一、机电一体化技术的产生与发展:
1.20世纪50-60年代,产生阶段,机械+电子(在传统的机械行业中引入电子技术,这一阶段主要是机械系统中的一些状态参数,例如:压力、流量等转变成电信号进行显示,如数码管显示和仪表显示);
2.20世纪70年代未,在日本出现Mechatronics(机电一体化,Mechanism+Electronics),正式产生的标志;
3.20世纪70-80年代,发展阶段,计算机(信息)技术的引入,计算机技术向传统的机械行业渗透,产生了诸如计算机集中控制系统、数控系统(NC)、计算机集散控制系统(DCS);
4.20世纪80年代未至今,深入发展阶段,激光、通信技术的引入,计算机技术+通信技术形成了网络技术,以及数据库技术的应用,出现了诸如计算机集成制造系
统(CIMS),新一代的计算机集散控制系统(DCS),现场总线控制系统(FCS)、柔性生产系统(FMS)。
总体上来讲,是一个从机械与电子的简单相加到在机械电子工程中引入计算机(信息)技术、系统技术、控制技术等先进技术,从以上的发展过程来看,机电一体化是从最初的机械电子学发展到多学科、多技术融合的系统与技术,并随着新技术与新系统的出现,机电一体化将朝着更深入的方向发展。
二、机电一体化的概念
1.概念:
从产生到现在,仍处于不断的发展过程中,大量新技术的引入,到现在仍无一个明确的定义,目前比较具有代表性的一个定义是日本机械振兴会经济研究所1981.3给出的:
机电一体化乃是机械的主功能、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。
另外的几种代表性定义:
⑴ 90年代,国际机器和机械理论研究会(IFTMM)成立了机电一体化技术委员会,给出机电一体化定义:机电一体化是精密机械工程,电子控制和系统思想,在产品设计和制造过程中的协同结合。
⑵ 1991,英国在创办期刊《Mechatronics》定义:机电一体化的基本形式可以视为现代工程技术中机械与电子学科的结合。
⑶ 1996.3,电气与电子工程学会(IEEE)与美国机械工程学会(ASME)创刊《机电一体化学报》将机电一体会定义:在工业产品和过程的设计与制造工程中,机械工程与电子和智能计算机控制的协同集成。
从上面可以看出,机电一体化的主体部分是机械与电子,所以在有些教材上又称为机械电子学。
2.对机电一体化概念的几点认识:
⑴ 机电一体化是机械技术、微电子技术、信息技术等多种技术融为一体的新兴的交叉学科;
⑵ 机电一体化是以机械技术、电子技术为主,通过信息技术将二者有机的结合在一起,而不是简单地相加;
⑶ 机电一体化的内涵:
① 机电一体化技术:是指其技术原理和使机电一体化系统(或产品)得以实现、使用、发展的技术,包括:精密机械技术、微电子技术、计算机(信息)技术、自控技术和电工技术。
② 机电一体化产品:应用机电一体化技术设计和制造的新一代产品,如:CNC机床、智能机器人、全自动洗衣机、数字空调和针式打印机等。
3. 典型机电一体化产品(系统)
按功能划分:
1.数控机械类:如数控机床、机器人、全自动冼衣机等,特点是:执行装置是机械装置。
2.电子设备类:如线切割加工设备、激光测量仪等,特点是:执行装置是电子设备。
3.机电结合类:如CT扫描诊断仪、自动售货机等,特点是:执行装置是机械与电子的结合。
4.电液伺服类:主要产品是机电液一体化伺服装置,特点是:执行机械是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:如电报机、传真机、复印机等一些办公自动化设备,特点是:执行机构的动作由所接受的信息类控制。
辨析:
① 问:装有微型计算机的电视机、电饭煲是不是机电一体化产品?
答:不是机电一体化产品,无机械运动,属于纯电子设备
② 问:普通的缝纫机与单片机控制的缝纫机有何差别?
答:普通的缝纫机属于纯机械设备,单片机控制的缝纫机属于机电一体化产品

