機電一體化系統(tǒng)設計概述

1、機電一體化系統(tǒng)設計基礎課程教學輔導第六章：機電一體化系統(tǒng)設計概述一、教學建議通過文字教材了解機電一體化系統(tǒng)設計的流程，熟悉機電一體化系統(tǒng)的接口設計；錄像教材第7 講介紹了機電一體化系統(tǒng)設計流程及接口設計。流媒體課件中也詳細講解了機電一體化系統(tǒng)設計流程和接口設計。在學習的過程中， 如果有學習的心得和體會， 請在課程論壇上和大家分享； 如果有什么疑惑，也可以在課程論壇尋找?guī)椭?。二、教學要求：1掌握機電一體化系統(tǒng)設計的流程和規(guī)律機電一體化系統(tǒng)主要設計過程可分為五個階段：產(chǎn)品規(guī)劃、概念設計、詳細設計、設計實施和設計定型階段，總體設計流程如圖1 所示。開始產(chǎn) 品需求分析與需求設計規(guī)劃概擬定總體方案、劃分

2、功能模塊念設計方案論證、確定模塊設計目標詳各功能模塊和接口細部設計細設總體評價計N滿意否？Y功能模塊制作與調(diào)試N設滿意否？計Y實系統(tǒng)整體安裝調(diào)試與可靠性、抗干擾性復核施N滿意否？Y設工藝定型計定型編寫技術(shù)文檔資料結(jié)束圖 1 機電一體化系統(tǒng)設計流程1例 1：某物料搬動機械手的結(jié)構(gòu)如圖所示，動作過程如圖所示，要求機械手的操作方式分為手動方式和自動方式。機械手有升降、水平移動、手爪夾持等3 個自由度，采用電磁閥控制的氣缸驅(qū)動，PLC 控制。要求寫出物料搬動機械手設計和產(chǎn)品開發(fā)的詳細工程路線。物料搬動機械手結(jié)構(gòu)原理圖解：機電一體化系統(tǒng)的主要設計流程分為五個階段：產(chǎn)品規(guī)劃、概念設計、詳細設計、設計實施和

3、設計定型階段。第一階段：產(chǎn)品規(guī)劃階段：進行需求分析和需求設計，以明確設計任務。機械手的用途: 物料搬運。工作方式：手動、自動方式。主要技術(shù)參數(shù)：3 自由度。使用環(huán)境要求：生產(chǎn)線。第二階段：概念設計階段：在功能分析的基礎上，優(yōu)化篩選取得較理想的工作原理方案。第三階段：詳細設計階段。 對各功能模塊進行細部設計，繪制相應的工程圖。該階段的工作量既包括機械、電氣、電子、控制與計算機軟件等系統(tǒng)的設計，又包括總裝圖和零件圖的繪制。第四階段：設計實施階段。首先根據(jù)機械、電氣圖紙和算法文件，制造、裝配和編制各功能模塊； 然后進行模塊的調(diào)試； 最后進行系統(tǒng)整體的安裝調(diào)試， 復核系統(tǒng)的可靠性及抗干擾性。第五階段：

4、設計定型階段。 對調(diào)試成功的系統(tǒng)進行工藝定型，整理設計資料。小批量生產(chǎn)，試銷。2熟悉機電一體化系統(tǒng)的接口設計機電一體化系統(tǒng)由許多要素或子系統(tǒng)構(gòu)成，各要素或子系統(tǒng)之間必須能順利地進行物質(zhì)、能量和信息的傳遞與交換。因此，各要素或各子系統(tǒng)相接處必須具備一定的聯(lián)系條件，這些聯(lián)系條件稱為接口。圖2 所示的機電一體化原理框圖中采用了一些不同性質(zhì)的接口。2接口控制器接口（信息）（MC 、 PC、 CNC ）（信息）接口（智能、信息）傳感器執(zhí)行元件傳感器接口（機械）接口運行機構(gòu)接口（機械）機械結(jié)構(gòu)（機械）接口動力源接口（物理）（物理）圖 2 機電一體化系統(tǒng)的接口例 2：含有微處理器，可進行程序編制或適應條件變化的接口是（）。A 零接口B 被動接口C主動接口D 智能接口說明：以控制微機（微電子系統(tǒng)）為出發(fā)點，將接口分為人機接口與機電接口兩大類。機械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)之間的聯(lián)系必須通過機電接口進行調(diào)整、匹配、 緩沖，同時微電子系