环形分配器

环形分配器

环形分配器的主要功能是把来源于控制环节的时钟脉冲串按一定的规律分配给步进电动机驱动器的各相输入端。环形分配器的输出既是周期性的，又是可逆的。

接受时钟脉冲串和方向电平，输出各相的导通信号，是环形分配器的基本功能。

步进电机驱动系统中，控制器与驱动器之间的联系分为串行控制和并行控制。

串行控制时，控制器输出时钟脉冲串和方向电平，靠驱动器中的环形分配器转换成并行驱动信号驱动，控制各相绕组的导通和截至。时钟脉冲的有无决定了电动机的运行和停止，脉冲的频率决定电机运行的速度，方向电平决定运转的方向。

并行控制时，控制器直接输出各相绕组导通或截至的并行信号，此时环形分配器设在控制器中。

除单纯由软件来代替环形分配器的功能外，不论是串行控制还是并行控制，整个系统必须有环形分配器这个环节

伺服系统

试卷一 一填空题 1、对伺服系统的基本要求有：稳定性好、精度高、快速响应并无超调，及低速大转矩和调速范围宽等。 2、相位比较伺服系统的位置检测即为响应的相位检测。 3、伺服系统中，直线位移或大角位移检测常用：感应同步器、光栅、磁尺等。 4、旋转变压器的信号处理有鉴相型和鉴幅型两种方式。 5、在鉴幅型工作方式下，旋转变压器的两相正交定子绕组分别加上相位相等、频率相同而幅值不同（或正交）的励磁电压。 6、步进电机的旋转方向由其绕组的通电顺序所决定，A、B、C、D四相步进电机采用四相双四拍控制方式时，正转相序为： AB-BC-CD-DA ；反转相序为： DC-CB-BA-AD 。 7、永磁无刷直流电机就其基本结构而言，是由电动机本体、转子位置传感器、电子开关线路等三部分组成。 8、目前步进电机环形分配器有硬件环形分配器和软件环形分配器两种形式。 9、ASDA-AB 系列伺服驱动器的操作模式主要有三种：位置模式、速度模式和扭矩模式。 10、伺服系统按驱动元件分类可分为：步进伺服系统、直流伺服系统和交流伺服系统。 11、相位比较伺服系统中，主要采用鉴相器来进行相位的比较， 12、交流伺服电机除了电机本体之外，常带有一个编码器来实现运行状态的检测。 13、采用并行控制方式的步进电机控制系统中，常采用编程的方式进行脉冲分配。 二、判断题（每题2分，共10分） （√）14、步进电动机主要用于开环控制系统，也可以用于闭环控制系统。 （√）15、三相步进电机是靠三相绕组按照一定的相序轮流通电驱动的。 （√）16、交流伺服电机由于结构简单、成本低廉、无电刷磨损、维修方便，被认为是一种理想的伺服电机， （╳）17、感应同步器只能测线位移，而不能测角位移。 （╳）18、机床的点位控制是不仅实现由一个位置点到另一个位置点的精确移动，而且在移动和定位的过程中仍需要不断加工。 三、选择题（每题2分，共10分） （D）19.下面哪一项不属于用微机控制步进电机主要解决的问题。 A 用软件的方法产生脉冲序列 B 方向控制 C 控制程序设计 D 选择合适的脉冲分配器（D）20、以下哪一项不是对伺服系统的基本要求。 A 稳定性好 B 精度高 C 快速响应无超调 D 高速，转矩小 （C）21.使用测速电机作为检测装置，从而构成位置闭环的控制系统属于何种控制方式。 A 开环 B 闭环 C 半闭环 D 前馈（D）22.PWM调速方式称为（）。 A 变电流调速 B 变电压调速 C 变频调速 D 脉宽调速（A）23.无刷直流电动机的换相状态由以下什么因素决定。 A 转子的位置 B 位置传感器的安装位置 C 电机的电流 D 电机的电压 四、简答题（每题6分，5题共30分） 31、一台五相步进电动机，采用五相十拍脉冲分配方 式，转子有100个齿，脉冲频率为f=1000Hz，丝杠导 程为t=10mm，减速装置的传动比i=10。求：（1）写出一个循环的通电顺序；（2）求步进电动机步距角；（3）求步进电动机转速；（4）求步进电机的脉冲当量解：（1）电机正转时，一个循环的通电顺序为： A→AB→B→BC→C→CD→D→DE→E→EA→A 电机反转时，一个循环通电顺序为： A→AE→E→ED→D→DC→C→CB→B→BA→A （2分）

《机电一体化技术与系统》各章作业答案

第二部分各章作业答案 第一章绪论 ★1、机电一体化的基本概念和涵义是什么？★机电一体化的英文名词如何拼合？(P1) 【参考答案】机电一体化是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最佳化而建立起来的一门新的科学技术。机电一体化在国外被称为Mechatronics是日本人在20世纪70年代初提出来的，它是用英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。 ★2、机电一体化的发展趋势包括哪几个方面？(P2) 【参考答案】机电一体化的发展趋势可概况为以下三个方面：(4-3-2) （1）性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展； （2）功能上，向小型化、轻型化、多功能方向发展； （3）层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。 ★3、一个较完善的机电一体化系统包括哪几个基本要素？★其核心部分是什么？（P4-P5) 【参考答案】一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素：机械本体、动力部分、检测部分、执行机构、控制器和接口。其核心部分是控制器。 ★4、什么是接口？接口的功能有哪些？(P5) 【参考答案】为实现各子系统或要素之间物质、能量或信息交换而进行的连接就是接口。接口的基本功能有交换、放大、传递。 5、机电一体化的相关技术有哪些？(P2-P4) 【参考答案】机械技术、检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术、系统总体技术。 第二章机械传动与支承技术 1、熟练掌握以数控机床进给传动为例说明机械传动系统建模的步骤、方法。重点在传动惯量折算的推导过程。(P13-P15) ★【举例说明】在图1所示的数控机床进给传动系统中，电动机通过两级减速齿轮Z1、Z2、Z3、Z4及丝杠螺母副驱动工作台作直线运动。设J l为轴I部件和电动机转子构成的转动惯量；J 2、J 3为轴Ⅱ、Ⅲ部件构成的转动惯量；K1、K2、K3分别为轴I、Ⅱ、Ⅲ的扭转刚度系数；K为丝杠螺母副及螺母底座部分的轴向刚度系数；m为工作台质量；C为工作台导轨粘性阻尼系数：T1、T2、T3分别为轴I、Ⅱ、Ⅲ的输入转矩。求系统各环节的转动惯量（或质量）折算到轴I J。 上的总等效转动惯量

机电一体化复习题(附答案)[2]

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

C620普通车床进行数控改造

摘要 摘要 针对现有常规C620普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了C620机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。 改造过程如下：（1）机械部分的改造，包括纵向进给方向的改造和横向进给方向的改造。主要包括对滚珠丝杠螺母副及反应式步进电机的计算选择及纵向、横向机构装配图方案的制定。（2）电气控制部分的设计，主要包括MCS-51系列单片机及扩展芯片的选用和电气控制图的设计。 关键词：数控，单片机，步进电机，滚珠丝杠，改造 I

ABSTRACT ABSTRACT To remedy the defects of ordinary lather C620, a design o f data processing system and its single chip microcomputer system program is put forward to raise the processing precision and extend the machine’s usage, and to improve production rate。This paper presents the process of designing numerical control reform，and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms。We adopt control system which has 8031 as cpu to cope with the signal，and output the step pulse through the I/O interface。After transmitting and slowing down by force 1 gear, the step pulses drive the leading screw to roll。Thus achieve the vertical movement and the crosswise movement。 Reform process as follows:(1)The reformation of machine part, include to enter lengthways to the reformation of the direction with horizontal enter to direction of reformatio n. Mainly include to roll the ball screw shaft nut and the calculation choice of reaction stepping motor and the establishment of lengthways, horizontal organization assemble diagram project. (2)The reformation of electricity part, mainly include the choice of MCS-51 family single-chip and expand chip and the design of electric control chart. Key words :numerical control ,single-chip ,stepping motor , ball screw shaft ,reform 需完整说明书和图纸找扣扣二五一一三三四零八

步进电机系统的组成及原理

步进电机系统的组成及原理 摘要：步进电机控制系统应含有步进电机、步进驱动器、直流电源以及控制器，本文将从控制器的选型及使用方法,驱动器的使用方法等方面着重阐述。 关键词:步进电机，驱动器，步距角，细分，脉冲 1。步进控制系统的组成 步进电机控制系统主要是由控制器、步进驱动器、步进电机以及直流电源组成。控制器，主要的功能是每秒发射一定数量的脉冲给步进电机驱动器的脉冲接收端子，通常这一部分每秒发射的脉冲数量是可以人为控制；第二部分是步进电机驱动器，主要是由脉冲接收端子、步进电机正反装的控制、步进电机脱机控制、细分调节、步进电机工作电流调节、电源和步进电机接线端子组成；第三部分是步进电机，通常有4引线、6引线、8引线，所谓引线也就是指步进电机的外接电线。 2.控制器选型 步进电机控制器又称精准定位控制模块，此模块可以是晶体管型PLC或是脉冲发生器.以三菱FX2N系列的晶体管PLC为例，其主体型号分为交直流MR继电器型和直流MT晶体管型,根据步进马达驱动器的工作原理，若想发射出脉冲，则必须选用MT晶体管型PLC。 3.驱动器各部分含义以及用法 根据步进电机的组成，脉冲接收端子也就是环形分配器,其主要功能是是把外部CP+与CP-间所产生的脉冲进行分配，给功率放大器，功率放大器相应相的晶体管导通，使步进电机的每一相绕组有规律的得电。DIR+和DIR—，是步进电机的方向信号，即电动机的正反转,当DIR+与DIR-形成回路时步进电动机则反转,反之则正转. 另外步进电机在停止时，通常有一相得电，电机的转子被锁住,所以当需要转子松开时，可以使用脱机信号ENA+与ENA—形成回路。 步进电机的另外两个主要的组成部分是步进电机驱动器的细分调节和所带负载步进电机的工作电流的选择。为了更好的了解什么叫细分之前，应当先了解下什么叫步距角，电机每拍转动的角度，称步距角，步距角和电机的结构有关。步距角其实就是一个度量单位，也就是如何衡量马达行走的距离，也就是脉冲马达旋转的角度，步距角越小，步进电机旋转的精度就越高，所以我们可以根据步距角来控制马达转动的精确角度。通常步进电机的步距角为1.8°、0。9°、0。72°、0。36°、0.0288°等等,然而这个步距角不仅和步进电机的旋转精度相关也和步进电机驱动器所接收的脉冲接收息息相关。以四宏电机57系列2相4线步进电机举例，由于此步进电机为2相，固电机的步距角只可以为两种：0。9°步距角或1.8°步距角，但任何电机旋转一周都为360°，所以0。9°步距角的步进电机旋转一周所需的脉冲数为360°/0.9°，而1.8°步距角的步进电机旋转一周所需脉冲数为360°/1。8°.而步进电机驱动器上所谓的细分，就是用电路的方法改变步进电机的分辨率，比如把步进电机驱动器设置成4细分（有的驱动器上显示的数字为400，也称四分之一细分)，那么刚才旋转0。9°需要1个脉冲,现在经过驱动器后,将接收的4个脉冲分辨为1个脉冲输出,那么也就是说4个脉冲触发步进电机旋转0.9°,所以细分只能改变步进电机分辨率，不可以改变步进电机的原有精度，因其精度是根据电机的固有机械特性所决定的。电动机的工作电流的选择就要阅读电动机的铭牌所得，以四宏电机为例，若电动机的铭牌显示为

机电一体化试题B

填空 1、机电一体化是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的一种综合技术，其主要的相关技术可以归纳成机械技术、传感检测技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术和系统总技术。 2、当两物体产生相对运动或有运动趋势时，其接触面要产生摩擦。摩擦力可分为黏性摩擦力、静摩擦力与库仑摩擦力。 3、摩擦对伺服系统的影响有引起动态滞后，降低系统的响应速度，导致系统误差和产生系统误差。 4、谐波齿轮传动机械系统中，设柔轮为固定件，波发生器为输入，刚轮为输出，则包含输入与输出运动方向关系在内的传动比计算式为)/(1 2r g g H Z Z Z i -=。 5、负载角加速度最大原则表明了：齿轮传动比的最佳值就是将L J 换算到电动机轴上的转动惯量正好等于电动机转子的转动惯量时的总传动比，此时电动机的输出转距一半用于加速负载，一半用于加速电动机转子，达到了惯量负载和转距的最佳匹配。 7、机电一体化系统中，在满足系统总传动比不变的情况下，常采用等效转动惯量最小原则、重量最轻原则和输出轴转角误差最小原则。 8、齿轮传动装置的总传动比设计原则是出于使系统动作稳、准、快的考虑之上的，在具体确定系统总传动比时，可按工作时折算到电动机轴上的峰值转矩最小；等效均方根力矩最小；电动机驱动负载加速度最大三种方法计算。 9、机电一体化机械系统主要包括以下三大机构传动机构、导向机构、执行机构。 10、机械传动系统的特性包括运态响应特性和伺服特性。 11、标准滚动轴承接其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同，可分为 圆柱滚子轴承 、 圆锥滚子轴承 。 12、基于单片机的计算机控制系统前向通道具有8155芯片和ADC0809芯片，反馈通道具有8155芯片和DAC0832芯。（选择如下、ADC0809芯片、片） 13、为了避免外部设备的电源干扰，防止被控对象电路的强电反窜，通常采取将微机的前后向通道与被连模块在电气上隔离的方法，称为光电隔离。 14、用软件进行“线性化”处理，方法有三种：计算法、查表法和插值法。 15、在机电一体化测控系统中，传感器的输出量与被测物理量之间的关系，绝大部分是非线性的。造成非线性的原因主要有两个：一是许多传感器的转换原理并非线性；二是采用的测量电路也是非线性的。

步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的...

1 引言 步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的精密执行元件，由于步进电机具有控制方便、体积小等特点，所以在数控系统、自动生产线、自动化仪表、绘图机和计算机外围设备中得到广泛应用。微电子学的迅速发展和微型计算机的普及与应用，为步进电动机的应用开辟了广阔前景，使得以往用硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件实现，既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性，可靠性及多功能性。市场上有很多现成的步进电机控制机构，但价格都偏高。应用SGS公司推出的L297和L298两芯片可方便的组成步进电机驱动器，并结合AT89C52单片机进行控制，即可以实现用相对便宜的价格组成一个性能不错的步进电机驱动电路。 2 工作原理 由于步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的执行元件，它不能直接接到交直流电源上，而必须使用专用设备-步进电机控制驱动器典型步进电机控制系统如图1所示：控制器可以发出脉冲频率从几赫兹到几十千赫兹可以连续变化的脉冲信号，它为环形分配器提供脉冲序列。环形分配器的主要功能是把来自控制环节的脉冲序列按一定的规律分配后，经过功率放大器的放大加到步进电机驱动电源的各项输人端，以驱动步进电机的转动。环形分配器主要有两大类：一类是用计算机软件设计的方法实现环分器要求的功能，通常称软环形分配器。另一类是用硬件构成的环形分配器，通常称为硬环形分配器。功率放大器主要对环形分配器的较小输出信号进行放大.以达到驱动步进电机目的。 图1 典型步进电机控制框图 3 硬件组成 文中所控制的步进电机是四相单极式35BY48HJ120减速步进电动机。本文所设计的步进电机控制驱动器的框图如图2所示。它由AT89C52单片机、光电耦和器、集成芯片L297和L298组成。AT89C52是美国ATMEL的低电压、高性能8位CMOS单片机。片内置8K 字节可重复擦写的 Flash闪速存储器。256字节RAM。3个16位定时器.可编程串行UART通道。对完成步进电机的简单控制已足以胜任。 图2 本文提出的步进电机控制驱动器框图 L297是步进电动机控制器(包括环形分配器)。L298是双H桥式驱动器。它们所组成的微处理器至双桥式步进电动机的接口如图3所示。这种方式结合的优点是，需要的元件很少.从而使得装配成本低，可靠性高和占空间少。并且通过软件开发。可以简化和减轻微型

环形分配器式扩压器性能数值模拟

环形分配器式扩压器性能数值模拟 摘要: 本文介绍了一种用于模拟环形分配器式扩压器性能数值的方法。本文首先回顾了这种扩压器的基本原理，然后讨论了模拟技术的各项要求，并对模拟过程中可能出现的问题进行了深入分析。最后，文章结合实际应用实例提出了一种有效的数值模拟方法，该方法可以更好地模拟环形分配器式扩压器的性能数值。关键词: 环形分配器式扩压器；性能数值模拟；有效方法现在，环形分配器式扩压器的应用越来越广泛，如电力调节、汽车起动电压补偿、调节电源等。有效的性能数值模拟为该装置的正确使用和维护提供了重要指导。本文提出的有效方法可以帮助用户更好地理解环形分配器式扩压器的工作原理，准确模拟其特定应用情况下的性能数值，并做出更明智的技术决策，有助于提升该装置的运行效率和稳定性，节省生产成本和能源利用率。除了上述应用外，由于本文提出的模拟方法不仅实用、快捷、准确，而且也能够覆盖各种特殊情况，因此有望在更多场景中得到应用，如医学仪器、电子设备等。在实际应用中，环形分配器式扩压器的参数调整非常重要。本文提出的方法可以进一步优化系统性能，使其更加稳定可靠，从而提高该装置的使用效果。此外，本文提出的模拟方法也可用于环形分配器式扩压器的设计和优化，可以根据特定应用场景指导系统设计，提高其稳定性和可靠性，减少系统的损耗。同时，由于本文提出的模拟方法可以帮助用户精准模拟特定应用情况下的性能数值，因此对未来设计更高效能环形分配器式扩压器也具有重要参考价值。现有研究工作表明，利用合理的数值模拟技术能够有效地评估环形分配器式扩压器的性能参数，并建立性能模型，为应用提供技术支持。然而，由于存在计算精度

低、运行时间长等问题，上述模拟方法还存在许多不足。针对这些问题，本文提出了一种有效的数值模拟方法，该方法采用改进的计算方法，以有效地提高计算精度和减少计算时间，从而能更好地模拟特定工况下环形分配器式扩压器的性能数值。此外，本文提出的方法还可用于其他类似扩压器的性能模拟研究中，如Buck-Boost式扩压器性能模拟等。为了验证本文提 出的模拟方法，我们建立了一个具体的应用实例。首先，通过分析环形分配器式扩压器的结构参数，计算其最优工作点的性能数值；其次，采用本文提出的模拟方法进行模拟，并对模拟结果进行评估比较。结果表明，采用本文提出的有效方法，可以获得更准确的模拟结果，能够较好地反映环形分配器式扩压器的特性。此外，为了进一步验证本文提出的模拟方法的有效性，我们还进行了不同负荷情况下的性能模拟，并对结果进行分析，以证明本文提出的模拟方法能够获得准确可靠的结果，在实际应用中具有重要意义。与传统数值模拟方法相比，本文提出的方法具有诸多优势。首先，本文提出的方法易于理解，能够精确和有效地模拟环形分配器式扩压器的性能；其次，本文提出的方法可以有效地消除计算误差，因此可以得到更精确的模拟结果；最后，本文提出的模拟方法具有一定的通用性，可用于其他类似扩压器的性能模拟研究中。本文提出的方法不仅可以应用于现有的系统调整，还可以有效引导未来的系统设计，提高装置的可靠性和稳定性，减少系统的损耗。总之，本文提出的模拟方法将有助于加速环形分配器式扩压器的性能模拟，为未来设计更高效能环形分配器式扩压器提供参考价值。尽管本文提出的模拟方法易于理解，具有较强的适用性，可以得到较为准确的性能数值，但也存在一些不足之处。首先，本文模拟方法仅考虑了扩压器的静态特性，而没有考虑动态特性，

步进电机三相六拍环形分配器

10.2 步进电动机位置控制系统 10.2.2 步进电动机的脉冲分配电路 1. 硬件脉冲分配器电路 步进电动机的脉冲分配可以由硬件和软件两种方法来实现。硬件环形分配器需要根据步进电动机的相数和要求的通电方式而设计专门的电路，图10.6所示为一个三相六拍的环形分配器。 分配器的主体是三个J-K触发器。三个J-K触发器的Q输出端分别经各自的功放线路与步进电动机A、B、C三相绕组连接。当QA＝1时，A相绕组通电；QB＝1时，B相绕组通电；QC＝1时，C相绕组通电。DR+和DR-是步进电动机的正反转控制信号。 正转时，各相通电顺序：A－AB－B－BC－C－CA 反转时，各相通电顺序：A－AC－C－CB－B－BA 图10.6 三相六拍环形分配器 图10.6所示为的三相六拍环形分配器逻辑真值表如表10.1所示。 序号控制信号状态输出状态导 电 绕 组

表10.1 三相六拍环形分配器逻辑真值表 2. 软件脉冲分配 对于不同的计算机和接口器件，软件环分有不同的形式，现以AT89C51单片机配置的系统为例加以说明。 （1）由P1口作为驱动电路的接口 控制脉冲经AT89C51的并行I/O接口P1口输出到步进电动机各相的功率放大器输入，设P1口的P1.0输出至A相，P1.1输出至B相，P1.2输出至C相。 （2）建立环形分配表 为了使电动机按照如前所述顺序通电，首先必须在存储器中建立一个环形分配表，存储器各单元中存放对应绕组通电的顺序数值，如表10.2所示。当运行时，依次将环形分配表中的数据，也就是对应存储器单元的内容送到P1口，使P1.0、P1.1、P1.2依次送出有关信号，从而使电动机轮流通电。 表10.2 三相六拍软件环形分配数据表

步进电机环形分配器

步进电机环形分配器 （1）工作原理 步进电机控制主要有三个重要参数即转速、转过的角度和转向。由于步进电机的转动是由输入脉冲信号控制，所以转速是由输入脉冲信号的频率决定，而转过的角度由输入脉冲信号的脉冲个数决定。转向由环形分配器的输出通过步进电机A、B、C相绕组来控制，环形分配器通过控制各相绕组通电的相序来控制步电机转向。 如图1给出了一个双向三相六拍环形分配器的逻辑电路。电路的输出除决定于复位信号RESET外，还决定于输出端Q A、Q B、Q C的历史状态及控制信号－EN使能信号、CON正反转控制信号和输入脉冲信号。其真值表如表1所示。 图1 步进电机环形分配器 表1 真值表

（2）程序设计 程序设计采用组合逻辑设计法，由真值表可知： 当CON＝0时，输出Q A、Q B、Q C的逻辑关系为： 当CON＝1时，输出Q A、Q B、Q C的逻辑关系为： 当CON＝0，正转时步进机A、B、C相线圈的通电相序为： 当CON＝1，反转时各相线圈通电相序为： Q A、Q B、Q C的状态转换条件为输入脉冲信号上升沿到来，状态由前一状态转为后一状态，所以在梯形图中引入了上升沿微分指令。 PLC输入/输出元件地址分配见表2。 表2 PLC输入/输出元件地址分配表 根据逻辑关系画出步进电机机环形分配器的PLC梯形图，如图2所示。 CON10 Z EN CLK A B C A B C 1ΦΦ100100 01↑101110 01↑001010 01↑011011 01↑010001 01↑110101 01↑100100 PLC IN代号PLC OUT代号 X0CLK Y0Q A X1EN Y1Q B X2RESET Y2Qc X3CON

数控机床的组成及基本工作原理

1．2 数控机床的组成及基本工作原理 一、数控机床组成 数控机床由：程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床本体组成。 1、程序的存储介质，又称程序载体 1)穿孔纸带（过时、淘汰）； 2)盒式磁带（过时、淘汰）； 3)软盘、磁盘、U盘； 4)通信。 2、输人/输出装置 1)对于穿孔纸带，配用光电阅读机；（过时、淘汰）； 2)对于盒式磁带，配用录放机；（过时、淘汰）； 3)对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡； 4)现代数控机床，还可以通过手动方式(MDI方式)； 5)DNC网络通讯、RS232串口通讯。 3、CNC单元 CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。 CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。其它的还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号，冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度台转位等辅助指令信号等。 准备功能：G00,G01,G02,G03, 辅助功能：M03，M04 刀具、进给速度、主轴：T，F，S 4、伺服系统 由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。如三轴联动的机床就有三套驱动系统。 脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。常用的脉冲当量为0.001mm/脉冲。 5、位置反馈系统（检测反馈系统） 伺服电动机的转角位移的反馈、数控机床执行机构(工作台)的位移反馈。包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。（作业：让同学们网上查找反馈元件，下节课用5分钟自述所查内容） 反馈装置把检测结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较，计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出偏差指令控制执行部件的进给运动。 反馈系统包括半闭环、闭环两种系统。 6、机床的机械部件 1)主运动部件

机电一体化习题集和规范标准答案

＜机电一体化复习题和答案＞ 一.填空 I. 通常一个较完善的机电一体化系统包含：动力___________ 、执行器_____________ 、 传感器、计算机________________________和_________________ 五部分。 2传感器的静态特性指标主要有：线性度___________ 、灵敏度、迟滞度、 分辨力______________ 和重复度_______________ 等。 3. 电感式位移传感器是通过检测电感量的变化来检测被测量的位移。 4. 滚珠丝杠副中采用双螺母是为了便于螺旋弧轴向_______________ 间隙的调整。 5. 在光栅式位移传感器中，莫尔条纹对光栅的栅距起到了放大作用。 6. 谐波齿轮传动的三个主要部件是：刚轮 ___________ 、柔轮和谐波发生 器________ 。 7. 直流伺服电机的优点是稳定性好、可靠性好、响应速度快和扭矩大______________ 无刷直流伺服电动机的优点是无换向器、可控性好和稳定性好—等。 8. 机电一体化技术是机械与微电子的结合; 10. 传感器的灵敏度反映了被测量的数值处在稳定状态时，输出量的变化量与 输入量______ 的变化量的比值。 II. 电容式位移传感器是将被测物理量转换为电容变化的装置。 12. 滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。 13. 测速发电机的负载电阻越大，其线性度越好。 14. 步进电机的步距角指在电脉冲 _______ 的作用下，电机转子转过的角位移。

15、直流伺服电机的机械特性指当电枢电压一定时，转矩与转速 之间的关系；调节特性指在负载转矩一定时，电枢电压与转速之间 的关系。 16、滚珠丝杆副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种 17、在谐波齿轮传动中，若柔轮固定、谐波发生器主动、刚轮从动，则主、从动件转向_相 同 ________ 。 18、传感器的迟滞特性是指输入量在增加和减少的过程中，同一输入量下其输出量 的差别。 19、压电式加速度传感器中压电元件变形后所产生的电荷量____________ 与加速度成正比。 20、若max是传感器的最大非线性误差、y FS为输出量的满刻度值，则传感器的线性度 可表示为max /y FS。 21、在机电一体化产品的功能原理方案设计中，其功能元的组合方式常用的有串联结构、 并联结构和环形________________ 三种形式。 22、在单圆弧型螺纹滚道的滚珠丝杠副中，其接触角会随轴向载荷大小的变化而变化。 23、对于以提高传动精度和减小回程误差为主的传动齿轮系，应按输出轴的转矩误差 最小________________ 原则分配其各级传动比。 二.选择题 在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号 内 1. “机电一体化”这一名词产生于20世纪，其产生的年代为(A )

机电一体化答案总结

机电(jīdiàn)一体化答案总结 机电(jīdiàn)一体化答案总结 1-1试说明(shuōmíng)较为人们所接受的“机电一体化〞的涵义。答：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，并将机械装置与微电子装置用相关(xiāngguān)软件有机结合而构成的系统总称。 1-2机电一体化系统由哪些要素组成(zǔ chénɡ)？分别实现哪些功能？答：由五大要素〔子系统〕组成：1．机械系统：具有构造功能，相当于人的骨骼；2．信息处理系统：具有控制功能，相当于人体的大脑；3．动力系统：具有动力功能，相当于人体的内脏；4．传感检测系统：具有计测功能相当于人体感观；5．执行元件系统：具驱动功能〔主功能〕，相当于人体四肢的肌肉。 1-3说明机电一体化产品的设计步骤。答：分为四步：1．总体设计：分析设计要求，划分功能模块，决定性能参数，调研类似产品，确定总体方案，方案比照定型，编写总体论证书。2．详细设计：各子系统的设计〔各元部件的选择与设计〕，子系统间的接口设计；3．综合评价：通过不同的评价指标对产品的性能、价格进行综合评价；4．试制与调试：生产样机，进行试验，调试，看最终是否能到达最初的规格和性能指标要求。1-4机电一体化产品特点：节能，自动化 1-5机电一体化系统的接口功能有哪两种？答：接口功能：①输入，输出。②变换，调整。

2-2机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比有什么特点？答：机电一体化系统中的机械系统与传统的机械系统相比，其特点在于：前者不仅要求较高的定位精度，还要求较高的动态响应特性，即响应快、稳定性好。 2-3丝杆螺母机构的分类及特点？答：丝杆螺母机构分两类：1．滑动丝杆螺母副。优点：结构简单，加工本钱低，具有自锁功能。缺点：摩擦阻力大，传递效率低〔30%～40%〕。2．滚动丝杆螺母副。优点：摩擦阻力小，传递效率高〔92%～98%〕。缺点：结构复杂，制造本钱高。 2-4滚珠丝杆副的传动特点？答：滚珠丝杆副的滚珠丝杆副的有如下特点：1．优点：传动效率高〔达90%以上，比滑动丝杆的高2-4倍〕；灵敏度高，传动平稳；磨损小，寿命长；可消除轴向间隙，提高轴向刚度。2．缺点：不能自锁，运动可逆，在用作升、降传动机构时需采用制动装置。 2-7滚珠丝杆副的主要尺寸参数有哪些？答：滚珠丝杆副的主要尺寸(根本尺寸)参数有三个：公称直径d0特征尺寸、根本导程Ph〔螺距t〕、行程l。 2-10各级传动比的分配原那么有哪些？答：各级传动比的最正确分配原那么有三个：1．重量最轻原那么：使系统重量最轻来分配各级传动比的原那么。2．输出轴转角误差最小原那么：为了保证齿轮传动系统的精度，降低齿轮的加工、安装误差，使输出轴转角误差最小的原那么。3．等效转动惯量最小原那么：为了使电机启停快、反转快，要求齿轮传动系统等效转动惯量越小越好。 2-11谐波齿轮减速器由哪几局部组成？答：谐波齿轮减速器主要由三局部构成：刚轮、柔轮、波发生器。 2-12谐波齿轮传动有何特点？答：谐波齿轮传动的特点是：体积小，重量

5相环形分配器

步进电机论文：五相混合式步进电动机环形分配器的设计 2012年1月21日 五相混合式步进电机环形分配器的设计 徐殿国王宗培（哈尔滨工业大学） l引言 五相混合式步进电机具有许多优良的性能，因此在国内外都得到了较大发展，其驱动技术也取得了很大进步[1]。由于五相混合式步进电动机系统的研制和开发历史不长，电机驱动电源中的环形脉冲分配器专用芯片目前尚未见到，国内外厂家生产的五相混合式步进电动机驱动电源中的环形脉冲分配器大都是由数字逻辑集成电路或EPROM存贮器构成的[2．3]。由于电机的运行节拍和运行方式较多，采用这些方式设计的环形脉冲分配器结构复杂、功能较少、可靠性不高。近年来随着逻辑可编程器件的出现，为逻辑电路的设计提供了极大的灵活性，因此完全可以用逻辑可编程器件（例如PAL、GAL等）设计步进电动机的环形脉冲分配器。本文给出由两片GAL16V8构成的五相混合式步进电动机环形脉冲分配器的设计方法。 2五相混合式步进电机的励磁方式及环形脉冲分配逻辑 根据五相混合式步进电机韵工作原理，可以得到如表1所示的励磁方式。可见五相混合式步进电机的励磁方式很多，但是运行节拍只有两种即整步10拍和半步20拍。尽管该电机的励磁方式很多，但从电机运行的平稳陛和获得最大合成转矩的角庋出发，表1五相混合式步进电动

机的励磁方式常采用4-4相通电方式作为整步运行方式，4-5相通电方式作为半步运行方式。整步运行方式中的5-5相通电方式虽较4-4相通电方式的合成转矩大，但由于驱动电源中采用桥式电路时存在上下桥臂换向容易引起短路而较少采用。本文给出的是4-4相通电方式和5-5相通电方式的环形脉冲分配器设计方法。 根据五相混合式步进电机的合成转矩矢量图[4]，可以得到4-5相励磁方式和4-4相励磁方式下的逻辑通电状态变化顺序，如表2所示。与之对应的功放电路形式如图1所示。表2中的“1”代表功率管导通，“0”代表功率管关断。其中正转的逻辑通电状态变化顺序 为。 表2中序号为奇数的逻辑通电状态即为4-4相励磁方式。

步进电机伺服电机

7.3.1 认知步进电机及驱动器 1、步进电动机简介 步进电动机是将电脉冲信号转换为相应的角位移或直线位移的一种特殊执行电动机。每输入一个电脉冲信号，电机就转动一个角度，它的运动形式是步进式的，所以称为步进电动机。 （1）步进电动机的工作原理 下面以一台最简单的三相反应式步进电动机为例，简介步进电机的工作原理。 图7-10是一台三相反应式步进电动机的原理图。定子铁心为凸极式，共有三对（六个）磁极，每两个空间相对的磁极上绕有一相控制绕组。转子用软磁性材料中制成,也是凸极结构，只有四个齿，齿宽等于定子的极宽。 图7-10 三相反应式步进电动机的原理图 当A相控制绕组通电，其余两相均不通电，电机内建立以定子A相极为轴线的磁场。由于磁通具有力图走磁阻最小路径的特点，使转子齿1、3的轴线与定子A相极轴线对齐，如图7-10（a）所示。若A相控制绕组断电、B相控制绕组通电时，转子在反应转矩的作用下，逆时针转过30°，使转子齿2、4的轴线与定子B相极轴线对齐，即转子走了一步，如图7-10（b）所示。若在断开B相，使C相控制绕组通电，转子逆时针方向又转过30°，使转子齿1、3的轴线与定子C相极轴线对齐，如图7-10（c）所示。如此按A—B—C—A的顺序轮流通电，转子就会一步一步地按逆时针方向转动。其转速取决于各相控制绕组通电与断电的频率，旋转方向取决于控制绕组轮流通电的顺序。若按A—C—B—A的顺序通电，则电动机按顺时针方向转动。 上述通电方式称为三相单三拍。“三相”是指三相步进电动机；“单三拍”是指每次只有一相控制绕组通电；控制绕组每改变一次通电状态称为一拍，“三拍”是指改变三次通电状态为一个循环。把每一拍转子转过的角度称为步距角。三相单三拍运行时，步距角为30°。显然，这个角度太大，不能付诸实用。 如果把控制绕组的通电方式改为A→AB→B→BC→C→CA→A，即一相通电接着二相通电间隔地轮流进行，完成一个循环需要经过六次改变通电状态，称为三相单、双六拍通电方式。当A、B两相绕组同时通电时，转子齿的位置应同时考虑到两对定子极的作用，只有A相极和B相极对转子齿所产生的磁拉力相平衡的

高级 加工中心操作 试题 汇总

高级加工中心操作试题汇总 选择题 1．( A ) 是编程人员在编程时使用的，由编程人员在工件上指定某一个固定为原点，所建立的坐标系。 A．工件坐标系B．机床坐标系 C．右手直角笛卡尔坐标系D．标准坐标系 2．调质处理工艺是( C ) 。 A．淬火+正火B．淬火+低温回火 C．淬火+高温回火D．淬火+中温回火 3．CIMS是指( C ) 。 A．柔性制造系统B．柔性制造单元C．计算机集成系统D．加工中心4．CNC系统中的PLC是指( A ) 。 A．可编程序逻辑控制器B．显示器C．多微分处理器D．环形分配器5．CYCLEG82（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB）中的DTB表示( D ) 。 A．返回平面B．安全平面C．参考平面D．暂停时间 6．DNC系统是指( B ) 。 A．自适应控制B．计算机直接控制系统 C．柔性制造系统内个D．计算机数控系统 7．FANUC-0i系统中，在程序编辑状态输入“0~9999”后按下“DELETE”键，则( C ) 。A．删除当前显示的程序B．不能删除程序 C．删除存储器中所有程序D．出现报警信息 8．FANUC-O系列加工中心，当按下BDT开关时，机床执行程序过程中会出现( B ) 的情况。 A．程序暂停B．程序斜杠跳跃C．机床空运行D．机床锁住 9．FANUC系统中，程序段G17 G16 G90 X100.0 Y30.0中，Y指令是( A ) 。 A．旋转角度B．极坐标原点到刀具中心距离 C．Y轴坐标位置D．时间参数 10．FANUC系统中，程序段G51 X0 Y0 P1000中，P指令是( B ) 。 A．子程序号B．缩放比例C．暂停时间D．循环参数 11．FANUC系统中，高速切削功能：预处理控制G代码，是( C ) 。 A．G08 B．G09 C．G10 D．G39 12．FANUC系统中G80是指( D ) 。 A．镗孔循环B．反镗孔循环C．攻螺纹循环D．取消固定循环 13．FMS是指( A ) 。 A．柔性制造系统B．计算机辅助 C．计算机集成制造系统D．柔性制造单元 14．G17 G68 X_Y_R_中的R表示( B ) 。 A．等比例缩放倍数B．旋转角度C．旋转半径D．旋转中心Z店坐标15．G18 ROT RPL=30.中的30表示( C ) 。 A．坐标系沿X轴旋转角度B．坐标系沿Z轴旋转角度 C．坐标系沿Y轴旋转角度D．坐标系沿XY平面旋转角度 16．G18表示( C ) 。

机电一体化试题(卷)与答案汇总

目录 机电一体化复习题2 机电一体化复习题参考答案6 机电一体化技术试题11 答案与评分标准13 机电一体化复习题18 一、名词解释18 二、填空题19 三、简答题20 四、选择题。〔无答案〕23 五、应用题24 《机电一体化技术》试卷〔一〕27 《机电一体化技术》试卷 (一)答案29 《机电一体化技术》试卷 (二)30 《机电一体化技术》试卷(二) 答案33 《机电一体化技术》试卷 (三)35 《机电一体化技术》试卷 (三)答案38 《机电一体化技术》试卷 (四)40 《机电一体化技术》试卷 (四) 答案42 《机电一体化技术》试卷 (五)45 《机电一体化技术》试卷 (五) 答案47 机电一体化系统设计试题51 一、填空题〔每空1分，共20分〕51 二、简答题〔每题5分，共30分〕51 三、计算题〔共20分〕〔将此题答案写在答题纸上〕52 四、综合分析题〔共30分〕52 机电一体化系统设计试题答案53 一、填空题〔每空1分，共20分〕53 二、简答〔每题5分，共30分〕53 三、计算题〔共20分〕54 四、综合分析题〔30分〕54

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的围为〔B〕。 A.1