机电一体化产品与系统介绍

机电一体化产品与系

统介绍

-----自动贴标机

姓名：周锦赵

学号： 0901010460

班级: 09机械四班

南京理工大学泰州科技学院

2012年10月

自动贴标机

摘要

本机的特点是能够完成自动贴标、抚平等工作，生产效率高。主要技术特点：输瓶带与本机同步驱动全自动工作进度控制，胶水薄膜厚度有可调机构控制，无瓶——无胶——无标签电子测距装置。贴标机械有机架，传动装置系统、标签供给装置系统、贴标对象物（瓶罐包装件）的传送装置系统，涂胶装置，贴标整理装置和检测连锁控制装置等组成。

关键词：贴标机履带式传送带螺旋式取标，贴标

1、选择的意义

商品市场日益玲琅满目，在市场需求的推动下快速的发展。在发展的背后，带动了商品包装行业的发展，尤其是商品的贴标。我们都知道，标签对于商品来说必不可少，没有标签的商品不会被市场和消费者所认可，因为标签是提供商品信息的重要保证。贴标机是提供商品完美贴标的保证，所以，贴标机行业变成为了商品市场中必不可少的包装设备。

贴标机在商品的包装中起着重要的作用，任何一件商品的市场，都是离不开贴标机的。可以说贴标机涉足我们生活的各个领域，有食品、医药、日化等方面。随着商品市场的发展，贴标机行业也在不断的前行、创新，全自动贴标机的出现，为商品的贴标带来了更便捷、更完美的服务。全自动贴标机的出现让我们的贴标机行业进入了一个新的时代，也给商品市场的发展带来了巨大的动力支持。

2、目前研究方向及市场动态

从2002年至今是中国贴标机技术成熟阶段，是中国贴标机历史上的一个重大转折点。这几年年，国产贴标机的生产企业在互相竞争的同时，也形成了与国外贴标机生产企业竞争的态势，在竞争中提高、在提高中发展、在发展中创新，在创新中壮大，逐步完成了一个“质”的飞跃。2002年9月，平航自主研制出PH40-8-8(生产能力50,000瓶/时)的高速回转式贴标机，该机在北京“2002中国国际啤酒、饮料制造技术及设备展览会”上一亮相，立即引起了业内的轰动。同年11月，金华金狮啤酒有限公司和福建燕京啤酒有限公司敢为天下先，在‘南轻’的40,000瓶/时啤酒灌装生产线上同时选用了PH40-8-8高速回转式贴标机，成为第一个“吃螃蟹”的人。使得这一新产品有了一个试用、提高、完善的平台。2003年，平航PH40-8-8高速回转式贴标机获4项国家实用新型专利。该项目于2004年8月在浙江金华市通过科技成果鉴定(到目前为止，仍是全国唯一通过省级鉴定的国产贴标机)。该项目荣获2005年度广东省科技进步二等奖。被列为“2005年国家重点新产品计划”。这是中国贴

标机制造业的一件大事，是国家对中国贴标机制造业的首肯。不仅仅是平航，也是所有同行乃至啤酒界的骄傲。因为它标志着国内啤酒高速生产线长期被国外贴标机垄断的局面已被打破，高速贴标机领域不二价的时代一去不复返了！这之后，“秦皇岛中德”、“青岛德隆”也相继推出45-8-9高速贴标机。这些生产贴标机的骨干厂家一方面拥有了高、中、低速各类型号贴标机的拳头产品，另一方面在产品质量上和技术含量上都有了不同程度的提高。过去，人们总喜欢问我：“你的产品跟进口产品比有没有差距、有多大差距？”现在，人们有时候会问我：“你的产品与“克朗斯”的产品相比还有哪些差距？”是否可以这样理解，国外贴标机产品除“克朗斯”外，其他品牌的贴标机已经不如国产的好了？从2002年至今国内贴标机的供求量就足以说明问题。据不完全统计，目前在中国啤酒行业贴标机的年需求量大约100多台，“平航”占大约40%的市场份额，德国“克朗斯”约占5%左右的份额，其他国外品牌基本上销声匿迹，已无蛋糕可分。国产贴标机在中国市场上独领风骚，国外产品已经陷入“无可奈何花落去”的境地。长期充斥国内市场的外国产品有的受到了致命的打击，有的感受到了“唇齿之寒”的威胁。

中国贴标机虽然在短短的三年时间里把绝大部分国外产品挤出了“国门”，在国内市场上树立了霸主地位，但是，在国际市场中仍无地位可言。究其原因，大致如下： 1. 缺少核心技术，或者说核心技术发掘不够，产品质量的稳定性提高不大，与国际一流的产品尚有差距。

2. 产品品种单一，缺乏系列产品，如套标机、热熔胶贴标机、不干胶贴标机等，这些产品虽然在“2006中国国际啤酒、饮料制造技术及设备展览会”上偶见一、二，也基本上属于“拿来主义”产物，尤其在高速领域仍是空白。综上所述，国产贴标机若要全面占领国内啤酒、饮料的需求市场，打入国际市场，提高国际竞争力，就应该在“质”和“量”上下功夫，在产品的稳定性、可靠性、实用性上下功夫，在发掘自己的核心技术、自主创新上下功夫。

“平航”在发掘和完善自身的核心技术和提高产品竞争力的长期实践中，找到了影响贴标机质量的五个“三要素”。不但对制造贴标机有了理论基础，对贴标机使用过程中出现的故障也有排查依据。依此贴标机理论，平航新研制出了PH48-8-8高速回转式贴标机，生产能力为68,000瓶/时，可同时贴四种标签。是目前国产贴标机中贴标速度最高的，是贴标机制造行业一次新的革命。该机在“2006中国国际啤酒、饮料制造技术及设备展览会”上一亮相，就被“北京燕京啤酒集团公司”选中，与同时在展会上展出的由“南京轻工业机械集团公司”

最新推出的48,000瓶/时的啤酒灌装生产线配套,全新展示了行业技术的最新水平

3、功能分析

贴标机的种类很多，功能各异，但基本原理都是相似的。自动贴标机是以粘合剂把纸或金属箔标签粘贴在规定的包装容器上的设备。

贴标机的作用：可完成平面粘贴，包装物的单面或多面粘贴，柱面粘贴，局部或全部粘贴，凹陷及边角部位粘贴等各种作业

贴标机产品的型式分为直线式贴标机和回转式贴标机。

贴标机的功能特点：

A、适用范围广：既能实现方瓶/扁瓶(满瓶状态)的侧面(平面)单张贴标/拐角抚标，还能实现圆瓶周向定位单张/双张贴覆功能

B、独特的分料机构，确保与生产线联机使用时的可靠、有效分料

C、独特的拐角扶标机构确保方瓶三侧面拐角贴标平整、不起皱

D、既能单机使用，又能与生产线配合使用

4、总体方案设计

4.1系统方案总述

图1为贴标机的组成原理框图，整机结构由五大部分组成：贴标头、履带式传送带、上瓶机构、底座支架、单片微型计算机控制系统。贴标头主要用于安装步进电机、送纸机构、回纸机构、张紧机构、不干胶标带、压标装置、出标装置、控制装置，完成标带的输送与控制。

瓶数数量单片微型计算机（主控）蜂鸣器控制

贴标头光点传感器

步进电机驱动送纸机构

回纸机构

张紧机构

标签

带

压标装置

出标装置

控制装置

标签

定位

检测

输送带中

有无待贴

瓶检测

输送带

中瓶是

否到达

标签位

置

上瓶机构带有定位机构的履带式

传送带

主驱动电机

底座速度控制

图1 贴标机的组成原理

带有定位机构的履带式传送带主要用于安装主驱动电机、上瓶机构、装有定位机构的履带板、检测定位机构是否到位的光电传感器的微调机构，完成瓶的定位和输送。上瓶机构是由链传动带动分瓶轮，通过滑道保证连续、同步上瓶的机构。单片微型计算机控制系统由硬件和软件两部分组成。要完成贴标系统的控制、计数和报警。底座支架主要起连接支承贴标头、带有定位机构的履带式传送带的作用及实现贴标头的上下、左右调整作用。

4、2单片机控制步进电机的自动售货机系统

采用单片机控制，主要取代脉冲分配器，而给步进电机提供电源的驱动电路必不可省，同时用单片机可以实现对步进电机的走步数，转向以及速度控制等。步进电机控制，用单片机同时控制x轴和y轴两台三相步进电机，控制接口如图二所示。此接口电路可选用可编程并行接口芯片8255，8255的PA口的PA0，PA1，PA2，控制x轴的三相步进电机，8255的PB0，PB1，PB2控制y轴三相步进电机。只要确定了步进电机的工作方式，就可以控制各

采用单片机控制，主要取代脉冲分配器，而给步进电机提供电源的驱动电路必不可省，同时用单片机可以实现对步进电机的走步数，转向以及速度控制等。步进电机控制，用单片机同时控制x轴和y轴两台三相步进电机，控制接口如图二所示。此接口电路可选用可编程

并行接口芯片8255，8255的PA口的PA0，PA1，PA2，控制x轴的三相步进电机，8255的PB0，PB1，PB2控制y轴三相步进电机。只要确定了步进电机的工作方式，就可以控制各相绕组的通电顺序，实现步进电机正转或者反转。

5、具体技术方案

5、1单片机硬件

此系统采用89C51单片机，其引脚如图所示

5、2复位电路

P1口键盘的接口。该设计要求只需4个键对步进

6路独立式键盘。复位电路采用

用22PF的电容和12M晶体振荡器组成为整个电路提供时钟频率。8051

XTAL1和XTAL2一般接入晶振12M6M 的晶振也较常用。硬件原理如图的晶振也较常用。硬件原理如图

5、3光电传感器的介绍

光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器在一般情

的。接收装置总体来说由对光敏感的器件组成。接收装置接收之前需要通过一些光学设备对

其分类和工

1这种传感器的特点是在一个平面上在一个槽的两侧安装发

装置一般适合距离较短的检测。

2此类型传感器相比于槽型传感器的优点是能够检测较大距离的

米乃至几十米。其动作原理与小型传感器类似。

3利用光的反射原理省去接收装置而做成的传感器就是反

4

量

5、4控制电路设计

51单片机接口电路的P2

S3~~S10接单片机的P2.0~~P2.7R3~~R9

具体电路如下图

5、574LS373

74LS373 是一种带输出三态门的8D锁存器。

1D~8D为8个输入端，

1Q~8Q为8个输出端。

G为数据锁存控制端：当G为“1”时锁存器输出端同输入端：当G由“1”变“0”时，数据输入锁存器中OE为输出允许端：当OE为“0”时，三态门打开：当OE为“1”时，三态门关闭，输出呈高阻状态。在51单片机系统中，常采用74LS373作为地址锁存器使用，其连接方法为：输出端1D~8D接至单片机的PO口，输出端提供的是低8位地址，G端接至单片机的地址锁存允许信ALE。输出允许端OE接地，表示输出三态门一直打开。、

图八 74LS373引脚图

74LS373 的工作方式为：

5、6采用步进电动机控制

步进电动机的精度很高，可实现精确的步距角运动，由其组成的位置控制系统定位准确，稳定时间短，采用单片机控制步进电动机，控制信号为熟悉信号，不再需要数/摸转换，具有快速起停功能，延时短、定位准确、精度高和可操作性强。与驱动控制器匹配使用时，控制起来也十分方便，很容易构成数字位置控制系统。但步进电动机的控制系统相对复杂，价格比直流电动机高。

本系统设计是由单片机直接控制，步进电机可以直接接受的数字信号不需要数/模转换，具有快速起停功能，。延时短、定位准确、精度高和可操作性强。与驱动控制器匹配使用时控制起来方便，在销售移动距离较小的商品的时候不会产生误差。

步进电机又叫脉冲电机，它是一种将电脉冲信号转化为角位移的机电数模（D/A）转换

器。在开环数字程序控制系统中，输出控制部分常用步进电机作为驱动元器件。步进电机的控制电路接受计算机发来的指令脉冲，控制步进电机作相应的转动。很明显脉冲的总数决定了移动量，指令的频率决定了移动的速度。因此，指令脉冲可否被可靠的执行，基本上取决于步进电机的性能。

5、7步进电机驱动电路使用集成功率放大开关器件构成的斩波型功放电路

集成功率电子开关TWH8751 可直接由TTL，CMOS等数字电路直接驱动，该器件开关速度快，工作频率高（可以达到1.5MHZ），控制功率比较大，内部开关管反向击穿电压为100v，加上散热器后，通过的灌电流可以达到3A，其输出管采用集电极开路方式，可以根据负载的要求选择合适的电源电压，片内还没有热减流保护电路。

TWH8751的引脚如图九所示，

图九 TWH8751引脚图

Vi,Vo分别为信号的输入端和输出端，V+为正电源的输入端，GND为接地端，St为选通控制端，该器件为数字逻辑开关，不是模拟开关。当Sr为高电平“1”（大于1.6V）时，不论Vi端的电平为多少其输出级的达林顿管总是截至。当St端为低电平（不超过1.2V）时，输出V0受Vi的控制，当Vi为高电平输出级的达林顿管截止：当Vi为高电平“1”时应加

限流电阻Rs，因片内电源与地之间设有一个6.8V的稳压管，Rs 的值可以按照

mA V

Vcc 108.6

进行估算。由于输出级的达林顿管的反向击穿电压可以达到100V，所以输出级可以不与V+共电源，而是根据需要加80V~~~~100V的高压于负载上。

图十斩波型功放电路

图中只给出了驱动A相绕组的功放电路，B，C相的驱动电路与之相同，该电路的工作原理是：环形分配器的输出信号A送到TWH8751的输入端Vi ，NE555振荡器产生频率较高的载频脉冲信号，送到选通控制端St ，因此，TWH8751 处于高频开关斩波工作状态，其输出端Vo为间歇脉冲序列，故称为斩波型驱动电路，各点的波型如图十一所示

图十一 A相波型，

绕组中电流il的大小与电流Vcc和高频脉冲序列的脉宽Ton有关，当Vcc较大的时候，I 较大，当Ton较宽的时候i会增大。

载频脉冲频率fc的选取是比较重要的。当fc比较小的时候，电机会发出很大的噪声，一般选取fc〉=15MHZ为适宜的。

5、8单片机与步进电机的接口电路

8255是单片机应用系统中广泛被采用的可编程外部I/O扩展芯片。它有3个8位并行I/O口，每个口有三种工作方式，

5、8.1芯片引脚及其内部说明

8255芯片的引脚如图十二所示，引脚信号如表二所示。

引脚信号引脚号引脚名称和功能

Vcc 26 电源的+5V端

GND 7 电源的0端

RESET 35 复位信号输入端。使内部各寄存器清除，置A，B，C口为输入口WR36 写信号输入端，使CPU输出的数据或者控制字到8255A

RD 5 读信号输入端。使8255A输出数据或者状态信息到CPU

CS 6 片选端

A1，A0 8，9 地址总线的最低2位。用于决定断口地址：如A1A0为00，是A

口：A1A0 为01，是B口：A1A0为10，是C口：A1A0 是11，是

控制字寄存器

D7~D0 27~34 双向数据总线

PA7~PA0 37~40 1~4 A口的8位I/O引脚

PB7~PB0 25~18 B口的8位I/O引脚

PC7~PC0 10~13

C口的8位I/O引脚

17~14

表二8255的引脚信号说明

数据总线缓冲器：是一个8位的双向三态驱动器，用于与单片机的数据总线相连。

读/写控制逻辑：根据单片机的地址信息（A1 A0 ）与控制信息（RD WR RESET），控制片内的数据，CPU控制字，外设状态信息的传送。

控制电路：根据CPU送来的控制字所管I/O 口按一定的方式工作。对C口甚至可按位实现置位或者复位。控制电路分为两组：A组控制电路控制A口及C口的高四位（PC7~PC4），B 组控制电路控制B口及C口的低四位（PC3~PC0）。

三个并行I/O端口：A口可编程为8位输入，或者8位输出，或者双向输出：B 口可编程为8位输入，或者8位输出，但是不可以双向传输；C口分为两个4位口，用于输入或者输出，也可以用作A口，B口的状态控制信号。

图十二8255引脚图

5、8.2 8255的操作方式

1）读/写控制逻辑操作选择

由单片机输出的地址A1，A0及控制信号WR，CS，RD来选择口的操作状态。口的操作状态如表三所示

A1 A0 RD WR CS输入操作（读）

0 0 0 1 0 A口——数据总线

0 1 0 1 0 B口——数据总线

1 0 0 1 0 C口——数据总线

输出操作（写）

0 0 1 0 0 数据总线——A口

0 1 1 1 0 数据总线——B口

1 0 1 0 0 数据总线——C口

1 1 1 0 0 数据总线——控制口

禁止操作

———— 1 数据总线为三态

1 1 0 1 0 非法状态

—— 0 1 0 数据总线为三态

表三 8255的口操作状态

2)8255的三种工作方式

方式0（基本输入/输出方式）：这种工作方式不需要任何选通信号。A口，B口及C 口的两个4位口中任何一个端口都可以由程序设定为输入或者输出。作为输出口时，输出数据被锁存：作为输入口,输入数据不锁存。

方式1( 选通输入/输出方式)：在这种工作方式下，A，B，C三个口分为两组。A 组包括A口和C口的高四位，A口可由编程设定为输入口或者输出口，C口的高四位则是用来作为A口输入/输出操作的控制和同步信号：B组包括B口和C口的低四位，B口可由编程设定为输入口或者输出口，C口的低四位则是用来作为B口输入/输出操作的控制和同步信号。A口和B口的输入或者输出的数据都被锁存。

方式2( 双向传送方式)在这种方式下，A口可以用于双向传送，C口的PC3~PC74用来作为输入/输出的控制同步信号。应该注意的是，只有A口允许用作双向传送，这时B 口和PC0~PC2则可编程为方式0或者方式1工作。

3）编程控制字

8255A 的编程选择是通过对控制口输入控制字的方式实现的。控制字有方式选择控制字和C口置位/复位控制字。

方式选择控制字：其格式如下表四所示：

C口置位/复位控制字：C口具有位操作功能，把一个置位/复位控制字送入送入8255A 的控制寄存器（控制口）就能把C口的某一位置1或者清0而不影响其他位的状态。C口置位/复位控制的格式与定义如表五所示。

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

A 组

B 组 控制字 标志

1=方式控制字

方式选择 00=方式0 01=方式1

1*=方式2 A 口 1=输入 0=输出

上C 口1=输入

0=输出 方式选择

00=方式0，01=方式1

B 口

1=输入

0=输出

下C 口1=输入0=输出

表四 方式选择控制字

D7

D6

D5 D4

D3

D2 D1

D0 控制字标志

位选择

置位 0=位操作

当不用的时候置为 000

0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1

BIT0 BIT1 BIT2 BIT3 BIT4 BIT5 BIT6 BIT7

表五 C 口置位/复位控制字

5、8.3 8051与8255的接口方法

51单片机与8255的接口逻辑简单，其接口电路为图十六所示，因为8255A 芯片内部没有地址锁存能力，所以图中8255A 的片选信号CS 及口地址选择线A1，A0分别由8051的P0.7 和P0.1 经由地址锁存器后提供。如果没有参入选址的地址的状态都看作“1 ”状态，则8255的A ，B ，C 口及控制口地址为FF7CH ，FF7DH ，FF7EH ，FF7FH 。当然各口都有重复的地址，8255的复位端与8051的复位端相连，都接到8051的复位电路。

图十三 8255与8051的连接图

机电一体化简介

机电一体化简介 工程学院机械设计 摘要：本文主要阐述的是关于机电一体化的基本内容。机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化系统由机械系统（机构）、信息处理系统（计算机）、动力系统（动力源）、传感检测系统（传感器）、执行元件系统（如电动机）五个子系统组成，具有以下三大“目的功能”，其系统内部必须具备五种内部功能。机电一体化的发展经历了三个阶段，我国起步较晚，与先进国家相比仍有相当差距。未来机电一体化将更智能化、模块化、绿色化、网络化、微型化、系统化方向发展。 关键词：机电一体化机械电子模块系统智能 一、机电一体化的定义 机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息、技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。 中国机电设计迈入PLM全新阶段，正挑战着了前所未有的，不可预测的难题，一个个久战沙场经久不衰精兵良将正褪去了昨日英雄的光环，唯有CAMEL VIEW 能够胜任军统三国，光复旧业的重任，此时数系科技与德国iXtronics GmbH公司携手共同开拓机电设计领域的新篇章，CAMEL VIEW 作为机电一体化设计系统，从产品的概念设计到产品性能的测试、验证、通过都是一体化的，流程化的、规范化的，在满足用户设计的前提下，数值实验的仿真与结果的验证无不精确化，支持复杂环境下，多工况，多耦合场设计。 研究将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术。俗称机电一体化。机械电子学 (mechatronics)是由机械学(mechanics)和电子学(electronics)两个词结合而成的新词。其全称为机械电子工程学，英语为mechanical and electronical engineering。 机械电子学主要研究目的是把机械技术与微电子技术和信息技术有机地结合为 一体，实现整个系统的最优化。机械电子学可以充分发挥机械技术、微电子技术和信息技术的各自的长处和特点，促进机械产品的更新换代。机械电子学系统主要由机械主体、传感器、信息处理和执行机构等部分组成。较高级的系统不但有硬件，而且还有相应的软件,利用软件技术可以实现硬件难以实现的功能,使机械系统增加柔性。典型的机械电子系统有数控机床、加工中心、工业机器人等。机械电子学技术除用于单个机器、设备或一般的生产系统的技术改造之外，还用于柔性制造系统、计算机集成制造系统、工厂自动化、办公自动化、家庭自动化等方面。 二、机电一体化系统构成要素及其实现的功能 机电一体化系统由机械系统（机构）、信息处理系统（计算机）、动力系统（动力源）、

机电一体化专业简介

机电一体化专业简介 机电一体化是一门综合性的学科，它融合了机械工程、电子工程和控制工程等多个领域的知识，旨在研究和开发集机械、电子、计算机、通信等技术于一体的智能化产品和系统。本文将从机电一体化的概念、发展历程、应用领域和前景等方面进行介绍。 一、机电一体化的概念 机电一体化是指将机械、电子和控制技术有机地结合在一起，形成一种新的综合性技术体系。它通过运用现代科学技术，将机械系统与电子技术、计算机技术和通信技术相结合，实现机械和电子之间的信息交互和能量转换，从而提高产品性能、降低成本、提高生产效率。 二、机电一体化的发展历程 机电一体化的概念最早出现在20世纪60年代，当时是为了满足航空航天领域对复杂系统的需求。随着计算机技术和通信技术的发展，机电一体化得到了更广泛的应用。在制造业中，机电一体化已经成为提高产品质量和生产效率的重要手段。目前，机电一体化已经广泛应用于汽车制造、机床制造、航空航天、智能家居等领域。 三、机电一体化的应用领域 1. 汽车制造：机电一体化在汽车制造中起着重要作用。通过将传感器、控制器和执行器等设备与汽车的机械系统相连接，实现对汽车

行驶状态的监测和控制，从而提高汽车的性能和安全性。 2. 机床制造：机电一体化在机床制造中的应用也非常广泛。通过将传感器、伺服电机和数控系统等设备集成在一起，实现对机床运动的精确控制，从而提高加工精度和生产效率。 3. 航空航天：机电一体化在航空航天领域的应用非常重要。通过将传感器、执行器和自动控制系统等设备与飞机的机械系统相连接，实现对飞机的自动导航、自动驾驶和自动控制，从而提高飞机的飞行性能和安全性。 4. 智能家居：机电一体化在智能家居领域的应用也越来越广泛。通过将传感器、执行器和智能控制系统等设备集成在一起，实现对家居环境的智能控制，从而提高家居的舒适性和安全性。 四、机电一体化的前景 随着科技的不断进步和市场的不断需求，机电一体化的前景非常广阔。未来，机电一体化将越来越广泛地应用于各个领域，成为推动制造业高质量发展的重要驱动力。尤其是在人工智能、物联网和大数据等新兴技术的支持下，机电一体化将实现更深层次的融合，为人们带来更多便利和创新。 总结起来，机电一体化是一门综合性的学科，它融合了机械、电子和控制技术，旨在研究和开发集机械、电子、计算机和通信技术于一体的智能化产品和系统。机电一体化已经在汽车制造、机床制造、航空航天和智能家居等领域得到广泛应用，并且在未来具有广阔的

简单机电一体化系统设计与制作内容及要求

简单机电一体化系统设计与制作内容及要求 以简单机电一体化系统设计与制作内容及要求为标题，本文将介绍机电一体化系统的基本概念、设计步骤、制作要求以及应注意的问题。 一、机电一体化系统的基本概念 机电一体化系统是指将机械结构与电气控制相结合的系统。它通过传感器、执行器以及控制器等组成部分，实现对机械运动的控制和监测。机电一体化系统可以应用于各个领域，如工业生产线、机器人、自动化设备等。 二、机电一体化系统的设计步骤 1.需求分析：明确系统的功能和性能要求，确定需要控制的参数和工作环境等信息。 2.系统设计：根据需求分析确定各个组成部分的类型和数量，设计系统的整体结构和布局。 3.电气设计：选择合适的电气元件，设计电气线路和控制逻辑，绘制电气原理图。 4.机械设计：根据系统需求设计机械结构，选择合适的材料和加工工艺，绘制机械图纸。 5.系统集成：将电气部分和机械部分进行连接和安装，进行系统调试和优化。 6.系统测试：对系统进行全面测试，验证系统的功能和性能是否满

足设计要求。 7.系统维护：定期检查和维护系统，保证系统的正常运行。 三、机电一体化系统的制作要求 1.安全性：系统的设计和制作应符合相关的安全标准和规范，确保使用过程中不会对人员和设备造成伤害。 2.可靠性：系统的各个组成部分应具有稳定可靠的性能，能够长时间稳定运行。 3.精确性：系统的测量和控制应具有高精度，能够满足设计要求。 4.稳定性：系统的控制和运动应具有良好的稳定性，能够适应各种工作环境。 5.易操作性：系统的操作界面应简洁明了，易于操作和维护。 6.可扩展性：系统的设计应具有一定的可扩展性，方便后续的升级和改造。 四、机电一体化系统设计与制作应注意的问题 1.合理选择电气元件和机械部件，确保其性能和质量符合要求。 2.合理布局电气元件和机械部件，减少干扰和故障的可能性。 3.合理设计电气线路和控制逻辑，确保系统的稳定性和可靠性。 4.合理选择传感器和执行器，确保测量和控制的准确性。 5.严格按照设计要求进行制作和安装，避免因误操作或错误安装导致系统故障。 6.定期检查和维护系统，保持系统的正常运行。

1机电一体化基本概念

1．1 机电一体化基本概念 一、机电一体化技术 机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，从系统的观点出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智能、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理、接口耦合、运动传递、物质运动、能量变换机理进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质和能量的有规则运动，在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。 二、机电一体化系统 机电一体化系统主要指依附于主产品的部件系统，这样的系统实际上也是机电一体化产品。机电一体化产品是由机械系统（或部件）与电子系统（或部件）及信息处理单元（硬件和软件）有机结合、而赋予了新功能和新性能的高科技产品。 三、机电一体化技术的发展 现代高新技术（如：微电子技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术、海洋开发技术、光纤通信技术及现代医学等）的发展需要具有智能化、自动化和柔性化的机械设备，机电一体化正是在这种巨大的需求推动下产生的新兴领域。微电子技术、微型计算机使信息与智能和机械装置与动力设备有机结合，使得产品结构和生产系统发生了质的飞跃。机电一体化产品的功能，除了具有高精度、高可靠性、快速响应外，还将逐步实现自适应、自控制、自组织、自管理等功能。 由于机电一体化技术对现代工业和技术发展具有巨大的推动力，因此世界各国均将其作为工业技术发展的重要战略之一。20世纪70年代起，在发达国家兴起了机电一体化热，90年代，中国把机电一体化技术列为重点发展的10大高新技术产业之一。 机电一体化技术在制造业的应用从一般的数控机床、加工中心和机械手发展到智能机器人、柔性制造系统（FMS）、无人生产车间和将设计、制造、销售、管理集成一体的计算机集成制造系统（CIMS）。机电一体化产品涉及工业生产、科学研究、人民生活、医疗卫生等各个领域，如：集成电路自动生产线、激光切割设备、印刷设备、家用电器、汽车电子化、微型机械、飞机、雷达、医学仪器、环境监测等。 机电一体化技术是其他高新技术发展的基础，机电一体化的发展依赖于其他相关技术的发展，可以预料，随着信息技术、材料技术、生物技术等新兴学科的高速发展，在数控机床、机器人、微型机械、家用智能设备、医疗设备、现代制造系统等产品及领域，机电一体化技术将得到更加蓬勃的发展。

典型的机电一体化系统

以六足爬虫机器人的设计 来介绍典型的机电一体化系统 姓名：李峰 班级：机电一体化三班 学号：20082000670

机电一体化系统的简介 一、机电一体化的概念和内涵 “机电一体化”是新生事物,由日本造英语Mechatronics (Mechanics和Electronics)翻译而来，关于它的确切含义，各国专家、学者的论点也各不相同，迄今国际上尚无统一标准。较为人们接受的是由日本机械振兴协会经济研究所1981年提出的解释： 1.机电一体化的概念 机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。（如机床电器化不能称为机电一体化） 2.机电一体化的内涵 机电一体化的内涵包括产品和技术。 典型机电一体化产品：BKX-I并联机床 二、机电一体化产品的分类 1.生产用：数控机床、机器人、FMC、FMS、CIMS 2.运输包装用：电梯、数控包装机械、数控运输机械 3.销售及银行用：自动称量机、自动售货机、自动取款机 4.家庭用：录音机、CD/VCD/DVD、全自动洗衣机、微波炉、儿童玩具 5.办公用：打印机、复印机、传真机、磁盘驱动器

6.医疗用：X-射线机 此外，还有航空、航天、国防、天文等及其他民用机电一体化产品，如雷达跟踪系统、射电望远镜. 机电一体化产品的分类并没有统一的标准，一件产品是否属于机电一体化产品应根据前述机电一体化定义来判断。 尽管机电一体化产品（系统）中引入了微电子（计算机）技术，但其中的机械本体仍然是主体，产品（系统）的主要功能必须由机械来完成，否则就不能称其为机电一体化产品。如电子计算器，非指针式电子表等，其主要功能是由电子器件和电路等完成，机械退居次要地位，这类产品应归属于电子产品，而不是机电一体化产品。 三、机电一体化相关技术 1.基础技术： 机械技术（包括机械学、机械加工技术和精密机械技术） 电工电子技术：逻辑代数技术、计算机技术（软/硬件，操作系统）、电路原理、电子技术。 2.机电结合共性技术：系统技术、控制技术（电液气伺服技术）、计算机控制技术、顺序控制技术、接口技术和传感器技术 四、机电一体化系统的功能构成及组成要素 1.机电一体化系统的功能构成

简述机电一体化机械系统的组成

简述机电一体化机械系统的组成 机电一体化机械系统是指将机械结构、电气控制和传感器技术有机地融合在一起，形成一个整体的系统。这种系统的设计和制造能够实现机械运动的控制、感知和反馈，从而提高机械设备的性能和精度。 机电一体化机械系统的组成主要包括以下几个方面： 1. 机械结构：机械结构是机电一体化机械系统的基础，它由各种机械零部件组成，包括机床、传动装置、导轨、滑块和夹具等。机械结构的设计和制造要考虑系统的运动特性、刚度和稳定性，以及与其他部件的配合和传递力矩等。 2. 电气控制：电气控制是机电一体化机械系统的核心，它通过电气信号控制机械的运动和操作。电气控制包括各种传感器和执行器的选择和安装，以及控制器的设计和编程。通过电气控制，可以实现机械的自动化和智能化，提高生产效率和产品质量。 3. 传感器技术：传感器技术是机电一体化机械系统中的重要组成部分，它能够感知机械的运动和工作环境的各种参数。常用的传感器包括位移传感器、力传感器、温度传感器和压力传感器等。传感器的选择和布置要根据具体的应用需求，以提供准确可靠的反馈信号。 4. 控制算法：控制算法是机电一体化机械系统中的关键技术，它决

定了机械的运动轨迹和操作方式。控制算法可以通过编程实现，也可以通过硬件电路实现。常用的控制算法包括PID控制、模糊控制和神经网络控制等。控制算法的设计要考虑系统的稳定性、鲁棒性和响应速度等指标。 5. 数据通信：数据通信是机电一体化机械系统中的重要环节，它实现了机械系统与其他系统之间的信息交互和数据传输。数据通信包括有线通信和无线通信两种方式，可以通过串口、以太网、无线网络和蓝牙等方式实现。数据通信的设计要考虑数据传输速率、可靠性和安全性等因素。 机电一体化机械系统的组成是一个相互关联、相互作用的整体，各个组成部分之间紧密配合，共同实现机械系统的功能和性能要求。通过机电一体化技术的应用，可以提高机械设备的生产效率、准确度和可靠性，降低生产成本和能源消耗，实现智能制造和工业自动化的目标。随着科技的不断进步和应用需求的不断提高，机电一体化机械系统将在各个领域得到更广泛的应用和发展。

机电一体化概述

第一章机电一体化概述 一、机电一体化定义及特征 机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 二、.机电与机械电气的区别： 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。机电一体化从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

机电一体化产品与系统介绍

机电一体化产品与 系 统介绍 ----------- 自动贴标机 姓周锦赵 学0901010460 班级: 09 机械四班 南京理工大学泰州科技学院

2018 年10 月

自动贴标机 摘要 本机地特点是能够完成自动贴标、抚平等工作，生产效率高?主要技术特点：输瓶带与本机 同步驱动全自动工作进度控制，胶水薄膜厚度有可调机构控制，无瓶--- 无胶 --- 无标签电 子测距装置?贴标机械有机架，传动装置系统、标签供给装置系统、贴标对象物<瓶罐包装件）地传送装置系统,涂胶装置,贴标整理装置和检测连锁控制装置等组成? b5E2RGbCAP 关键词：贴标机履带式传送带螺旋式取标,贴标 1、选择地意义 商品市场日益玲琅满目，在市场需求地推动下快速地发展?在发展地背后，带动了商品包装行业地发展，尤其是商品地贴标?我们都知道，标签对于商品来说必不可少，没有标签地商品不会被市场和消费者所认可，因为标签是提供商品信息地重要保证?贴标机是提供商品完美贴标地保证，所以，贴标机行业变成为了商品市场中必不可少地包装设备? plEanqFDPw 贴标机在商品地包装中起着重要地作用，任何一件商品地市场，都是离不开贴标机地?可 以说贴标机涉足我们生活地各个领域，有食品、医药、日化等方面?随着商品市场地发展，贴 标机行业也在不断地前行、创新，全自动贴标机地出现，为商品地贴标带来了更便捷、更完 美地服务?全自动贴标机地出现让我们地贴标机行业进入了一个新地时代，也给商品市场地发展带来了巨大地动力支持? DXDiTa9E3d 2、目前研究方向及市场动态 从2002年至今是中国贴标机技术成熟阶段，是中国贴标机历史上地一个重大转折点?这几年年，国产贴标机地生产企业在互相竞争地同时，也形成了与国外贴标机生产企业竞争地 态势，在竞争中提高、在提高中发展、在发展中创新，在创新中壮大，逐步完成了一个“质” 地飞跃.2002年9月，平航自主研制出PH40-8-8（生产能力50,000瓶/时〉地高速回转式贴标机，该机在北京“ 2002中国国际啤酒、饮料制造技术及设备展览会”上一亮相，立即引起了业内地轰动?同年11月，金华金狮啤酒有限公司和福建燕京啤酒有限公司敢为天下先，在'南轻’地40,000瓶/时啤酒灌装生产线上同时选用了PH40-8-8高速回转式贴标机，成为 第一个“吃螃蟹”地人?使得这一新产品有了一个试用、提高、完善地平台.2003年，平航PH40-8-8高速回转式贴标机获4项国家实用新型专利?该工程于2004年8月在浙江金华市通过科技成果鉴定（到目前为止，仍是全国唯一通过省级鉴定地国产贴标机>?该工程荣获2005年度广东省科技进步二等奖?被列为“ 2005年国家重点新产品计划”?这是中国贴标机制

机电一体化系统设计重点知识总结

机电一体化系统设计重点知识总结 机电一体化系统设计重点知识总结 总结是指对某一阶段的工作、学习或思想中的经验或情况进行分析研究，做出带有规律性结论的书面材料，它可以使我们更有效率，因此，让我们写一份总结吧。那么总结要注意有什么内容呢？以下是小编为大家收集的机电一体化系统设计重点知识总结，欢迎阅读与收藏。 1、机电一体化系统的组成要素及其功能。 机械单元：构造功能、动力单元：驱动功能、传感单元：检测功能、控制单元：控制功能、执行单元：执行功能。 机电一体化的定义：机电一体化是一种技术，是机械工程技术吸收微电子技术、信息处理技术、控制技术、传感技术等融合而成的一门新技术。机电一体化系统的类型：开发型，变异型，适应型。滚珠丝杠中滚珠的循环方式：内循环，外循环。 直齿圆柱齿轮传动机构消除侧隙的方法：偏心套轴调整，双片薄齿轮错齿调整。典型的负载特性有：恒转矩，恒功率，转速函数型。机械传动结构中常用的线性环节有：齿轮，带传动。 2、机电一体化中的接口的种类和作用。答：机械接口，物理接口，信息接口，环境接口作用：用于机电一体化系统的组成要素之间进行物质、能量和信息的传递和交换。 3、机电一体化的相关技术：机械技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术、检测传感技术、系统总体技术。列举一种机电一体化产品的应用实例，并分析各产品中相关技术应用情况。例如：数控机床是一种机电一体化产品，它的机械技术主要来源于传统机床，就是执行各种加工零件的动作，它的信息处理技术，主要是对数控加工程序进行处理，然后发出指令，为保证加工精度，也采用伺服传动系统。 4、机电一体化系统原理方案设计的步骤和方法：创造性方法、功能分析设计法、商品化设计思想及方法、评价与决策方法、变型产品设计中的模块化方法和相似产品系列设计方法等。 5、机电一体化系统

机电一体化产品分析--电梯

机电一体化产品分析 ——电梯 一、概述 （一）机电一体化系统简介 机电—体化(Mechatronics)一词最早(20世纪70年代初)起源于日本，它是机械学(mechanics)的前半部和电子学(electronics)的后半部拼合而成，字面上表示机械学与电子学两个学科的综合。机电一体化最初指在机械的主功能、动力功能、信息处理功能与控制功能上引进电子技术，并将机械装置与电子设备以及软件等有机结合起来而构成的系统的总称。 日前，人们对“机电一体化”存在着各种不同的认识，随着生产和科学技术的发展．“机电一体化”本身的含义也被赋予了新的内容。其基本概念和含义可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖了“技术”和“产品”两个方面。只是机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的—种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其他新技术的简单组合、拼凑。 机电一体化系统由机械系统（机构）、信息处理系统（计算机）、动力系统（动力源）、传感检测系统（传感器）、执行元件系统（如电动机）五个子系统组成。其基本特征是给机械增添了“头脑”（计算机信息处理与控制），因此要求传感器、控制用接口元件、机械结构、控制软件技术水平较高的系统。其运动控制不仅仅是线性控制，还有非线性控制、最优控制、学习控制等各种各样的控制。作为由若干具有特定功能的机械与微电子要素组成的有机整体，机电一体化系统具有满足人们使用要求的功能。无论是哪种机电一体化系统，其系统内部都必须具备五种内部功能：主功能、动力功能、计测功能、控制功能和构造功能。 由于机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展进步有赖于相关技术的进步发展，其主要发展方向主要有智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、人性化。 （二）电梯基础 现今世界，电梯已是人们离不开的极其重要的文通（代步）工具。 高层建筑的拔地而起，令人瞩目的智能大厦（IB）的出现，显示了建筑业的飞速发展。作为现代信息高速公路首批受益者的智能大厦，是计算机技术、自动控制技术、网络及通信技术的综合产物，是未来信息社会的典型缩影。电梯作为大厦控制系统的重要成员，有着举足轻重的地位。 电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。轿厢式电梯是服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。 习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。 19世纪中期开始采用液压电梯，至今仍在低层建筑物上应用。1852年，美国的E.G.奥

机电一体化基本概念

机电一体化基本概念 机电一体化基本概念 什么是机电一体化？ •机电一体化是指在机械产品设计与制造过程中，融合了机械、电子、电气、自动控制等多个学科的理论和技术。 •通过将机械和电气设备、电子元件、传感器等相结合，实现机械系统的自动化、智能化。 机电一体化的相关概念 1. 传感器 •传感器是机电一体化的重要组成部分，用于感知和采集环境或物体的信息。 •包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等，可以将物理量转换为电信号。 2. 自动控制系统 •自动控制系统是机电一体化的关键技术，用于实现对机械系统的自动化控制。 •通过传感器采集的信息，经过控制算法处理后，控制执行机构实现对机械系统的控制。

3. 运动控制 •运动控制是机电一体化的基本任务，用于控制和调节机械系统的运动。 •包括位置控制、速度控制、力控制等，实现机械系统的精确定位和运动控制。 4. 电气驱动技术 •电气驱动技术是机电一体化的核心技术之一，用于实现机械系统的电动驱动。 •通过电机、变频器、伺服系统等实现对机械系统的能量转换和运动控制。 5. 人机界面 •人机界面是机电一体化中与操作人员进行信息交互的重要环节。•包括显示屏、触摸屏、键盘等，用于人员输入指令和获取系统状态。 机电一体化的应用领域 •制造业：包括工厂自动化、装配线、机器人等。 •交通运输：包括轨道交通、汽车、船舶等。 •建筑与建材：包括智能楼宇、智能家居、电梯等。 •农业与食品加工：包括农业自动化、饲料加工等。

•医疗与健康：包括医疗设备、康复机器人等。 机电一体化的发展已经深刻影响了各个领域，实现了生产效率的 提升和产品质量的提高。 机电一体化的优势与挑战 1. 优势 •提高生产效率：通过自动化和智能化实现生产过程的高效率和高精度，提升生产效率。 •提高产品质量：机电一体化系统能够对产品进行精准控制，减少人为因素对产品质量的影响。 •降低生产成本：自动化和智能化的生产方式可以减少人力资源的投入，降低生产成本。 •提供个性化定制：机电一体化系统可以根据用户需求进行灵活定制，满足个性化需求。 2. 挑战 •技术要求高：机电一体化涉及多个学科的理论和技术，需要掌握多种技能和知识，提高培训和学习的难度。 •安全风险：自动化系统存在安全风险，如机械故障、电气故障等，需要建立完善的安全保障措施。 •成本压力：机电一体化技术的投入相对较高，对企业资金和资源的要求较大，需要进行成本效益评估和控制。

机电一体化及其机械系统的设计特点

机电一体化及其机械系统的设计特点 摘要：随着计算机科技和信息技术的快速发展，机电一体化技术的设计和研 究也越来越依赖于电子技术的进步。机械与机械一体化是将微电子、信息技术以 及自动化等多种先进技术有机结合起来而形成的新型学科，其核心就是机电一体 化技术，这代表了传统机电一体化领域的一次创新和改革。本文将以机电一体化 为背景来阐述机械设计与计算机辅助设计之间的关系及作用。 关键词：机电一体化；设计要点；发展 引言 随着科技水平不断提高，机电一体化技术已经成为当今科学技术发展的重要 组成部分。在过去的20多年里，机电集成技术日益丰富，从机械电子的诞生到 光学、智能和微机械的整合，我们在信息技术、机械与机械集成、电子应用等多 个领域都展现出了巨大的发展潜力。特别是通过协调部件来增强创新和优化机械 集成系统的运行，但在机械集成系统的灵活性和柔性方面仍存在不足。因此，需 要进一步研究机电一体化技术并开发其应用领域。 1机电一体化的特点分析 1.1高安全性 机电集成技术在项目中起到了至关重要的作用，它能够为项目提供高效、多 功能、自动化的监控、警报和设备保护功能，确保系统相关部件得到及时的保护，避免对工作人员和设备造成伤害，特别是在设备的整体运行中，其安全性得到了 显著提升。 1.2高性能 在机电集成系统中，自动化处理和信息管理能够迅速完成，具有高度的控制 能力和检测灵敏度，以满足机电一体化系统的需求。通常，设备在运行过程中会

根据系统的实际情况激活相应的工作人员控件，这些设备必须严格按照规定执行正确的操作指令，并做好相应的操作准备，以确保生产效率并降低生产效率。同时，随着以下各方面的推出，整个系统的应用程序成本将会显著增加。 1.3高价值高利用 机电集成技术能够实时展示，并配备了一个智能化的控制程序，能够减少按钮的数量，并将其迁移到更加用户友好的配置中，通过该系统，使用者可在任何时间和地点对设备进行控制。此外，该系统支持多次的机电集成操作，并且当设备升级到更高级别时，它能够自主选择控制程序，从而降低操作员的工作压力。 2机电一体化机械系统的设计要点 2.1性能设计，提高精度是机电产品设计的基本原则 机电一体化技术应用广泛，但在实际生产过程中出现很多问题，集成机械系统的设计存在不精确性，产品存在缺陷，部件的制造过程不够合理，并且部件的精确度未能达到客户的期望。通过对机械产品设计进行研究分析，发现传统设计存在不足，因此提出基于现代计算机技术的智能机电一体化技术，并应用于机械设计当中，有效解决了传统机械制造方法所带来的问题。在处理生产事故时，采用智能化技术可以有效缩短生产周期，并短暂地调整设计方案，通过对机电系统进行研究，将机械部分、控制模块及传感器等结合起来，组成一个完整的机电系统。当系统接收到来自计算机的指令时，智能系统能够迅速地与机器的各个组件进行互动和信息传输，从而增强了机器系统的稳定性。 2.2组件的设计 在进行机械系统的性能分析时，需要考虑动态和静态两种情况，并采用能够描述机械系统特性的数学模型和公式，机械产品的设计必须根据实际情况来确定其结构形式和尺寸规格，从而使机械产品具有较好的使用性能和寿命周期费用最低等优点。零件的精确度和材料属性，以及其他零件的选择，都是由决定机械产品功能和品质参数的机械系统所决定的，良好的机械产品品质参数意味着产品性能更出色、使用寿命更长、灵敏度更高，能够在传统的机械系统中长时间运行。

机电一体化系统的功能构成和组成要素

机电一体化系统的功能构成和组成要素 一、机电一体化系统的功能构成： 工程系统是人为了改造自然、开展物质生产而创造出来的一种人工系统，其目的是对输入的物质、能量和信息开展预订的变换、传递和保存。因此，工程系统的目的功能均可用三种主功能及其复合表示。 产品的目的功能是通过其内部功能来实现的。机电一体化系统要实现其目的功能，一般需具备物种内部功能，即主功能、动力功能、计测功能、控制功能和构造功能。其中，主功能是实现系统目的功能直接必需的功能。 图1 机电一体化系统构成 下列图表示了CNC机床的内部功能构成。切削加工是数控机床的主功能，是实现其目的功能所必需的，“利用电源输入的电能，在控制装置及控制程序的作用下，通过刀架主轴将输入的毛坯加工成所要求的工件”。电源通过电机驱动机床，向机床提供动力，来实现动力功能。 图2 CNC机床的内部功能构成 二、机电一体化系统的组成要素： 一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。我们将这些部分归纳为：构造组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要

素；这些组成要素内部及其之间，形成通过接口耦合来实现运动传递、信息控制、能量转换等有机融合的一个完整系统。 1、机械本体 机电一体化系统的机械本体包括：机身、框架、联接等。由于机电一体化产品技术性能、水平和功能的提高，机械本体要在机械构造、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面适应产品高效率、多功能、高可靠性和节能、小型、轻量、美观等要求。 2、动力与驱动 动力部分是按照系统控制要求，为系统提供能量和动力使系统正常运行。用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出，是机电一体化产品的显著特征之一。 驱动部分是在控制信息作用下提供动力，驱动各执行机构完成各种动作和功能。机电一体化系统一方面要求驱动的高效率和快速响应特性，同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的适应性和可靠性。由于电力电子技术的高度发展，高性能的步进驱动、直流伺服和交流伺服驱动方式大量应用于机电一体系统。 3、传感测试部分 对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态开展检测，变成可识别信号，传输到信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。其功能一般由专门的传感器及转换电路完成。 4、执行机构

机电一体化系统基本组成要素

机电一体化系统基本组成要素 随着科技的进步和工业化的发展，机电一体化系统在各行各业中的应用越来越广泛。机电一体化系统是将机械、电气、电子、计算机等多个学科的知识与技术相结合，形成一个整体化的系统。它能够实现机械、电气和电子之间的无缝连接与协调，提高工作效率和生产质量。下面将介绍机电一体化系统的基本组成要素。 1. 机械部分 机械部分是机电一体化系统的基础，它包括机械结构和机械传动装置。机械结构是指机械系统的组成部分，如机床、机器人、输送设备等。机械传动装置是将电动机的动力传递到机械结构上的装置，如齿轮传动、皮带传动、链传动等。机械部分的设计和制造需要考虑力学、材料学、工艺学等方面的知识。 2. 电气部分 电气部分是机电一体化系统中的重要组成部分，它包括电力系统、电气控制系统和电气传动系统。电力系统是为机械部分提供电能的系统，包括电源、电缆、开关等设备。电气控制系统是控制整个机电系统运行的核心，包括传感器、执行器、控制器等设备。电气传动系统是将电能转换为机械能的装置，如电动机、变频器等。 3. 电子部分 电子部分是机电一体化系统中的智能化部分，它包括传感器、控制

器、通信设备等。传感器是实时监测机械运行状态的装置，可以将物理量转换为电信号，如温度传感器、压力传感器等。控制器是根据传感器的信号来控制机械运行的设备，如PLC控制器、单片机等。通信设备是实现机械与外部系统之间的数据交换和远程监控的装置，如以太网、无线通信等。 4. 计算机部分 计算机部分是机电一体化系统的智能化核心，它包括计算机硬件和软件。计算机硬件是指计算机的主机、显示器、输入输出设备等。计算机软件是指控制机电系统运行的程序，如嵌入式软件、上位机软件等。计算机部分通过与电子部分的协同工作，实现对机械和电气部分的智能控制和管理。 5. 人机界面 人机界面是机电一体化系统中人与机器之间的交互界面，它包括人机界面设备和人机界面软件。人机界面设备是人与机器之间进行信息输入和输出的装置，如触摸屏、键盘、鼠标等。人机界面软件是实现人机交互功能的程序，如人机界面设计软件、人机界面控制软件等。人机界面的设计应该符合人体工程学原理，使操作人员能够方便、快速地与机电系统进行交互。 机电一体化系统的基本组成要素包括机械部分、电气部分、电子部分、计算机部分和人机界面。它们相互协调、相互配合，共同构成

机电一体化简介

机电一体化简介 1.1机电一体化技术 机电一体化技术是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展，向机械工业领域迅猛渗透，机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术，从系统理论出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理，接口耦合，运动传递，物质运动，能量变换进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质的和能量的有规则运动，在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。 1.2 机电一体化系统构成与特点 机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。 1.2.1 机电一体化系统构成 机电一体化系统是多学科技术的综合应用，是技术密集型的系统工程。其技术组成包括机械技术、检测技术、伺服传动技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术和系统总体技术等。现代的机电一体化产品甚至还包含了光、声、化学、生物等技术的应用。 机械技术是机电一体化的基础。随着高新技术引入机械行业。机械技术面临着挑战和变革。在机电一体化产品中，传感器机械技术不再是单一地完成系统间的连接，而是要优化设计系统的结构、重量、体积、刚性和寿命等参数对机电一体化系统的综合影响。机械技术的着眼点在于如何与机电一体化的技术相适应，利用其它更新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能以及功能上的变更，以满足减少重量、缩小体积、提高精度、提高刚度、改善性能和增加功能的要求。 在制造过程肋机电一体化系统中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等．形成新代的机械制造技术。这里原有的机械技术以知识和技能的形式存在。计算机辅助工艺规程编制(cAPP)是目前CAD／CAM系统研究的瓶颈、其关键问题在于如何将各行业、企业、技术人员中的标难、惯和经验进行表达和陈述，从而实现计算机的自动工艺设计与管理。

机电一体化系统

机电一体化系统—— X-Y数控工作台

一、系统总体介绍 数控X-Y工作台及其控制系统可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.01mm，定位精度为0.025mm。 主要参数如下：负载重量G=150N；台面尺寸C×B×H＝145mm×160mm×12mm；底座外形尺寸C1×B1×H1＝210mm×220mm×140mm；最大长度L=388mm；工作台加工范围X=55mm，Y=50mm；工作台最大快移速度为1m/min。 1.系统的运动方式与伺服系统 由于工件在移动的过程中没有进行切削，故应用点位控制系统。定位方式采用增量坐标控制。为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。 2.计算机系统 本设计采用了与MCS-51系列兼容的AT89S51单片机控制系统。它的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，有较高的性价比。 控制系统由微机部分、键盘、LED、I/O接口、光电偶合电路、步进电机、电磁铁功率放大器电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现。LED显示数控工作台的状态。 3.X-Y工作台的传动方式 为保证一定的传动精度和平稳性，又要求结构紧凑，所以选用丝杠螺母传动副。为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负荷的结构。 由于工作台的运动载荷不大，因此采用有预加载荷的双V形滚珠导轨。采用滚珠导轨可减少两个相对运动面的动、静摩擦系数之差，从而提高运动平稳性，减小振动。 考虑电机步距角和丝杆导程只能按标准选取，为达到分辨率的要求，需采用齿轮降速传动。 图1-1 系统总体框图 二、系统的机械系统 1.工作台外形尺寸 X向拖板（上拖板）尺寸： 长⨯宽⨯高145×160×50