1.2 机电一体化系统的组成及功能

机电一体化系统（产品）主要由以下5个子系统组成：机械系统（机构，起支承和连接作用），传感检测系统（传感器、信号变换电路），信息处理系统（计算机、可编程逻辑控制器、单片机），动力系统（动力源）和执行元件系统（如电动机、汽缸、电磁阀）。

以图1-2所示的一维数控工作台为例加以说明。一维数控工作台，可用作纠偏系统，如制袋机、皮带输送机的左右纠偏装置等。

图1-2　一维数控工作台

一维数控工作台的组成能够体现典型机电一体化系统（产品）的5个子系统。

（1）机械系统：工作台，滚珠丝杠、轴承、导轨、联轴器、步进电动机或伺服电动机等。

（2）传感检测系统：左右限位光电传感器等。

（3）信息处理系统：采用计算机、PLC或单片机为控制单元，也包含驱动器及人机界面。

（4）动力源：电源、液压源、气源。

（5）执行元件系统：步进电动机或伺服电动机。

机械系统，即机械本体包括机架、机械连接等在内的系统支持结构，属于基础部分，用以实现产品的构造功能。传感检测系统包括各种传感器及信号检测变换电路，用于对机电产品运行时的内部状态和外部环境进行检测，提供运行控制所需要的信息。信息处理系统采用计算机、PLC或单片机为控制单元，也包含驱动器及HMI人机界面，用以实现对产品运行的控制功能。动力系统包括电源、液压源、气源等。执行元件系统包括各种电机、汽缸、电磁阀等，用以实现能量转换，把输入的能量转换成需要的形式，在控制信息作用下完成要求的动作。

机电一体化系统的5个基本组成不是被简单地拼凑在一起，而是在工作中互相补充、互相协调，共同完成所需要的任务。如图1-3所示，整个机电一体化系统各部分之间，是通过计算机系统（含计算机、PLC、嵌入式系统等）联系起来的，在机械本体的支持下，由传感器检测产品的运行状态及环境变化，将信息反馈给信息处理装置（计算机），信息处理系统对各种信息进行处理，并按要求控制动力源驱动执行机构进行工作。一般利用人机交互形式实现人的参与控制。

图1-3　机电一体化系统各部分的相互关系

可以说，计算机技术、电子技术和信息技术为机械增添了“头脑”和“神经”，给机械以“智能”，并提供了新的功能和性能。