1.1 自动化与机械自动化的概念自动化是指机器设备、系统或过程在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期目标的过程。
机械自动化是自动化的一个分支，是机器或装置通过机械方式来实现自动化控制的过程。
它是最早出现的自动控制系统，其核心是利用机械装置和控制系统实现生产过程的自动化操作，减少人工干预，提高生产效率和产品质量。
1.2 机械自动化的基本组成要素机械自动化系统由多个关键要素组成，这些要素协同工作，实现生产过程的自动化控制。
• 机械结构：机械结构是机械自动化的基础，包括各种机械部件和传动装置。
例如，齿轮传动、皮带传动、链传动等，用于传递动力和运动。
在汽车制造中，机械自动化生产线通过复杂的齿轮传动系统，实现零部件的精确装配，确保生产效率和质量。
• 传感器：传感器是机械自动化系统中的“感觉器官”，用于感知环境和设备状态。
常见的传感器包括位置传感器、速度传感器、力传感器等。
在数控机床中，位置传感器可以精确测量刀具的位置，确保加工精度达到微米级别。
据统计，现代机械自动化系统中传感器的使用数量不断增加，平均每台设备配备的传感器数量已超过50个，这些传感器为系统的精确控制提供了可靠的数据支持。
• 控制器：控制器是机械自动化系统的“大脑”，负责处理传感器采集的数据，并根据预设的程序发出控制指令。
可编程逻辑控制器（PLC）和分布式控制系统（DCS）是常见的控制器类型。
在自动化生产线上，PLC可以根据传感器反馈的信号，实时调整设备的运行参数，确保生产过程的稳定性和一致性。
例如，在食品包装生产线上，PLC可以根据物料的流量和速度，自动调节包装设备的动作，保证包装质量和效率。
• 执行器：执行器是机械自动化系统中的“执行器官”，用于执行控制器发出的指令。
常见的执行器包括电机、气缸、液压缸等。
在工业机器人中，电机作为执行器，根据控制器的指令，精确控
