机械装置控制系统设计与实现

A. 设计一个真实的机电一体化系统需要考虑哪些因素

1 二、名词解释题 1．（P2）系统：系统从广义上可以定义为两个或两个以上事物组成的相互依存、相互作用，共同完成某种特定功能或形成某种事物现象的一个统一整体的总称。在工程领域，系统可以是机械的、电力的、电子的，其他物理的、化学的、生物的、医学的等等，或者是这些系统的某种组合。 2．（P3）机电一体化：其涵义是机械与电子的集成技术。定义为在设计产品或制造系统时所思考的精密机械工程、电子控制以及系统的最佳协同组合。它是在机构的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术，并将机械装置与电子设备以及软件等有机结合而成的系统总称。 3．(P3)机电一体化系统：机电一体化系统是按照系统和机电一体化的定义，所有的机电一体化产品以及这些产品的集成体。 4．(P4)伺服系统：伺服系统又叫做随动系统。它是一种反馈控制系统，它的受控变量是机械运动，如位置、速度及加速度。 5．（P5）数控机床：通过数字控制系统控制加工过程的机床称为数控机床。 6．(P8)顺序控制系统：顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统。 7．( P9 )FMS:将计算机数控机床、工业机器人以及自动导引车连接起来的系统称柔性制造系统。 8．( P10 )CIMS:通过计算机网络，将计算机辅助设计、计算机辅助规划以及计算机辅助制造，统一连接成一个大系统称为计算机集成制造系统。 三、简答题 1．什么是工业机器人？（P5） 答：工业机器人是一类数控机器，它是可编程多自由度的，用来通过一系列动作，搬运物料、零件、工具，或者其他装置，以实现给定的任务。 2．什么是顺序控制系统？分为哪几类？(P8) 答：顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统。根据如何开始和终结操作．顺序控制可以分为两类：(1)当某一事件发生时，开始或结束操作的称为事件驱动顺序控制；(2)在某一时刻或一定时问阳J隔之后，开始或结束操作的称为时间驱动顺序控制。 3．典型的机电一体化系统结构包含哪几个模块？简述各模块的作用。（P13） 答：典型的机电一体化系统结构包含： (1)机械受控模块 机械受控模块代表系统的机械结构，通常包含机械传动、支承和支座等。它的设计既涉及材料性能、结构特性、形状、体积及重量等参数，也涉及系统的外貌。机械受控模块在机电一体化系统中的主要功能是承载、传递力和运动，如改变速度、远距离动作、力的放大和反馈、速度和力的参数调爷、同步传动和传送物料等。 (2)测量模块 测量模块的功能是采集有关系统状态和行为的信息，由传感器、调理电路、变换电路等组成。对测量模块的设计要求，就是不失真地反呋被测物理变量的时间变化曲线。 (3)驱动模块 驱动模块通常是指由电动机及其驱动电路组成的技术模块。驱动模块在系统中的作用是提供驱动力改变系统包含速度和方向的运行状态，产生所希望的运动输出。 (4)通信模块 通信模块的功能足传递信息，实现系统的内部、外部，近程和远程通信。远距离传输 多数采用光缆或无线电通信网络。在车间环境一卜．工作，为防止电噪声干扰，红外通信用得比较普遍。在制造系统中，普遍采用局域网( LA N)实现各个独立设备之间的通信。 (5)微计算机模块 微计算机模块在系统中负责处理由测量模块和接口模块提供的信息。 (6)软件模块 软件模块包括系统的操作指令和预先定义的各种算法，负责控制微计算机模块工作。软件模块的特性和形式与所选用的微计算机模块密切相关。软件模块的质量对机电一体化系统的柔性和智能化有着巨大的影响。 (7)接口模块
2 接口模块在系统内主要用于各级之问的信息传递。 4．机电一体化系统的设计指标和评价标准大体上应包括哪几个方面？( P I4~ 15) 答：机电一体化系统的设计指标和评价标准大体上应包括以下几个方面： (1)系统功能 任何系统都是供给最终用户使用的口任何系统的功能要求，都应该从市场需求出发，尊重最终用户的意见，结合技术上的可行性，再作出抉择，不可片面追求功能的多寡。 （2）性能指标 性能指标是系统功能的定量度量。性能指标有分辨率、灵敏度、精度、可靠性、线性度，速度和位移范围，以及承载能力、功耗、体积、重量等。当系统功能决定后，每一项功能都应该满足一定的性能指标，只有这样，浚项功能才具有实用价值。制定性能指标时，必须有科学的依据，切不可轻率从事。否则，便会造成巨大的浪费。性能指标降低了，会使设计出来的系统不能实用；而性能指标高厂，将加大实现的难度和成本，而且可靠性可能降低。 (3)使用条件 任何系统都是在一定条件下运行的，其中包括客观的环境条件和．主观的人员素质。客观的环境条件有温度、湿度、振动、冲击、噪声、电磁干扰等，主观因素应考虑系统适合何种文化水平的人员使用。这里必须满足可操作性、可维修性、安全性及性能稳定性等一系列有关人身和设备的正常运转的要求。在满足客观环境和主观因素这两方面的使用条件下，系统应具有一定的平均无故障时间和足够的使用寿命。只有这样，系统才能经久耐用，具有实用价值。 (4)社会经济效益 所谓经济效益．应从两个方面考虑，一是从投资一方，花多少经费、人力及时问，可以开发出新一代产品并投放市场，估计在市场上占有多大的份额，将有多大的收益；二是从最终用户这一方，分析他们的费效比和经济承受能力。 5．传统的工程设计方法与机电一体化的工程设计方法之间有什么不同？(P7) 答：不同点如下表所示：
传统设计 机电一体化设计 传统没计 机电一体化设计 大批量系统 中小批量系统 机械同步 电子同步 复杂的机械系统 简化的机械系统 笨重结构 轻巧结构 不可调的运动循环 可编程序运动 由机械公差决定精度 由反馈实现精度 常速度驱动 可变速度驱动 人工控制 自动化和可编程序控制 6．进行机电一体化设计时应遵循什么原则处理“机”与“电”的关系？(P17～18) 答：在进行机电一体化系统设计时，通常，应遵循如下原则来处理“机”与“电”的关系： (1)替代机械系统 在极端情况下，机械的功能可以完全由微计算机和执行器取代，从而使机械产品变成电子产品。 (2)简化机械系统 在许多情况下，机械系统可采用机电一体化方法加以简化。依靠微计算机和执行器可以提供诸如轮廓、速度以及定位控制任务的功能。 (3)增强机械系统 将正常设计的机械与闭环控制回路相组合，可以实现增强机械系统的运动速度、精度以及柔性，有关的部件可以做得更轻、惯量更小。 (4)综合机械系统 采用嵌入式微处理系统，有能力综合不同的机械系统以及相关的功能。 7．一般机电一体化产品设计主要有哪几个阶段？（P20~24） 答：整个设计过程可以分为以下几个阶段： (1)市场调研、需求分析和技术预测； (2)概念设计； (3)可行性分析； (4)编制设计任务书；

B. 机械手plc控制系统

本设计主要介绍plc在控制系统中的应用，用plc对机械手（实物模型）操作进行机械手plc控制设计·基于机械手分选大小球的自动控制·基于plc的机械手自动

C. 什么是自动化机械交互式控制系统的架构及软件设计

人机交来互式控制模自式是指操作人员通过终端设备输入信息和操作命令，系统接到后立即处理，并通过终端设备显示处理结果，操作人员根据处理结果进一步输入信息和操作命令。系统与操作人员以人机对话的方式一问一答，直至最终获得理想的结果，这种方式与传统的非交互式处理相比，具有灵活、直观、便于控制的优点，在工业控制领域越来越广泛地采用。
供参考

D. 课题十 机械手控制设计（1人）

你好朋友，我正好有你要的毕业设计，我做的设计就是这个！机械手的控制设计！免费的给你！发一点你看看啊！第一章 引 言 1.1 工业机械手概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平，可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:介质李源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。气动技术有以下优点: (1)介质提取和处理方便。气压传动工作压力较低，工作介质提取容易，而后排入大气，处理方便，一般不需设置回收管道和容器:介质清洁，管道不易堵存在介质变质及补充的问题. (2)阻力损失和泄漏较小，在压缩空气的输送过程中，阻力损失较小(一般不卜浇塞仅为油路的千分之一)，空气便于集中供应和远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样，造成压力明显降低和严重污染。 (3)动作迅速，反应灵敏。气动系统一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的压力和速度。气动系统也能实现过载保护，便于自动控制。 (4)能源可储存。压缩空气可存贮在储气罐中，因此，发生突然断电等情况时，机器及其工艺流程不致突然中断。 (5)工作环境适应性好。在易燃、易爆、多尘埃、强磁、强辐射、振动等恶劣环境中，气压传动与控制系统比机械、电器及液压系统优越，而且不会因温度变化影响传动及控制性能。 (6)成本低廉。由于气动系统工作压力较低，因此降低了气动元、辅件的材质和加工精度要求，制造容易，成本较低。传统观点认为:由于气体具有可压缩性，因此，在气动伺服系统中要实现高精度定位比较困难(尤其在高速情况下，似乎更难想象)。此外气源工作压力较低，抓举力较小。虽然气动技术作为机器人中的驱动功能已有部分被工业界所接受，而且对于不太复杂的机械手，用气动元件组成的控制系统己被接受，但由于气动机器人这一体系己经取得的一系列重要进展过去介绍得不够，因此在工业自动化领域里，对气动机械手、气动机器人的实用性和前景存在不少疑虑。 1.2 气动机械手的设计要求 1.2.2 课题的设计要求本课题将要完成的主要任务如下: (1)机械手为通用机械手，因此相对于专用机械手来说，它的适用面相对较广。 (2)选取机械手的座标型式和自由度。 (3)设计出机械手的各执行机构，包括:手部、手腕、手臂等部件的设计。为了使通用性更强，手部设计成可更换结构，不仅可以应用于夹持式手指来抓取棒料工件，在工业需要的时候还可以用气流负压式吸盘来吸取板料工件。 (4)气压传动系统的设计本课题将设计出机械手的气压传动系统，包括气动元器件的选取，气动回路的设计，并绘出气动原理图。 (5)机械手的控制系统的设计本机械手拟采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制，本课题将要选取PLC型号，根据机械手的工作流程编制出PLC程序，并画出梯形图。 1.3 机械手的系统工作原理及组成机械手的系统工作原理框图如图1-1所示。 图1-1机械手的系统工作原理框图 机械手的工作原理：机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。在PLC程序控制的条件下，采用气压传动方式，来实现执行机构的相应部位发生规定要求的，有顺序，有运动轨迹，有一定速度和时间的动作。同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。位置检测装置随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置. (一)执行机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。 1、手部即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手在本课题中我们采用夹持式手部结构。夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构所构成。手指是与物件直接接触的构件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单，制造容易，故应用较广泛。平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的工件。手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)和物件的重量及尺寸。而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。传力机构型式较多时常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。 2、手腕是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物件的方位(即姿势) 3、手臂手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置。工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件(如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等)与驱动源(如液压、气压或电机等)相配合，以实现手臂的各种运动。 4、立柱立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回转运动和升降(或俯仰)运动均与立柱有密切的联系。机械手的立柱因工作需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。 5、机座机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上，故起支撑和连接的作用。 (二)驱动系统驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的。它由动力装置、调节装置和辅助装置组成。常用的驱动系统有液压传动、 气压传动、机械传动。 (三)控制系统控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。该机械手采用的是PLC程序控制系统，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间)，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。 (四)位置检测装置控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置. 第二章 机械手的整体设计方案

参考资料： http://sunqiliang99.blog.163.com

E. 关于机械手电气控制系统设计

这个系统设计是典型的PLC控制啊，我们大四学的那本蓝色<电气控制与可 编程控制器技术》那本书里也有啊，你需要的话，给我邮箱，我扫描发给你。

F. 六轴机械臂控制系统设计目的和意义

六轴机械臂是当前工业机器人应用范围非常广泛的一种，它常常需要一个完善的控制系统来实现精确的控制和协调动作罩芹。因此，六轴机械臂控制系统设计的目的和意义主要包括以下三个方面：

1. 实现高效、精准的操作：能够对机器人进行控制、编程和监控，可以实现高度精度、重复性及速度的工作，使生产效率得到提高，并且更能满足工业自动化、非标定制等领域的需求。

2. 提高系统的稳定性和可靠性：机械臂系统的稳定性和可靠性是系统运行的基础，无论在什么工作状态下都需要具有足够的承载能力和精密度。有了可靠的控制系统，机械臂的运行安全性粗搜和稳定性大大提高，更能够保证工艺的稳定性和产品品质的一致性。

3. 智能化：随着人工智能技术的发展，机器人的自主决策和感知能力不断增强，六轴机械臂控制系统设计也将更加岩闷历注重智能化。例如集成计算机视觉、语音识别、机器学习等技术，使机械臂在生产过程中能够做出自主的决策并不断适应环境变化，提高智能化水平，进一步提高生产效率和产品质量。

总之，六轴机械臂控制系统的设计可以提高工业自动化生产装备的工作效率和品质，增强系统的稳定性和可靠性，并为智能制造过程提供更多的可能性和实现手段。

G. 毕业设计：工业机械手末端执行器及其控制系统设计

这个设计的涉及面很多啊，除了电器控制上我得找人协助一下，其余的倒是可以做，机械手现在很热门的

H. 机电传动控制设计课程设计 机械手PLC控制系统设计

安心自己做吧兄的，或是抄别人的，这里可没人做这玩意，不是一天两天的事

I. 机械设计的一般步骤

机械设计的一般步骤是1.充分了解客户需要解决什么样的问题或实现什么样的功能；2.制定设计方案；3.制作模型或输出图纸；4.模拟、评估、及优化；5.设计的实现，及按设计方案或图纸实现产品制作；6.产品测试，是否满足客户需求；7.产品交付。

计算说明书应妥善保留，以备核查。暴露的运动构件要配以防护网。易造成人身伤害的部位必须有安全连锁装置或实施远距离操纵。电气元件、导线的规格和安装必须符合安全标准。初次之外，为了保护设备，还应设置保险销、安全阀等过载保护装置以及红灯、警铃等警示装置。

（3）可靠、耐用 在预定的使用期限内不发生或极少发生故障。大修或更换易损件的周期不宜太短，以免经常停机影响生产。但是，也不宜过分强调“耐用”。现代化生产推行定期更新和预期强制报废，个别零、部件的“长寿”对整机并无实际意义。因追逐“耐用”而滥用贵重材料突然增加成本。

（4）经济 设计中应尽可能多选用标准件和成套组件，它们不仅可靠、廉价，而且能大大节省设计工作量。可以说，设计中使用标准件的多少是评价设计水平的重要标志。要重视节约贵重原材料，降低成本。零件设计必须关注加工工艺性，力求减少加工费用。良好的经济性不仅体现在制造成本低廉，更应体现在机器使用中的高效率、低效能。

（5）符合环保要求 机器噪声不超标。不采用石棉等禁用的原材料。确保机械使用过程中不会泄漏水、油、粉尘和烟雾。生产中的废水、废气必须经过治理，达标排放。

J. 机电设备毕业论文

可以到这里看 http://..com/question/102427668.html下面也是摘要：机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。
关键词：机电一体化 主功能 动力功能信息处理功能 控制功能
一、败晌机电一体化的基本概念机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性。
（一）使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。
（二）生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。
（三）使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。
（四） 具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。
（五）调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。
机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到工业生产过程的所有领域，因此，机电一体化产品的种类很多，而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能，可以将其分成下述几类。
①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。
②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机虚枯档以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。
③机电结合类。主要产差乱品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT 扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。
④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置， 如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。
⑤信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外，机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。
二、机电一体化产品的构成及特点机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看，机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性，而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能。
（一）机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础， 因此对机械结构提出了更高的要求， 需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
（二）动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主，包括电源、电动机及驱动电路等。
（三）传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
（四）信息处理及控制系统。根据机电一体化产品的功能和性能要求，信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息，并对其进行相应的处理、运算和决策，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制功能。机电一体化产品中，信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成。
（五）执行机构。执行机构在控制信息的作用下完成要求的动作， 实现产品的主功能。机电一体化产品的执行机构一般是运动部件，常采用机械、电液、气动等机构。执行机构因机电一体化产品的种类和作业对象不同而有较大的差异。执行机构是实现产品目的功能的直接执行者，其性能好坏决定着整个产品的性能，因而是机电一体化产品中最重要的组成部分。机电一体化产品的五个组成部分在工作时相互协调，共同完成所规定的目的功能。在结构上，各组成部分通过各种接口及其相应的软件有机地结合在一起，构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。
摘要：机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。
关键词：机电一体化 主功能 动力功能信息处理功能 控制功能
一、机电一体化的基本概念机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性。
（一）使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。
（二）生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。
（三）使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。
（四） 具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。
（五）调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。
机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到工业生产过程的所有领域，因此，机电一体化产品的种类很多，而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能，可以将其分成下述几类。
①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。
②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。
③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT 扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。
④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置， 如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。
⑤信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外，机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。
二、机电一体化产品的构成及特点机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看，机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性，而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能。
（一）机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础， 因此对机械结构提出了更高的要求， 需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
（二）动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主，包括电源、电动机及驱动电路等。
（三）传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
（四）信息处理及控制系统。根据机电一体化产品的功能和性能要求，信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息，并对其进行相应的处理、运算和决策，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制功能。机电一体化产品中，信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成。
（五）执行机构。执行机构在控制信息的作用下完成要求的动作， 实现产品的主功能。机电一体化产品的执行机构一般是运动部件，常采用机械、电液、气动等机构。执行机构因机电一体化产品的种类和作业对象不同而有较大的差异。执行机构是实现产品目的功能的直接执行者，其性能好坏决定着整个产品的性能，因而是机电一体化产品中最重要的组成部分。机电一体化产品的五个组成部分在工作时相互协调，共同完成所规定的目的功能。在结构上，各组成部分通过各种接口及其相应的软件有机地结合在一起，构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。