裝置為主體的機械電子產(chǎn)品； 按機電結(jié)合的程度分：有功能附加型、功能替代型和機電融合型。,1.1 基本概念,,,,數(shù) 控 銑 床,,數(shù)控車床,,焊接機器人,,汽車防抱死系統(tǒng)(A

3、BS),1.2 發(fā)展概況,1. 20世紀60年代前為第一階段，“萌芽階段” 工程師們自覺或者不自覺地把機械產(chǎn)品和電子技術(shù)相結(jié) 合，以提高機械產(chǎn)品的性能。但是由于電子技術(shù)的發(fā)展相對 落后，使得機械與電子的結(jié)合還沒有得到廣泛的應用。 2. 70年代到80年代為第二階段，“蓬勃發(fā)展階” 計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體 化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎這個時期的特點是： mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認； 機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展； 各國均開始對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。,3.90年代后期開

4、始為第三階段，“智能化階段” 光學、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(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； 對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。 由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)及光纖技術(shù)等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。,1.2 發(fā)展概況,,1. 數(shù)控機床的問世，寫下了“機電一體化”歷史的 第一頁。 2. 微電子技術(shù)為“機電一體化帶來勃勃生機. 3. 可編程序控制器、”電力電子“等的發(fā)展為”機電一體化“提

5、供了堅強基礎。 4. 激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使”機電一體化“躍上新臺階。,1.2 發(fā)展概況,,1.3 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成,,機電一體化系統(tǒng)的基本要素(構(gòu)成)： 機械本體 動力部分（能源） 傳感檢測部分（檢測傳感裝置） 控制及信息處理部分（電子控制單元） 驅(qū)動部分 執(zhí)行部分 各要素和環(huán)節(jié)之間相聯(lián)系的接口,1.3 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成,,1.3 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成,,,1、機械本體,組成：機械傳動裝置和機械結(jié)構(gòu)裝置，如機身、框架、機械聯(lián)接等機構(gòu) 功能：使構(gòu)造系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、零部件按照一定的空間和時間關(guān)系安置在一定位置上，并保持特定的關(guān)系，實現(xiàn)構(gòu)造功能。 要求：高效、多功能、可靠和

6、節(jié)能、小型、輕量、美觀等要求,1.3 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成,,2、動力部分（能源）,提供能量，轉(zhuǎn)換成需要的形式，實現(xiàn)動力功能。,要求：效率高（最小動力輸入最大功能輸出）、可靠性好,1.3 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成,3、檢測傳感裝置,檢測產(chǎn)品內(nèi)部狀態(tài)和外部環(huán)境，實現(xiàn)計測功能。,要求：體積小、精度高、抗干擾,1.3 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成,,4、控制及信息處理部分（電子控制單元）,處理、運算、決策，實現(xiàn)控制功能。,要求：高可靠性、柔性、智能化,1.3 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成,組成：計算機、可編程控制器 (PLC)、數(shù)控裝置以及邏輯電路、A/D與D/A轉(zhuǎn)換、I/0接口和計算機外部設備等,,5、驅(qū)動部分,功能

7、：在控制信息作用下，驅(qū)動各種執(zhí)行機構(gòu)完成各種動作和功能。 要求：高效率、快速響應特性、對水、油、溫度、塵埃等外部環(huán)境的高適應性和可靠性、便于維修和實行標準化 應用：高性能步進電動機、直流和交流伺服驅(qū)動,1.3 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成,,6、執(zhí)行機構(gòu),包括機械傳動與操作機構(gòu)，接收控制信息，完成要求的動作，實現(xiàn)主功能。,要求：高性能、高精度、高效率,,1.3 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成,,,6、執(zhí)行機構(gòu),應用：一般采用機械、電磁、電液等機構(gòu)。 能量轉(zhuǎn)換：將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)換為機械能 要求：提高剛性、減輕重量、實現(xiàn)組件化、標準化和系列化，提高系統(tǒng)整體可靠性等,,1.3 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成,,7、接口

8、,作用：將各要素或子系統(tǒng)連接成為一個有機整體，使各個功能環(huán)節(jié)有目的地協(xié)調(diào)一致運動，從而形成機電一體化的系統(tǒng)工程。 基本功能：交換、放大、傳遞,1.3 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成,,1.4 共性關(guān)鍵技術(shù),1 檢測傳感技術(shù) 2 信息處理技術(shù) 3 自動控制技術(shù) 4 伺服驅(qū)動技術(shù) 5 機械技術(shù) 6 系統(tǒng)總體技術(shù),,1、檢測傳感技術(shù),內(nèi)涵：傳感檢測裝置是機電一體化系統(tǒng)的感覺器官，即從待測對象那里獲取能反映待測對象特征與狀態(tài)的信息。 研究對象：傳感器及其信號檢測裝置（即變送器） 作用：感受器官、反饋環(huán)節(jié)。 要求：能快速、精確地獲得信息并在相應的應用環(huán)境中具有高可靠性。,1.4 共性關(guān)鍵技術(shù),,1、檢測傳感技術(shù),

9、1.4 共性關(guān)鍵技術(shù),是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，功能越強，自動化程度越高。 內(nèi)容：一是研究如何將各種被測量 (包括物理量、化學量和生物量等)轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量；二是研究對轉(zhuǎn)換的電信號的加工處理，如放大、補償、標度變換等。,,1、檢測傳感技術(shù),1.4 共性關(guān)鍵技術(shù),現(xiàn)狀：與計算機技術(shù)相比，傳感檢測技術(shù)發(fā)展顯得緩慢，難以滿足控制系統(tǒng)的要求，因而不少機電一體化系統(tǒng)不能達到滿意的效果或無法實現(xiàn)設計要求。 開展對傳感檢測技術(shù)的研究對于機電一體化投術(shù)的發(fā)展意義重大。,2、信息處理技術(shù),功能：主要完成信息的交換、存取、運算、判斷和決策等。 發(fā)展方向：提高信息處理的速度、可靠性和智能化程度。

10、范疇：包括人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)等。,,1.4 共性關(guān)鍵技術(shù),2、信息處理技術(shù),采用的工具：計算機，主要采用工業(yè)控制機 (包括可編程控制器，單、多回路調(diào)節(jié)器，單片微控制器，總線式工業(yè)控制機，分布式計算機測控系統(tǒng))。,,1.4 共性關(guān)鍵技術(shù),,3、自動控制技術(shù),目的：在于實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的目標最佳化 理論基礎：自動控制原理 (包括經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制)。 工作流程：具體控制裝置或控制系統(tǒng)進行設計、系統(tǒng)仿真、現(xiàn)場調(diào)試、使研制的系統(tǒng)可靠 地投入運行。 內(nèi)容：包括位置控制、速度控制、最優(yōu)控制、自適應控制和智能控制等。,,1.4 共性關(guān)鍵技術(shù),4、伺服驅(qū)動技術(shù),,1.

11、4 共性關(guān)鍵技術(shù),內(nèi)涵：在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動元件，使機械的運動部件按照指令要求運動，并具有良好的動態(tài)性能。 研究對象：執(zhí)行元件及其驅(qū)動裝置 執(zhí)行元件種類：電動、液壓、氣動 驅(qū)動裝置：各種電動機的驅(qū)動電源電路,4、伺服驅(qū)動技術(shù),,1.4 共性關(guān)鍵技術(shù),功能作用：是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置或部件，對機電一體化系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能具有決定性的作用。 常見的伺服驅(qū)動系統(tǒng)：電氣伺服 (如步進電動機、直流伺服電動機、交流伺服電動機等)和液壓伺服 (如液壓馬達、脈沖液壓缸等),4、伺服驅(qū)動技術(shù),,1.4 共性關(guān)鍵技術(shù),現(xiàn)狀：由于變頻技術(shù)的進步，交流伺服驅(qū)動技術(shù)取得突破性進展，為機電一

12、體化系統(tǒng)提供了高質(zhì)量的伺服驅(qū)動單元，極大地促進了機電一體化技術(shù)的發(fā)展。,功能作用：實現(xiàn)機電一體化產(chǎn)品的主功能和構(gòu)造功能，影響系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、重量、體積、剛性、可靠性等，是機電一體化的基礎。 與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品的區(qū)別:機械結(jié)構(gòu)更簡單、機械功能更強、性能更優(yōu)越。,5、機械技術(shù),,1.4 共性關(guān)鍵技術(shù),出發(fā)點：如何與機電一體化技術(shù)相適應，利用其他高、新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上以及功能上的變更。 設計制造機械系統(tǒng)時考慮因素：除靜態(tài)、動態(tài)剛度及熱變形等因素外，應考慮采用新型復合材料、新型結(jié)構(gòu)、新型的制造工藝和工藝裝置。,5、機械技術(shù),,1.4 共性關(guān)鍵技術(shù),6、系統(tǒng)總體技術(shù) 系統(tǒng)總體技術(shù)是

13、一種從整體目標出發(fā)，用系統(tǒng)工程的觀點和方法，將系統(tǒng)各個功能模塊有機的結(jié)合起來，以實現(xiàn)整體最優(yōu)。其重要內(nèi)容為接口技術(shù)。接口包括電氣接口、機械接口、人機接口,,1.4 共性關(guān)鍵技術(shù),上節(jié)回顧,1.1 機電一體化基本概念 1.2 機電一體化發(fā)展概況 1.3 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成 1.4 機電一體化共性關(guān)鍵技術(shù),1.1 機電一體化技術(shù)基本概念,定義？ 在機械的不同功能基礎上引入微電子技術(shù)，并將二者有機地結(jié)合所構(gòu)成系統(tǒng)的總稱,機械功能：主、動力、信息及控制功能,1.1 機電一體化技術(shù)基本概念,學科性質(zhì)？ 新應用科學技術(shù)、交叉學科、復雜系統(tǒng)工程 涵蓋：機械 、微電子、信息、控制等多門學科技術(shù)，是以系統(tǒng)工程

14、為基礎建立起來的最佳化系統(tǒng),學科性質(zhì) 交叉但不是簡單疊加,1.1 機電一體化技術(shù)基本概念,機電一體化產(chǎn)品的本質(zhì) 新一代機電產(chǎn)品：在傳統(tǒng)機械產(chǎn)品基礎上引入微電子和計算機技術(shù)產(chǎn)生的 計算機控制的伺服系統(tǒng),1.1 機電一體化技術(shù)基本概念,1.2 機電一體化技術(shù)發(fā)展概況,1、萌芽階段：上世紀60年代前 特點：無意識應用階段，應用少 2、蓬勃發(fā)展階段：70年代到80年代 特點：獲得普遍認可和支持，產(chǎn)品得到極大發(fā)展。 3、智能化階段：90年代以后 特點：出現(xiàn)光機電一體化和微機電一體化等新 分支；理論體系逐步完善。,1.3 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成,,,,,,,,,,,,,,工作指令,外界信息,

15、所需的機械運動,機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理,1.4 共性關(guān)鍵技術(shù),1 機械技術(shù) 2 檢測傳感技術(shù) 3 信息處理技術(shù) 4 自動控制技術(shù) 5 伺服驅(qū)動技術(shù) 6 系統(tǒng)總體技術(shù),第一章 概論,1.1 機電一體化基本概念 1.2 機電一體化發(fā)展概況 1.3 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成 1.4 機電一體化共性關(guān)鍵技術(shù) 1.5 機電一體化系統(tǒng)設計 1.6機電一體化對機械工業(yè)的影響 1.7 機電一體化的發(fā)展趨勢,1.5 機電一體化系統(tǒng)設計（重、難點）,一、機電一體化系統(tǒng)設計與本專業(yè)的關(guān)系 二、機電一體化系統(tǒng)設計基本方法,機電一體化系統(tǒng)開發(fā)的工程路線,不同的機電一體化系統(tǒng)開發(fā)和產(chǎn)品化過程： 具體特點不同但基本規(guī)律

16、是相同的 機電一體化系統(tǒng)開發(fā)的工程路線（P7 圖1-3）,二、 機電一體化系統(tǒng)設計基本方法,,擬定新產(chǎn)品目標及初步技術(shù)規(guī)范,市場調(diào)查、需求分析、銷售預測,可行性論證、技術(shù)經(jīng)濟分析,,,,,構(gòu)思（初步設計）,,,評價與審定,,,,,,,機電一體化系統(tǒng)開發(fā)工程路線,重點研究： 系統(tǒng)模塊化設計； 功能組件的外購（外協(xié)）配套與標準化； 專用功能部件（子系統(tǒng)）開發(fā)和研制； 專業(yè)化生產(chǎn)方式的優(yōu)勢和特點； 設計能達到高效、高質(zhì)量、高可靠性的設計制造效果；,設計過程中容易忽視的問題：一是系統(tǒng)模塊化設計某些功能組件外購還是制造問題，應充分考慮專業(yè)化組合生產(chǎn)方式以取得高效、高可靠性的效果 二是充分利用廣告宣傳開拓

17、產(chǎn)品市場,1、市場調(diào)研,市場調(diào)研包括市場調(diào)查和市場預測。所謂市場調(diào)查就是運用科學的方法，系統(tǒng)地、全面地收集所設計產(chǎn)品市場需求和經(jīng)銷方面的情況和資料，分析研究產(chǎn)品在供需雙方之間進行轉(zhuǎn)移的狀況和趨勢，而市場預測就是在市場調(diào)查的基礎上，運用科學方法和手段，根據(jù)歷史資料和現(xiàn)狀，通過定性的經(jīng)驗分析或定量的科學計算，對市場未來的不確定因素和條件做出預計、測算和判斷，為產(chǎn)品的方案設計提供依據(jù)。,1.5 機電一體化系統(tǒng)設計,,2、總體方案設計,1產(chǎn)品方案構(gòu)思 產(chǎn)品方案構(gòu)思完成后，以方案圖的形式將設計方案表達出來。方案圖應盡可能簡潔明了，反映機電一體化系統(tǒng)各組成部分的相互關(guān)系，同時應便于后面的修改。 2方案的評

18、價對多種構(gòu)思和多種方案進行篩選，選擇較好的可行方案進行分析組合和評價，從中再選幾個方案按照機電一體化系統(tǒng)設計評價原則和評價方法進行深入的綜合分析評價，最后確定實施方案。,1.5 機電一體化系統(tǒng)設計,,3、詳細設計,詳細設計是根據(jù)綜合評價后確定的系統(tǒng)方案，從技術(shù)上將其細節(jié)逐層全部展開，直至完成產(chǎn)品樣機試制所需全部技術(shù)圖紙及文件的過程。,1.5 機電一體化系統(tǒng)設計,,4、樣機試制與試驗,完成產(chǎn)品的詳細設計后，即可進入樣機試制與試驗階段。根據(jù)制造的成本和性能試驗的要求，一般制造幾臺樣機供試驗使用。樣機的試驗分為實驗室試驗和實際工況試驗，通過試驗考核樣機的各種性能指標是否滿足設計要求，考核樣機的可靠性

19、。如果樣機的性能指標和可靠性不滿足設計要求，則要修改設計，重新制造樣機，重新試驗。如果樣機的性能指標和可靠性滿足設計要求，則進入產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)階段。,1.5 機電一體化系統(tǒng)設計,,5、小批量生產(chǎn) 產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)階段實際上是產(chǎn)品的試生產(chǎn)試銷售階段。這一階段的主要任務是跟蹤調(diào)查產(chǎn)品在市場上的情況，收集用戶意見，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設計和制造方面存在的問題，并反饋給設計、制造和質(zhì)量控制部門。 6、大批量生產(chǎn) 經(jīng)過小批量試生產(chǎn)和試銷售的考核，排除產(chǎn)品設計和制造中存在的各種問題后，即可投入大批量生產(chǎn)。,1.5 機電一體化系統(tǒng)設計,,1.6 機電一體化對機械工業(yè)的影響,1 提高性能、擴展功能 2 簡化結(jié)構(gòu)、減輕

20、重量 3 提高可靠性 4 節(jié)約能源 5 操作改善,1.6 機電一體化對機械工業(yè)的影響,1 提高性能、擴展功能 今日的數(shù)控機床充分發(fā)揮計算機的威力，運用 時間序列分析和精度創(chuàng)成等理論建立數(shù)學模型。 已有可能實時預報包括隨機誤差在內(nèi)的機床誤 差，然后自動校正，從而達到前所未有的精度。 采用對阻尼進行預報，一旦接近臨界值時就自動 調(diào)整切削用量，這又可能出現(xiàn)永不顫振的機床， 保證很高的生產(chǎn)率和良好的加工表面。,1.6 機電一體化對機械工業(yè)的影響,,2 簡化結(jié)構(gòu)、減輕重量,機電一體化系統(tǒng)采用先進的電力電子器件和傳動技術(shù)，替代老式笨重的電氣控制和機械變速結(jié)構(gòu)，由微處理器和集成電路等微電子元件和程序邏輯軟

21、件，完成過去靠機械傳動鏈來實現(xiàn)的關(guān)聯(lián)運動，從而使機電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)的體積小、結(jié)構(gòu)簡化、重量減輕。,3 提高可靠性 在提高電子元件質(zhì)量、可靠性的前提下，機電一體化產(chǎn)品可以提高耐久性，減少故障率。另一方面由于賦予其自動監(jiān)視診斷功能，并采取安全聯(lián)鎖控制，過負荷和失控保護、停 電對策，提高了設備的安全可靠性。,1.6 機電一體化對機械工業(yè)的影響,,4 節(jié)約能源 例如目前我國各類電風扇年產(chǎn)量在200萬臺左右，如每臺電扇的調(diào)速器和定時器(現(xiàn)常用電磁機械式)用電子調(diào)速器和定時器代替，估計每臺風扇可節(jié)電5W以上，全年以用扇100天，每天開扇6h計，則每年可節(jié)約用電量600萬kWh，還可節(jié)省大批銅材和鋼材。

22、再如傳統(tǒng)的電焊機以電磁原理和手工操作為基礎，即使是一般的自動電焊機，其動作過程也僅為簡單的機械動作和相應的控制。這類電焊機耗能多、效率低、質(zhì)量不易保證。采用微型機技術(shù)后，發(fā)展新穎的電子控制電源以取代傳統(tǒng)的焊接電源，實現(xiàn)焊接電源的節(jié)能、高效、小型化、多樣化。,1.6 機電一體化對機械工業(yè)的影響,,5 操作改善 傳統(tǒng)的車削 數(shù)控車削,1.6 機電一體化對機械工業(yè)的影響,,1.7 機電一體化的發(fā)展趨勢,1 智能化 智能化是21世紀機電一體化技術(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者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是

23、在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。,2 模塊化 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)具有標準機械接口、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雜但又是非常重要的事。這需要制定各項標準，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)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準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

24、的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。,1.7 機電一體化的發(fā)展趨勢,,3網(wǎng)絡化 20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng) 絡技術(shù)。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) 絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方 興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體 化產(chǎn)品。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡化方 向發(fā)展。,1.7 機電一體化的發(fā)展趨勢,,4 微型化 微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(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1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級

25、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。,1.7 機電一體化的發(fā)展趨勢,,5 綠色化 內(nèi)涵：一體化產(chǎn)品使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時能 回收利用 產(chǎn)生背景：工業(yè)發(fā)達的必然結(jié)果（物質(zhì)豐富，生活舒適；資源減少，生態(tài)環(huán)境嚴重污染） 要求：綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護盒人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率最高。 前景：具有遠大的發(fā)展前途,1.7 機電一體化的發(fā)展趨勢,,

26、6 人格化 內(nèi)涵：一是如何賦予一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是家用機器人，最高境界是人機一體化；二是模仿生物機理，研制各種機電一體化產(chǎn)品。 事實上，許多機電一體化產(chǎn)品是受動物的啟發(fā)研制出來的。,1.7 機電一體化的發(fā)展趨勢,,7 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，一般除RS232外，還有RS485等等,1.7 機電一體化的發(fā)展趨勢,,8 自適應化 內(nèi)涵：一體化產(chǎn)品在啟動后，不需要人的干預，就能夠自動地完成指定的各項任務，且在整個過程中能夠自動適應所處狀態(tài)和環(huán)境的變化。,1.7 機電一體化的發(fā)展趨勢,,