1、機械技術傳感器技術接口技術計算機與信息處理技術伺服驅動技術自動控制技術 機電一體化技術第五章 機電一體化技術1. 定義“機電一體化”(mechatronics)一詞在20世紀70年代起源于日本。它取英文單詞mechanics(機械學)的前半部分和electronics (電子學)的后半部分拼成一個新詞，即機械電子學或機電一體化。機電一體化主要涉及的相關技術：機械技術傳感器技術接口技術計算機與信息處理技術伺服驅動技術自2. 機電一體化系統的組成要素動力部分（內臟）計算機系統（大腦）傳感器（五官）機械本體（骨骼）執行機構（四肢）機電一體化系統與人體的功能和要素對照示意圖2. 機電一體化系統的組成要

2、素動力部分計算機系統傳感器機械本3.機電一體化產品分類機電一體化產品按產品的應用領域可以劃分為以下幾類： (1) 工業，如：數控機床、機器人、自動生產設備、FMS、CIMS、無人化工廠等；(2) 運輸、包裝及工程，如：電子化汽車、數控包裝機械、數控運輸機械及工程機械設備等；(3) 儲存銷售，如：自動倉庫、自動稱量、銷售及現金處理等；(4) 社會服務性，如：自動化辦公機械、醫療與環保及公共服務自動化設備、文教、娛樂用機電一體化產品等；(5) 家用，如：洗衣機、炊事自動化機械等；(6) 科研及過程控制，如：測試設備、信息處理設備等；(7) 農、林、牧、漁，如：現代農業生產控制裝置等；(8) 航空、

3、航天、國防用武器裝備等。3.機電一體化產品分類機電一體化技術-課件機電一體化技術-課件類人型機器人類人型機器人根據應用領域，機器人可分類如下： 工業機器人：應用于工業生產，它發展最早、技術最成熟、應用最廣。 軍事機器人：用于物資搬運、火炮發射、探雷排險或偵察等軍事作業。 安保機器人：從事反恐、排爆、巡邏、監控等工作。 醫療機器人：輔助醫生進行手術、扎針、整骨等工作，另有能進入腸道或血管進行檢測的微型醫療機器人。 建筑機器人：用于大型建筑物墻面的清潔、檢測探傷或表面噴涂防護等作業。 農業機器人：對瓜果進行采摘或對農作物進行護理、施肥或收獲。 林業機器人：用于樹枝修剪、樹木清理或搬運等作業。 教育

4、、娛樂機器人：針對青少年寓教于樂，或用于撫慰老年人。 社會、家庭服務機器人：展覽館接待或導航，家庭清潔或安全監控，對老弱病殘護理等。根據應用領域，機器人可分類如下：工業機器人（Industrial Robot）是在工業生產中應用的機器人，是一種可重復編程的、多功能的、多自由度的自動控制操作機。工業機器人可用于制造、裝配、焊接、噴涂、搬運等作業，在汽車和電子生產線上大量使用。 機器人用于焊接車身工業機器人（Industrial Robot）是在工業生產中機電一體化技術-課件機電一體化技術-課件五軸機器人手臂在三維空間的運動區域機電一體化技術-課件五軸機器人坐標系（世界坐標系、工具坐標系）五軸機器

5、人坐標系五軸機器人各軸的運動方向軸2軸5軸3軸4軸1軸2軸5軸3軸4軸1機器人編程基本指令 (ACL編程語言)（1） 移動指令：MOVED/ MOVELDMOVED 1 （移動到點1）MOVELD 1 （直線移動到點1）MOVELD 1 200（在2秒鐘時間內直線移動到點1）（2）顯示運動軌跡：DRAWON/ DRAWOFFDRAWON （4）（4為軌跡線的顏色編號）DRAWOFF （取消顯示運動軌跡）（3） 機器人手爪開閉動作指令：OPEN/CLOSEOPEN（打開）CLOSE（閉合）（4） 設定運動速度：SPEEDA/SPEEDBSPEEDA 25（設A組運動速度為最大值的25%，默認值為

6、30%） SPEEDB 10（設B組運動速度為最大值的10%）機器人編程基本指令 (ACL編程語言)（5） 條件語句：IF.ELSE.ENDIFIF A=1MOVED 1ELSEMOVED 2ENDIF（6）循環（無限次的循環）LABEL 1（做一個標簽1） .GOTO 1（跳轉到標簽1）（7）賦值語句：SETSET A=0SET A=A+1SET OUT 2=1（使2號輸出端口的信號狀態為1，常用于與其他控制器進行通訊） （5） 條件語句：IF.ELSE.ENDIF機器人末端執行機構 手爪 手爪 氣動吸盤 焊槍機器人末端執行機構 手爪 手爪 氣動應用實例一：機器人用于零件重新排列應用實例一：

7、機器人用于零件重新排列應用實例一：機器人用于零件重新排列應用實例一：機器人用于零件重新排列應用實例二：機器人用于裝配應用實例二：機器人用于裝配裝配過程動畫.wmv應用實例二：機器人用于裝配裝配過程動畫.wmv應用實例二：機器人用于裝配應用實例三：機器人用于噴涂油漆應用實例三：機器人用于噴涂油漆應用實例四：機器人用于涂抹粘結劑應用實例四：機器人用于涂抹粘結劑應用實例四：機器人用于涂抹粘結劑應用實例四：機器人用于涂抹粘結劑應用實例五：機器人用于機床上下料機床上下料過程動畫.wmv應用實例五：機器人用于機床上下料機床上下料過程動畫.wmv應用實例六：機器人用于柔性制造系統應用實例六：機器人用于柔性制

8、造系統6. 柔性制造系統（FMS） 20世紀50年代在美國的MIT（麻省理工學院）誕生了第一臺數控機床以后，機電一體化及數控（NC）的概念出現了。 隨著機電一體化技術的進一步發展, 出現了計算機數控(CNC)、計算機直接控制 (又稱群控) (DNC)、計算機輔助制造 (CAM)、計算機輔助設計 (CAD)、成組技術 (GT)、計算機輔助工藝規程(CAPP)、工業機器人技術 (ROBOT) 等新技術。 在這些新技術的基礎上，為多品種、中小批量生產的需要而興起的柔性自動化制造技術得到了迅速的發展，作為這種技術具體應用的柔性制造系統 (FMS)、柔性制造單元 (FMC)和柔性制造自動線(FML)等柔

9、性制造設備紛紛問世，其中柔性制造系統(Flexible Manufacturing System，FMS)最具代表性。 6. 柔性制造系統（FMS）FMS的組成：（1）加工系統（2）運儲系統（3）計算機控制系統FMS的特點：（1）柔性（能同時加工不同零件、機床故障時能自動排除故障或將零件轉移至其他機床上加工）（2）自動化（加工自動化、運儲自動化、信息流自動化）（3）設備利用率高，占地面積小（4）減少直接勞動工人數（5）產品質量高而穩定（6）減少在制品庫存量（7）投資高、風險大，開發周期長、管理水平要求高。 FMS的組成：（1）加工系統（2）運儲系統（3）計算機FMS動畫.wmvFMS動畫.wmv機電一體化技術-課件示教盒：可手動有線遙控機器人示教盒：可手動有線遙控機器人“機電一體化”(mechatronics)一詞在20世紀70年代起源于日本。它取英文單詞mechanics(機械學)的前半部和electronics (電子學)的后半部分拼成一個新詞，即機械電子學或機電一體化。機電一體化技術就是以機械工程學和電子工程學為支柱，綜合控制工程學、信息工程學、材料學、光學等形成的多學科綜合技術。機械技術(機械學、機構學)微電子技術(半導體技術、