《机电一体化》教案本

来宾职业教育中心学校教案本201 -201 年学年度第二学期科目

班级

教师

教案编写要求

根据《广西壮族自治区中等职业学校教学工作规范》要求，并结合我校情况，对我校教师教案的编写提出如下要求：

在写教案时明确所教学科的指导思想、教学目标、教学要求以及基本教学方式。并根据学生的心理特征、兴趣习惯、情感态度等确定科学的教学方法，因材施教。能较准确突出教学目的、重点难点，在教学设计方面比较有特色。

教案包括：课题、授课日期、课时、教学目标（包括理论应知目标和技能目标）、重点、难点、教学方法、教学仪器、教学过程（含练习、小结）、板书设计、作业、课后反思等。

教师要在授课前一周备好教案（开学前应备好两周课的教案），不允许无教案上课。

来宾市职业技术学校教务处

2008年3月

1

图3.1

FX—20P—E型编程器的顶部有一个插座，可以连接FX-20P-RWM型ROM写入器，编程器底部插有系统程序存储器卡盒，需要将编程器的系统程序更新时，只要更换系

图3.2

3、FX-20P-E型编程器的功能键

11个功能键在编程时的功能简述如下：

RD/WR：读出/写入键；INS/DEL：插入/删除键；MNT/TEST：监视/测试键。3个键都是双功能键，以RD/WR键为例，按第一下选择读出方式：按第二下选择写入方式，按第三下又回到读出方式，编程器当时的工作状态显示在液晶显示屏的左上角。

GO键为执行键，用于对指令的确认和执行命令，在键入某指令后，再按GO键，编程器就将该指令写入可编程序控制器的用户程序存储器中，该键还用来选择工作方式。

CLEAR键为清除键，在未按GO键之前，按下CLEAR键，刚刚键入的操作码或操作数被清除。另外，该键还用来清除屏幕上的错误内容或恢复原来的画面。

SP键为空格键，输入多参数的指令时，用来指定操作数或常数。在监视工作方式下，若要监视位编程元件，先按下SP键，再送该编程元件的元件号。

STEP键为步序键，如果需要显示某步的指令，先按STEP键，再送步序号。

↑、↓键为光标键，使光标“?”上移或下移。

HELP键为帮助键，在编制用户程序时，如果对某条功能指令的编程代码不清楚，按下FNC键后按HELP键，屏幕上会显示特殊功能指令的分类菜单，再按下相应的数字键，就会显示出该类指令的全部编程代码。在监视方式下按HELP键，可以使字编程元件内的数据在十进制和十六进制数之间进行切换。

OTHER键为“其他”键，无论什么时候按下，立即进入工作方式的选择。

4、指令键、元件符号键和数字键

它们都是双功能键，键的上面是指令助记符，下面是元件符号或数字，上、下档

4. 根据指针查找其所在的步序号

基本操作如下所示，在R工作方式下读出10号指针的操作步骤如下：

P → 1 → 0 → GO

屏幕上将显示指针P10及其步序号。读出中断程序用的指针时，按了P键后应按I键。

四、指令的写入

按RD/WR键，使编程器处于W工作方式，然后根据该指令所在的步序号，按STEP 键后键入相应的步序号，接着按功能键GO，使“?”移动到指定的步序号，这时，可以开始写入指令。如果需要修改刚写入的指令，在未按GO键之前，按下CLEAR键，刚键入的操作码或操作数被清除。按了GO键之后，可按↑键，回到刚写入的指令，再作修改。

1.写入基本逻辑指令

写入指令LD X10时，先使编程器处于W工作方式，将光标“?”移动到指定的步序号位置，然后按以下顺序按键：

LD → X → 1 → 0 → GO

2.写入功能指令

基本操作如下所示，按RD/WR键，使编程器处于W工作方式，将光标“?”移动到指定的步序号位置，然后按“FNC”键，接着按该功能指令的指令代码对应的数字键，然后按SP键，再按相应的操作数键。如果操作数不止一个，每次键入操作数之前，先按一下SP键，键入所有操作数后，再按GO键，该指令就被写入可编程序控制器的存储器内。

如果操作数为双字，按“FNC”键后，再按D键；如果仅当其控制电路由“断开”到“闭合”(上升沿)时才执行该功能指令的操作(脉冲执行)，在键入其编程代码的数字键后，接着再按P键。

例3-3 写入数据传送指令MOV D0 D4。

MOV指令的功能指令编号为12，写入的操作步骤如下：

FUN → 1 → 2 → SP → D → 0 → SP → D → 4 → GO

例3-4 写入数据传送指令(D)MOV(P) D0 D4。

操作步骤如下：

FUN → D → 1 → 2 → P → SP → D → 0 → SP → D → 4 → GO

3.写入指针：写入指针的基本操作为：如写入中断用的指针，按了P键后按I键。

五、程序的修改

1.修改指定步序号的指令

例3-5 将100步原有的指令改写为OUT TO K15。

按步序号读出原指令后，按RD/WR键，使编程器处于W工作方式，然后按下列操作步骤按键：

OUT → T → 0 → SP → K →1 → 5 →GO

如果要修改功能指令中的操作数，读出该指令后，将光标“?”移到欲修改的操作数所在的行，然后修改该行的参数。

2.指令的插入

如果需要在某条指令之前插入一条指令，按照前述指令读出的方法，先将某条指令显示在屏幕上，此时，“?”指向该指令。然后按INS/DEL键，使编程器处于I(插入)

工作方式，接着按照指令写入的方法，将该指令写入，按GO 键后写入的指令插在原指令之前，后面的指令依次向后推移。

例如要在200步之前插入指令AND X4，在I 工作方式下首先读出200步的指令，然后按以下顺序按键：

INS → AND → X → 4 → GO 3.指令的删除

(1)单条指令或单个指针的删除

如果需要将某条指令或某个指针删除，按照指令读出的方法，先将该指令或指针显示在屏幕上，此时，“?”指向该指令。然后按INS/DEL 键，使编程器处于D(删除)工作方式，接着按功能键GO ，该指令或指针就被删除。 (2)将用户程序中间的NOP 指令全部删除

按INS/DEL 键，使编程器处于D(删除)工作方式，依次按NOP 和GO 键，执行完毕后，用户程序中间的NOP 指令被全部删除。 (3)删除指定范围内的程序

按INS/DEL 键，使编程器处于D(删除)工作方式，接着按下列操作步骤依次按相应的键，该范围内的程序就被删除：

STEP → 起始步序号 →SP →STEP →终止步序号 →GO (4)删除程序

若要对整个程序进行删除达到清除的目的，可进行如下操作：

按RD/WR 键，使编程器处于W 工作方式，然后按NOP → A → GO → GO 即可。 3.1.6 对可编程序控制器编程元件与基本逻辑运算指令通／断状态的监视

使用编程器可以对各个位编程元件的状态和各个字编程元件内的数据进行监视和测试，监视功能可监视和确认联机方式下可编程序控制器编程元件的动作和控制状态，包括对编程元件的监视和对基本逻辑运算指令通／断状态的监视。测试是指用编程器对位编程元件的强制置位与复位、对字操作元件内数据的修改(如对T ，C ，D ，Z ，V 当前值的修改和对T ，C 设定值的修改)和文件寄存器的写入等。 1.对位编程元件的监视

基本操作如下所示，FX 2N 有多个变址寄存器Z ，V ，应送它们的元件号。以监视辅助继电器M153的状态为例，先按MET/TEST 键，使编程器处于M(测试)工作方式，然后按下列的操作步骤按键：

SP → M → 1 → 5 → 3 → GO

屏幕上就会显示出M153的状态。如果在编程元件的左侧有字符“■”(见图3.7)，表示该编程元件处于ON 状态：如果没有，表示它处于OFF 状态，最多可监视8个元件。按↑或↓键，可以监视前面或后面元件的状态。

2.监视16位字编程元件(D ，Z ，V)内的数据

以监视数据寄存器D0内的数据为例，首先按MNT/TEST 键，使编程器处于M 工作方式，接着按下面的顺序按键：

SP → D → 0 → GO 屏幕上就会显示出数据寄存器D0内的数据。再按功能键↓，依次显示D1，D2，D3内的数据。此时显示的数据均以十进制数表示。若要以十六进制数表示，可按功能键HELP ，重复按功能键HELP ，显示的数据

M ■M 153 Y 10 S 1 ■X 3 X 4 S 5 ? X 6 X 7

设在M工作方式下，按以下顺序按键：

STEP →1 → 2 → 6 → GO

屏幕上显示的内容如图3.12所示。根据各行是否显示“■”，就可以知道触点和线圈的状态。但是对定时器和计数器来说，若OUT T或OUT C指令所在行显示“■”，仅表示定时器或计数器分别处于定时或计数工作状态(其线圈“通电”)，并不表示其输出常开触点接通。

7.活动状态的监视

用指令或编程元件的测试功能使M8047(STL监视有效)为ON，先按MNT／TEST键，使编程器处于M工作方式，再按STL键和GO键，可以监视最多8点为ON的状态(S)，它们按元件号从大到小的顺序排列。

3.1.7 对编程元件的测试

1.位编程元件强制ON/OFF

先按MNT／TEST键，使编程器处于M工作方式，然后按照监视位编程元件的操作步骤，显示出需要强制ON/OFF的那个位编程元件，接着再按MNT／TEST键，使编程器处于T工作方式，确认“?”指向需要强制接通或断开的编程元件以后，按一下SET 键，即强制该位编程元件ON；按一下RST键，即强制该编程元件OFF。

强制ON／OFF的时间与可编程序控制器的运行方式有关，也与位编程元件的类型有关。一般来说，当可编程序控制器处于STOP状态时，按一下SET键，除了输入继电器X接通的时间仅一个扫描周期以外，其他位编程元件的ON状态一直持续到按下RST键为止 (注意，每次只能对“?”所指的那一个位编程元件执行强制ON／OFF)。但是，当可编程序控制器处于RUN状态时，除了输入继电器X的执行情况与在STOP 状态时的一样以外，其他位编程元件的执行情况还与梯形图的逻辑运算结果有关。

例如，设扫描用户程序的结果使输出继电器Y0为ON，按RST键只能使Y0为OFF 的时间维持一个扫描周期；反之，设扫描用户程序的结果使输出继电器Y0 OFF，按SET键只能使Y0为ON的时间维持一个扫描周期。

2.修改T，C，D，Z，V的当前值

基本操作如下所示，在M工作方式下，按照监视字编程元件的操作步骤，显示出需要修改的那个字编程元件，再按MNT／TEST键，使编程器处于T工作方式，将定时器T5的当前值修改为K20的操作如下：

监视T5 →TEST →SP → K →2 → 0 → GO

常数K为十进制数设定，H为十六进制数设定，若要输入十六进制数，按了K键后还应按H键。

3.修改定时器和计数器的设定值

基本操作如下所示。先按MNT／TEST键，使编程器处于M工作方式，然后按照前述监视定时器和计数器的操作步骤，显示出待监视的定时器和计数器指令后，再按TEST键，使编程器处于T工作方式，将定时器T2的设定值修改为K414的操作为：

机电一体化技术的应用与发展趋势分析教学文稿

机电一体化技术的应用与发展趋势分析

机电一体化技术的应用与发展趋势分析 摘要：在科学技术的发展过程中，机电技术也在各关键领域取得了普遍应用，为使机电一体化技术能够在未来得到快速发展，应当对其未来的发展进行推广，对其中存在的问题和不足展开了解，进一步明确机电一体化发展的整体趋势。本文主要分析了机电一体化的技术应用与未来发展，并使其能够在发展中得到更好的技术更新。机电一体化技术在自动生产线、数控机床等领域都有较多的应用意义，因此绿色化、智能化是机电一体化技术未来的发展方向。 关键词：机电一体化技术应用发展趋势 机电一体化技术在经济发展的过程中，使自动化的发展提升具有良好的技术支持，并在机电一体化技术的应用过程中，有效减少人力物力在生产加工中的多余消耗，并降低了安全问题发生的几率，因此在煤炭行业、建筑行业中创造了巨大社会效益与经济效益。机电一体化技术包含信息传感器技术、电工电子技术、接口技术、机械技术等多项技术的有机结合，并能够综合应用在实际操作中。 1.机电一体化的应用范围 1.1建筑材料

在当前建筑施工的工作中，对建筑材料的要求也越来越高，且建筑材料作为建筑施工中比例较多的内容，对其的质量要求标准也更高。要想保证建筑材料能够有更高的质量发展特征，就要确保机电一体化的技术能够在建筑材料中得到科学应用[1]。此外，建筑材料的选择调配对建筑质量有直接影响，若是材料调配没有满足规定要求，将会减少建筑工程中的使用寿命，甚至引发严重的安全隐患，从而产生经济损失。正因如此，应用机电一体化技术到建筑材料中，就能实现建筑材料的正确配比，以免误差产生，进而推动建筑行业的发展。 1.2自动生产线与数控机床 作为一个生产大国，我国在产品生产的过程中，对机床的使用量非常大，这也造成国家生产总值的提升。通常情况下，机床建设同数控技术的发展具有密切联系。在国家机电一体化技术逐步发展完善的过程中，机电技术也更加成熟，但是综合水平的发展依然处于世界的中级水平，因此对其要逐步改进与完善，进而更好推动数控机床技术的发展。此外，机电一体化在自动化生产线中也有普遍应用，且在国民经济增长的进程中，更多的生产设备与自动化生产线被用于工业化建设的工作时，使工业化进程进一步加快。就当前阶段的发展来说，工业化的发展还具有一定不足，需要在今后的使用过程中完善人机界面系统设

机电一体化

检测系统习题与思考题 1.基本转换电路的功用是什么？ 答：被测物理量经过传感器变换后，往往成为电阻、电容、电感、等电参数的变化，或电荷、电压、电流等电量的变化。当传感器的输入信号是电参数形式时，需采用基本转换电路将其转换成电量形式，然后再送入后续检测电路。 2.模拟式和数字式传感器信号检测系统的组成如何？ 3.设计一个可实现12细分的并联电阻链移相细分电路，计算各电阻值，画出电路图，并 说明各细分脉冲出现的顺序。 4.试叙述光栅四倍频电子细分电路的工作原理。设有一光栅，其刻线数是250线/mm，要 利用它测出0.5um的位移，应采取什么措施。 5.噶是噶 6.噶 7.噶 8.人gas 9.噶 机械系统 1.滚珠丝杠副消除轴向间隙的调整预紧方法有哪些？ 2.齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有哪些？ 3.简述导轨的主要作用，导轨副的组成、种类及应满足的基本要求。 4.轴系部件设计的基本要求 5.旋转支撑的种类及基本要求 常用伺服系统 1.步进电机常用有哪些控制方式？分析顺转、逆转顺序。 2.步进电机驱动电源有哪几种供电方式？分析每种供电方式的原理。 3.试举出几个具有伺服系统的机电一体化产品实例，分析其伺服系统的基本结构，指出其 属于何种类型的伺服系统。 4.某五相步进电机，通电方式为AB-ABC-BC-BCD-CD-……，试计算其步距角。 5.某步进电机驱动电路如图所示，试分析其工作原理。 6.试从结构、成本、稳定性、和精度等方面分析开环、闭环、半闭环伺服系统的特点及应 用场合。设计相应的系统时，都应注意哪些问题？ 7.闭环伺服系统在什么样的条件下可简化成低阶系统？这样简化将带来什么样的误差？ 简化的目的是什么？ 8.采用比例积分调节器控制的电压负反馈调速系统，稳态运行时的速度是否有静差？为什 么?试说明理由。 9.为什么120度导电型的逆变器既可用于电压型，也可以用于电流型，而180度导电型的 逆变器只可以用于电压型。

机电一体化专业毕业论文

1.0机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化

机电一体化简答分析

1-5.机电一体化系统由哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？ 机械系统：构造功能；信息处理系统：控制功能；动力系统：动力功能；传感检测系统：计测功能；执行元件系统：操作功能。 1-7.根据不同的接口功能说明接口的种类。 1.根据接口的变换，调整功能：零接口、无源接口、有源接口、智能接口 2.根据输入/输出功能：机械接口、物理接口、信息接口、环境接口 1-11.说明机电一体化系统的主要评价内容 高性能化、低价格化、高可靠性比、智能化、省能化、轻薄短小化、高附加价值化。 2.机械传动部件通常有螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、 各种非线n???)/?(??i knmaxk传递转矩和转速。性传动部件等，其主要功能是1?k2-5.丝杆螺母机构的传动形式及选择方法有哪些？ (1) 螺母固定、丝杆转动并移动该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杆轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其轴向尺寸不易太长，刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。(2) 丝杆转动，螺母移动该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑、丝杆刚性较好。适用于工作行程较大的场合。(3) 螺母转动，丝杆移动该传动形式需要限制螺母移动和丝杆的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。(4) 丝杆固定，螺母转动并移动该传动方式结构简单、紧凑，但在多数情况下，使用极不方便．故很少应用。（5）差动传动方式多用于各种微动机构中

2-16.各级传动比的分配原则是什么？输出轴转角误差最小原则是什么？（1）重量最轻原则? 小功率传动装置各级传动比（等传动比分配，等模数原则）? 各级传动比确定，应遵循“先大后小”原则，再由经验、类比方大功率传动装置 法和结构设计紧凑等方法确定。（不等传动比分配，不等模数原则）（2）输出转角误差最小原则为了提高机电一体化系统中齿轮传动系统传递运动的精度，各级传动比应按“先小后大”原则分配，以便降低齿轮的加工误差、安装误差以及回转误差对输出转角精度的影响。设齿轮传动系统中各级齿轮的转角误差换算到末级输出轴上的总转角误为，则： 3）等效转动惯量最小原则各传动轴转动惯量等效到电 机轴上的等效转动惯量最小。(机械传动部分响应特性最佳原则)。 2-18.谐波齿轮传动有何特点？传动比的计算方法是什么？ 答：（1）谐波齿轮传动特点有：结构简单、传动比大、传动精度高、回程误差小、噪声低、传动平稳、承载能力强、效率高等特点。谐波齿轮传动的波发生器相当于行星轮系的转臂，柔轮相当于行星轮，刚轮则相当于中心轮。故谐波齿轮传动装置的传动比可以应用行星轮系求传动比的方式来计算。设Wg、Wr、WH分别为刚轮、柔轮和波形发生器的角速度，则 2-20.齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有哪些？ 圆柱齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动、弹簧 2-25.轴系部件的基本要求 旋转精度、刚度、抗振性、热变形、轴上零件的布置

机电一体化

方向信号 (a) 脉冲＋方向 (b) 正脉冲＋负脉冲 实验五 步进电机单轴定位控制实验 一、实验目的 1．学习和掌握步进电机及其驱动器的操作和使用方法 2．学习和掌握步进电机单轴定位控制方法 3．学习和掌握PLC 单轴定位模块的基本使用方法 二、实验原理 步进电动机是一种将电脉冲信号转换为相应的角位移或直线位移量的机电执行元件，即步进电动机输入的是电脉冲信号，输出的是角位移或直线位置。每给一个脉冲，步进电动机转动一个角度，这个角度称为步距角。运动速度正比于脉冲频率，角位移正比于脉冲个数。 步进电动机典型控制系统框图如图5.1所示。 图5.1 步进电动机典型控制系统框图 位置控制单元可根据需要的频率和个数以及设定的加减时间控制步进电动机运动。 由于步进电动机需要正反转运动，因此定位单元的输出脉冲形式有“脉冲＋方向”和“正脉冲＋负脉冲”两种，它们均可控制步进电动机正反转运动。输出脉冲形式通过参数设定来选择。其脉冲形式如图5.2所示。 图5.2 定位模块的两种输出脉冲形式

频 率 （HZ ） 脉冲数（PLS ） f 1 S 2 S 3 S 1 由于步进电动机的电磁惯性和所驱动负载的机械惯性，速度不能突变，因此定位模块要控制升降频过程。步进电机升、降频过程如图5.3。 图 5.3 步进电机升、降频示意图 其中：f 1——设定的运行频率，应小于步进电动机的最高频率； S 1——设定的总脉冲个数； S 2——升频过程中脉冲个数，由加速时间和运行频率确定； S 3——降频过程中脉冲个数，由减速时间和运行频率确定。 一般情况下，S 2＝S 3。 步进电动机驱动器将位置定位模块的输出脉冲信号进行分配并放大后驱动步进电动机的各相绕组，依次通电而旋转。驱动器也可接受两种不同形式的脉冲信号，通过开关来选择，定位模块和驱动器的脉冲形式要相同。另外，为了提高步进电动机的低频性能，驱动器一般具有细分功能，多个脉冲步进电动机转动一步，细分系数一般为1、2、4、8、16、32等几种，通过拨码开关来设定。 步进电动机驱动生产机械的运动部件。 位置定位模块、步进电动机及驱动器种类很多，本实验中采用的是三菱FX2N 系列PLC 中的双轴定位模块FX2N-20GM ，该模块与PLC 相连，可以单独或同时控制两个步进电动机，步进电动机和驱动器为和利时产品。实验系统结构框图如图5.4所示。 图5.4 实验系统结构框图

机电一体化技术作业题——答案全解

东北农业大学网络教育学院 机电一体化技术作业题 复习题一 一、名词解释：（40分） 1．机械系统 答：机电一体化系统中的机械系统与一般的机械系统相比，除要求具有较高的定位精度外，还应具备体积小、重量轻、刚度大、动态性能好等特点。概括地讲，机电一体化机械系统应包括传动机构、导向机构、执行机构三大部分。 2．检测系统 答：检测系统是机电一体化系统的一个基本要素，其功能是对系统运行中所需的自身和外界环境参数及状态进行检测，将其变换成系统可识别的电信号，传递给信息处理单元。 3．伺服系统 答：伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，又称随动系统或伺服机构。指在控制命令的指挥下，控制执行元件工作，使机械运动部件按照控制命令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。 4．接口技术 答：为构成完整的并有一定控制和运算功能的系统而将一个部件与另外的部件连接起来，这种连接就称微处理器系统的接口。 5．控制系统 答：控制系统是机电一体化产品的中枢，用于实现信息处理、控制信号输出、控制和协调机电一体化产品的其他内部功能，通过控制系统的控制，执行机构的驱动，被控对象按照预定的规律或目的运行，运行效果通过传感器反馈回控制系统，连同传感器收集的其他有关信号供控制系统利用并不断修正其控制指令。 6．D/A转换 答：在机电一体化产品中，很多被控对象要求用模拟量做控制信号，而计算机是数字系统，不能输出模拟量，这就要求控制输出接口能完成将数字信号转换成模拟信号，称之为D / A转换。

7．传动机构 答：机电一体化系统中的传动机构主要功能是传递转矩和转速，因此，它实际上是一种转矩、转速变换器。机电一体化系统中所用的传动机构主要有滑动丝杠副、滚珠丝杠副、齿轮传动副、同步带传动副、间歇机构、挠性传动机构等。 8．机电一体化技术 答：机电一体化技术是以电子技术特别是微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的综合性高新技术，是工程领域不同种类技术的综合及集成，是一个技术群的总称，它包括机械技术、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等。 二、简答（60分） 1、机电一体化产品的组成和特点是什么？ 答：机电一体化产品是由机械系统、检测系统、伺服系统、控制系统以及接口装置等几部分组成。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，，各组成部分通过辅助部件及相关的软件有机的结合在一起，构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品，品具有自动化、智能化和多功能的特性。 2、机电一体化产品设计与传统机械产品设计的区别是什么？ 答：机电一体化产品的设计与常规机械产品的设计有着本质上的区别。常规机械产品一般是先用单纯机械设计的方法构思和设计，再为这个纯粹的机械设计选配适宜的电气设备。这种方法实际上是面向设计者的传统设计方法。相比之下机电一体化产品的设计是面向产品的设计，它要求设计者具有多种能力、视野开阔，具有综合利用机械设计和电气控制设计方面的知识和能力。 3、机电一体化机械系统由哪几部分组成？ 答：概括地讲，机电一体化机械系统应包括以下三大部分机构。 （1）传动机构。机电一体化系统中的传动机构主要功能是传递转矩和转速，因此，它实际上是一种转矩、转速变换器。 （2）导向机构。其作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。该机构应能保证安全、准确。 （3）执行机构。用来完成操作任务。执行机构根据操作指令的要求在动力源的带动下，完成预定的操作。 4、常用的传动机构有哪些，各有什么特点？ 答：机电一体化系统中所用的传动机构主要有滑动丝杠副、滚珠丝杠副、齿轮传动副、同步带传动副、间歇机构、挠性传动机构等。 滚珠丝杠副具有如下特点。

机电一体化复习题(附答案)分析

机电一体化复习题 一、名词解释 1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 SPWM 6单片机 7 I/O接口 8 I/O通道 9 串行通信 10直接存储器存取（DMA） 二、判断题： 1 在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。（×） 2 滚珠丝杆不能自锁。（√） 3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（×） 4 异步通信是以字符为传输信息单位。（√） 5 同步通信常用于并行通信。（×） 6 无条件I/O方式常用于中断控制中。（×） 7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误 （1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（√） （2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（√） （3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（√）（4）温度误差是影响传动精度的因素（√） 三、单项选择题 1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（ B ）决定转角位移的一种伺服电动机。 A 脉冲的宽度 B 脉冲的数量 C 脉冲的相位 D 脉冲的占空比 2. 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（B）。 A.1

机电一体化试题及答案

填空题 1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。 2. 机电一体化系统（产品）是机械和微电子技术的有机结合。 3. 工业三大要素是物质、能量、信息；机电一体化工程研究所追求的三大目标是：省能源、省资源、智能化。 4. 机电一体化研究的核心技术是接口问题。 5. 机电一体化系统（产品）构成的五大部分（或子系统）是：机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统。 6. 机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。 7. 机电一体化系统（产品）按设计类型分为：开放性设计、适应性设计、变异性设计。 8. 机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为：机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法。 9. 机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。 10.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）： 以能源转换为主和以信息转换为主。 11. 丝杠螺母机构的基本传动形式有：螺母固定丝杆转动并移动、丝杆转动螺母移动、螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动

四种形式。 12. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分为单圆弧和双圆弧两类；按滚珠的循环方式分为内循环和外循环两类。 13. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有：双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧自动调整预紧四种方式。 14. 滚珠丝杠副常选择的支承方式有：单推—单推式、双推—双推式、双推—简支式、双推—自由式。 15. 机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式。 16. 在机电一体化系统机械传动中，常用的传动比分配原则有：重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。 17. 常用导轨副的截面形式有：三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。 18. 导轨刚度主要指：结构刚度、接触刚度和局部刚度。 19. 机电一体化系统（产品）中，常可选择的执行元件：电磁式、液压式、气压式和其他形式的执行元件。 20. 电动机的工作特性分为恒转矩工作和恒功率两个阶段，其转折点的转速和功率分别称为：额定转速和额定功率；伺服电动机用于调速控制时，应该工作在恒转矩阶段。 21. 步进电机按转子结构形式可分为：反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机三种。 22. 步进电机的工作方式有：单拍工作方式和倍拍工作方式。 23. 步进电机的开环控制精度主要由步进电机的结构形式和工作

机电一体化期末考试试题及答案

1.什么是“机电一体化”？以打夯机为例，内含机械与电器，问这是不是机电 一体化产品？ 答：机电一体化又称机械电子工程，是机械工程与自动化的一种，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics 的后半部分组合而成。 打夯机不属于机电一体化产品。因为打夯机只是普通的机械加电器，它属于硬连接或者称为机械连接只能应用在就地或者小范围场合使用，不能满足大面积和远程控制。而机电一体化就不一样了，它不光有硬连接、机械连接还有软连接。机电一体化属于同时运用机械、电子、仪表、计算机和自动控制等多种技术为一体的一种复合技术。它不光可以就地操作，小范围应用，还可以大面积使用操作，远程监测、控制。 2.机电一体化的技术构成是什么？ 答：机械技术、微电子技术、信息技术 3.产品实现机电一体化后，可以取得那些成效？ 答：产品实现机电一体化后可以取得的成效：产品性能提高、功能增强、结构简化、可靠性提高、节约能源、改善操作、提高灵活性等。 4.数字量传感具有哪三种类型？他们有什么区别？ 数字传感器按结构可分成三种类型： 1.直接式数字量传感器——其分辨率决定于数字量传感器的位数。 被测物理量→数字编码器→信息提取装置→数字量输出 2.周期计数式数字传感器 它的结构示意图如下图1所示。此种结构的位移分辨率对低精度的周期计数式数字传感器而言，仅由周期信号发生器的性质决定。例如，光栅当长1mm有100条刻线时，其分辨率即为0.01mm;对高精度的周期计数式数字传感器而言，还要考虑到电子细分数。如在100倍电子细分数下，此光栅的分辨率就是0.1μm。此种结构属于增量式结构，结构的特点(位移方向的要求)决定它不但备有辨向电路，而且周期计数器还具有可逆性质。 图1 周期计数式数字量传感器的结构方框图 3.频率式数字传感器 其结构示意图如下图2所示。按振荡器的形式，可将此种数字传感器分成带有晶体谐振器的和不带晶体谐振器的两种。前者，按被测量的作甩点，又分作用在石

机电一体化就业前景分析

机电一体化就业前景分析 一专业介绍 它是以培养现代机械工程师为目的的专业，也是我国高校开设得最久的专业之一。多年来，它长盛不衰的奥秘就在于：无论一个社会的文明发展到何等程度，都离不开机械制造，它是人们物质生活用品供应的基本保障。 机电一体化专业是国家紧缺人才专业，因为在现代社会高度智能化、生产专业化，要求机械与电子、电气的高度结合，但在这个领域是一个交叉的领域，目前人才缺乏，就其专业来说发展前景不可限量！。机电一体化的就业率非常高，在就业的时候还有许多的选择余地，但可能职位与自己的期望有所不同！ 目前在国内，和机械专业学生就业对口的发展现状和前景都非常好的行业，除了模具行业以外，就数汽车行业了。 在机电一体化产品、设备的设计、制造、维修、管理、技术改造与服务过程中专门从事用电脑绘图设计、信息处理和资料管理的高等技术应用性专门人才. 可在机械设计、制造与装备行业、模具制造业，轻工、家用电器、电子制造业从事设计、制造、技术改造、产品营销、设备管理与维护等工作. 二核心课程辅助课程证书 主要开设《电工技术》《电子技术》《机械制图》《工程力学》《工程制图》《电机及其应用》、《计算机技术》、《单片机控制技术应用》、《传感器技术应用》、《电力电子与电机调速技术应用》等核心课程。电工电子技能训练、工厂电气控制实训、PLC应用技能实训、电气设备运行与维护实训等实践环节。 考取<<劳动和社会保障部颁发维修电工职业资格证书>>及<<国家制造业信息化培训中心“AUTO CAD高级绘图师”证书>>。一般中职学校对于此专业所开设的课程有：电工基础，电力拖动控制线路与技能训练，钳工工艺与技能训练，车工工艺与技能训练，数控加工基础，可编程序控制器PLC及其应用，电子装接，公差配合与技术测量，金属材料与热处理，机械基础，机械制图，机械制造工艺基础，电工电子技术基础，机电一体化技术等等本专业有实习的机会期间可考该实习单位证书。 考证要求：1.学生考英语、计算机等级证书。 2.考专业技能证书。中级钳工或电工证 3.可提供选考专业技能证书供学生参考。 三就业发展方向 在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作。 1 机械类专业的就业方向，除了教学、营销等等外，常见的有：生产总监（生产主管）、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理、机电产品开发、机械产品开发、液压产品开发、仪器仪表开发、武器开发、汽车工业、环保设备开发、矿业设备设计、模具设计制造、机械制造工艺师、CNC工程师等等，可在机械设计及制造企业和研究所，尤其适于重型设备研究所等单位工作。 （1）从事机械设计与制造加工工艺规程的编制与实施工作； （2）从事机械、电气、液压、气压等控制设备的维护维修工作； （3）从事工艺工装的设计、制造工作； （4）从事数控机床、加工中心等高智能设备的编程及操作工作；

机电一体化论文

专科毕业实习报告 学生：赵树满 学习中心：河北唐山丰南奥鹏学习中心 专业：机电一体化技术 层次：高起专 提交日期：2016年1月19日 机电一体化技术专业实习报告

第1章绪论 1.1概述 二十一世纪，关于机电一体化技术的研究和应用已成为全球性的课题，机电一体化是以机械技术和电子技术为主题，多门技术学科互相参透、互相结合的产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。 第2章机电一体化技术发展（具体内容） 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步于发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 2.1数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可能性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 2.2智能化

即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分叉等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 2.3模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速机电一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的机电一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 2.4网络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，

机电一体化答案

I 目录 机电一体化技术第1 章习题-参考答案 (1) 1-1 试说明较为人们接受的机电一体化的含义。 (1) 1-4 何谓机电一体化技术革命？ (1) 1-7.机电一体化系统有哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？ (1) 1-8.工业三大要素指的是什么？ (1) 1-12.机电一体化系统的接口功能有哪两种？ (1) 1-16.什么是机电互补法、融合法、组合法？ (1) 机电一体化技术第2 章习题-参考答案 (2) 2-1 设计机械传动部件时，为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，常常提出哪些 要求？ (2) 2-2 机电一体化系统传动机构的作用是什么？ (2) 2-3 机电一体化系统（产品）对传动机构的基本要求是什么？ (2) 2-10 现有一双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基本导程λ0=6mm、一端的齿轮齿 数为100、另一端的齿轮齿数为98，当其一端的外齿轮相对另一端的外齿轮转过2 个齿时，试问：两个螺母之间相对移动了多大距离？ (2) 2－16 各级传动比的分配原则是什么？输出轴转角误差最小原则是什么？ (2) 2－17 已知：4 级齿轮传动系统，各齿轮的转角误差为?φ1=?φ2=?φ3=…=0.005 rad,各级减速比相同，即?1=?2=…=?4=1.5。求：该传动系统的最大转角误差?φmax; 为缩小 ?φmax，应采取何种措施？ (2) 2－18 谐波齿轮传动有何特点？传动比的计算方法是什么？ (3) 2-19.设有一谐波齿轮减速器,其减速比为100，柔轮齿数为100.当刚轮固定时,试求该 谐波减速器的刚轮齿数及输出轴的转动方向(与输入轴的转向相比较) (3) 2-20.齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有哪些? (3) 2-25.轴系部件设计的基本要求有哪些？ (4) 机电一体化技术第3 章参考答案 (5) 3-1 简述机电一体化系统执行元件的分类及特点。 ........................................................ 5 II 3-2 机电一体化系统对执行元件的基本要求是什么？ (5) 3-3 简述控制用电动机的功率密度及比功率的定义。 (5) 3—5 直流伺服电机控制方式的基本形式是什么？ (5) 3-6 简述PWM 直流驱动调速，换向的工作原理。 (6) 步进电机具有哪些特点？ (6) 简述步进电机三相单三拍的工作原理？ (6) 3-11 简述步进电机步距角大小的计算方法？ (7) 3-12 简述三相步进电机的环形分配方式？ (7) 简述步进电机驱动电源的功率放大电路原理. (7) 机电一体化技术第4 章参考答案 (9) 试说明CPU、MC 和MCS 之关系。 (9) 4-3、在设计微机控制系统中首先会遇到的问题是什么？ (9) 4-17 试说明光电耦合器的光电隔离原理。 (9) 4-20 试说明检测传感器的微机接口基本方式。 (9)

机电一体化专业知识题库

机电一体化专业知识题库（277题）（注*的不适于中、初级职称） 1、什么是机电一体化？ 机电一体化技术是由机械技术、计算机技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，有机融合而成的一种综合性技术。 2、什么是机械设计技术？ 机械设计技术是机电一体化的基础。机电一体化产品中的主功能和构造功能，往往是以机械技术为主实现的。 3、什么是计算机与信息处理技术？ 信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、运算、存储和输出技术，它们大都倚靠计算机来进行，因此，计算机技术和信息处理技术是密且相关的。计算机技术包括计算机硬件技术和软件技术、网络通信技术、数据库技术等。机电一体化系统中主要用工业控制机（包括PLC，单片机等）进行信息处理。机电一体化产品中，计算机和信息处理装置指挥整个产品的运行。 4、什么是自动控制技术？ 自动控制技术就是通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定规律运行。自动控制技术的范围很广，包括自动控制理论、控制系统设计、系统仿真、现场调试、可靠运行等从理论到实践的整个过程。机电一体化系统中的自动控制技术主要包括位置控制、速度控制、最优控制、模糊控制、自适应控制等，在实际运用中越来越多地与计算机控制技术联系在一起，成为机电一体化中十分重要的关键技术。 5、什么是传感与检测技术？ 传感与检测技术是机电一体化的关键技术，他将所测得的各种参数如：位移、位置、速度、加速度、力、温度等和其他形式的信号等转换为统一规格的电信号输入到信息处理系统中，并由此产生出相应的控制信号，以决定执行机构的运动形式和动作幅度。传感器检测的精度、灵敏度和可靠性将直接影响到机电一体化的性能。 6、什么是执行与驱动技术？ 执行与驱动技术的主要研究对象是执行元件及其驱动装置。执行元件分为电动、气动、液压等多种类型，机电一体化产品中多采用电动执行元件；驱动装置主要指各种电动机的驱动电源电路，目前多采用电力电子器件及集成化的功能电路构成。 执行原件一方面通过电器接口与微型机相连，以接收微型机的控制指令；另一方面又通过机械接口与机械传动和执行机构相连，以实现规定的动作。因此，执行与驱动技术是直接执行操作的技术，对机电一体化产品的动态性能，稳态精度、控制质量等具有决定性的影响。 7、什么是机电一体化总体设计技术？ 系统总体技术是一种从整体目标出发，用系统工程的观点和方法，将系统总体分解成相互有机联系的若干功能单元，并以功能单元为子系统继续分解，直至找到可实现的技术方案，然后再把功能和技术方案组合成总体设计方案，形成经过分析、评价和优选的综合应用技术。 系统总体设计技术包含内容很多，其中接口技术是重要内容之一。接口技术将机电一体化产品的各个部分有机连成一体。 8、什么是温度传感器？分为几类？ 温度传感器是一种将温度变化转换为电学量变化的装置，用于测量温度和热量，也叫做热电式传感器。一般分为两大类：接触式和非接触式。 9、什么是光栅？常见的光栅有几种？ 光栅是一种高精度的直线位移传感器，光栅是通过在玻璃或金属基体上均匀刻划很多等节距的线纹而制成的。常见的光栅种类有透射光栅、反射光栅和定向光栅。 10、什么是电阻应变计？ 电阻式应变计是根据应变——电阻效应，将被测件的应变量转换成电阻变化量的敏感元件，除直接作为应力、应变测量传感器外，还可以与弹性元件组合构成力、压力、称重、位移、扭矩、振动、加速度等多种专用式传感器。 1

机电一体化知识点

一、机电一体化起源与定义： 在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。 机电一体化一般包含机电一体化产品(系统)和机电一体化技术两层含义。 典型的机电一体化产品(系统)有：数控机床、机器人、工程机械、汽车、智能化仪器仪表、CAD／CAM系统等。 P26间隙的影响 三、机电一体化的目的（功能） 使系统（产品）高附加值化，即多功能化、高效率化、高可靠性化、省材料化、省能源化，并使产品结构向轻、薄、短、小巧化方向发展，不断满足人们生活和生产的多样化需要和生产的省力化、自动化需要。 四、机电一体化发展概况 “萌芽阶段”“蓬勃发展阶段”“智能化阶段” 1 智能化、 2 模块化、 3 网络化、 4 微型化、5、绿色化、6、人格化 五、机电一体化系统的构成 1、执行元件（主功能） 实现机电一体化系统主功能。主功能是系统的主要特征部分，完成对物质、能量、信息的交换、传递和储存。 主功能包括三个目的功能： （1）变换（加工、处理）功能； （2）传递（移动、输送）功能； （3）储存（保存、存储、记录）功能 2、机械本体（构造功能） 机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。 3、动力源(动力功能) 是机电一体化产品的能量供应部分，其作用是按照系统控制要求，为系统提供能量和动力，使系统正常运行。 4、传感检测单元（计测功能） 对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测。要求：体积小、精度高、抗干扰 5、控制与信息处理单元（控制功能） 将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行。要求：高可靠性、处理速度快、智能化 6、接口 将各组成单元或子系统连接成一有机的整体。各要素或子系统之间能顺利进行物质、能量和信息的传递和交换。 接口包括：电气接口—实现系统间电信号的连接。 机械接口—完成机械与机械部分、机械与电气装置部分的连接。 人机接口—提供人与系统间的交互界面。 广义的接口功能有两种，一种是输入/输出；另一种是变换、调整。

机电一体化技术课后习题及答案

（孙卫青版第二版） 1-1、试说机电一体化的含义 答：机电一体化是在机械主功能、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。 1-2、机电一体化的主要组成、作用及其特点是什么 答：主要由机械本体、动力系统、传感与检测系统、信息处理及控制系统和执行装置等组成。机械本体用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理的结合起来，形成有机的整体。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，驱动执行机构工作以完成预定的主功能。传感与检测系统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及状态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。执行装置在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。 1-3、工业三大要素是什么？答：物质、能量和信息。 1-4、传统机电产品与机电一体化产品主要区别是什么？ 答：传统的机电产品机械与电子系统相对独立，可以分别工作。机电一体化产品是机械系统和微电子系统的有机结合，从而赋予其新的功能和性能的一种新产品，产品功能是由所有功能单元共同作用的结果。1-6、应用机电一体化技术的突出特点是什么？ 答：①精度提高；②生产能力和工作质量提高；③使用安全性和可靠性提高；④调解和维护方便，使用性能改善；⑤具有复合功能，适用面广；⑥改善劳动条件，有利于自动化生产；⑦节约能源，减少耗材；⑧增强柔性。 1-7、机电一体化的主要支撑技术有哪些，它们的作用如何？ 答：1、传感测试技术，在机电一体化产品中，工作过程的各种参数、工作状态以及工作过程有关的相关信息都要通过传感器进行接收，并通过相应的信号检测装置进行测量，然后送入信息处理装置以及反馈给控制装置，以实现产品工作过程的自动控制。2、信息处理技术，在机电一体化产品工作过程中，参与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析。3、自动控制技术，主要实现机电一体化系统的目标最佳化。4、伺服驱动技术，它的作用是在控制指令的指挥下，控制驱动元件，使机械系统的运动按照指令要求进行运动。5、接口技术，将各组成要素的输入/输出装置联系成一体的系统。6、精密机械技术，机电一体化产品的主功能和构造功能大都以机械技术为主来实现。7、系统总体技术，它的作用是将各有关技术协调配合、综合运用，从而达到整体系统的最佳化。 1-8试论述机电一体化的发展趋势。

机电一体化系统分析

机电一体化系统分析 ————数控机床 班级： 学号： 姓名： 鉴于这个学期正在上数控机床这门课程，所以选择数控机床的机电一体化系统来进行分析。

数字控制技术是从金属切削机床数控的基础上发展起来的。自1952年由美国帕森斯公司与麻省理工学院机构实验室研制成功世界上第一台三坐标数控铣床以来，数控机床经历了硬件数控（NC）、计算机数控（CNC）、多机台计算机直接群控（DNC）和微机数控（MNC）五个发展阶段，形成了门类齐全、品种繁多的数控机床，如数控车床、铣床、钻床、磨床和加工中心等。 一数控机床的原理 数控机床加工零件时，是将被加工零件的工艺过程、工艺参数等用数控语言编制成加工程序，这些程序是数控机床的工作指令。将加工程序输入到数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、起停，进给运动的方向、速度和位移量，以及其它辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合要求的零件。为了提高加工精度，一般还装有位置检测反馈回路，这样就构成了闭环控制系统，其加工过程原理如下图所示。 数控机床工作过程原理图 二数控机床的组成 从工作原理可以看出，数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服检测系统和机床本体等四部分组成，其组成框图如下图所示。 ①控制介质。用于记载各种加工信息（如零件加工的工艺过程、工 艺参数和位移数据等），以控制机床的运动，实现零件的机械加工。常用 的控制介质有磁带、磁盘和光盘等。控制介质上记载的加工信息经输入 装置输送给数控装置。常用的输入装置有磁盘驱动器和光盘驱动器等， 对于用微处理机控制的数控机床，也用操作面板上的按钮和键盘将加工 程序直接用键盘输入，并在CRT显示器显示。 ②数控装置。数控装置是数控机床的核心，它的功能是接受输入装 置输送给的加工信息，经过数控装置的系统软件或电路进行译码、运算 和逻辑处理后，发出相应的脉冲指令送给伺服系统，通过伺服系统控制 机床的各个运动部件按规定要求动作。

机电一体化介绍

机电一体化介绍 现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。 1 机电一体化概述 机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体系。但是，发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还被赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说，机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2 机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：（1）20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。（2）20世纪70—80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在