机电一体化技能竞赛模拟试题及答案(一)

机电一体化技能竞赛模拟试题及答案（一）

一、填空题（共15分）

1、在小功率传动链中，为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守原则；

2、传感器的静态特性能数主要有、、迟滞和重复精度；

3、液压执行元件的运动速度取决于___________，液压系统的压力大小取决于___________，这是液压系统的工作特性；

4、三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同的联结形式，以适应各种不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的_____________；

5、三相异步电动机在稳定运行区域运行时，负载变化电动机转速变化，因而属于机械特性。

6、功率相同的三相异步电动机，磁极数越多，则转速越，输出转距越。

二、选择题（共20分）

1、对于要求体积小，重量轻的齿轮传动系统可按（）

A、重量最轻原则

B、输出轴总转角误差最小原则

C、等效转动贯量最小原则

D、B和C

2、对于传动精度要求较高的传动齿轮系统可按（）

A、重量最轻原则

B、输出轴总转角最小原则

C、等效转动贯量最小原则

D、B和C

3、感应同步器鉴相方式测量时，给滑尺正，余弦绕组分别加以（）的交流电。

A、同幅，同频，同相

B、不同幅，同频，相位差90度

C、不同幅，同频，同相，

D、同幅，同频，相位差90度

4、霍尔速度传感器输出的是（）信号

A、速度

B、脉冲电

C、正弦电

5、脉冲编码的测量系统中，光电管输出的信号是（）

A、透过码盘的光信号

B、莫尔条文光信号

C、脉冲电信号

D、正弦电信号

6、润滑剂的作用有润滑作用、冷却作用、( )、密封作用等。

A、防锈作用

B、磨合作用

C、静压作用

D、稳定作用

7、不属于切削液作用的是( )。

A、冷却

B、润滑

C、提高切削速度

D、清洗

8、钢直尺测量工件时误差( )。

A、最大

B、较大

C、较小

D、最小

9、在气压传动具有的优点中，下列______是错误的。

A、工作速度稳定性比液压传动好。

B、工作介质容易取得。

C、空气粘度小，便于远距离传输。

D、工作环境适应性好。

10、气动系统的空气压缩机后配置冷却器、分离器等元件，目的是为了______。

A、提高气体压力。

B、降低气体粘性。

C、提高气体粘性。

D、去除水分和油分。

三、判断题（共15分）

1、任何条件下节流元件总是可以调节流量的。（）

2、在气动系统中可以将大气中的空气压缩后直接供向系统。（）

3、气动系统的油雾器是用来除去空气中的油雾。（）

4、分析电路时，选取的参考点不同，各点的电压也不同。（）

5、电压源对外电路的作用效果，可用电动势表示，也可用电压表示。（）

6、任何电路如果有多个独立电源同时作用，均可采用叠加定理分析计算。（）

7、功率不能用叠加定理来计算。（）

8、戴维宁定理最适用于求解电路中某一支路的电压、电流。（）

9、所谓的静差，是指系统进入稳态后，给定值与被控参数测量值之差值。（）

10、积分时间常数Ti的大小决定了积分速度的快慢和积分作用的强弱。（）

四、简答题（共20分）

1、简述A／D、D／A接口的功能。

2、转动惯量对传动系统有哪些影响?

五、计算题（共20分）

1、用叠加定理求图示电路中流过4Ω电阻的电流。

2、试用门电路设计一个三变量的奇偶校验电路，当输入的三变量中有奇数个变量为1时，输出为1，否则输出为0。

六、作图题（共10分）

已知电机驱动的三自由度位置控制系统，单个自由度的驱动系统如图所示，确定整系统

的控制方案、画出控制系统原理图。

试题参考答案及评分标准如下

一、填空题（每空1.5分，共15分）

1、前小后大

2、灵敏度线性度

3、流量、负载；

4、中间机能

5、很小硬

6、低大

二、选择题（每空2分，共20分）

1、A；

2、B；

3、D；

4、B；

5、D；

6、A；

7、C；

8、B；

9、A； 10、C；

三、判断题（每空1.5分，共15分）

1、×；

2、×；

3、×；

4、×；

5、√；

6、×；

7、√；

8、√；

9、√；10、√；

四、简答题（每题5分，共10分）

1、答：A／D接口的功能是将温度、压力等物理量经传感器变成的电压、电流等信号转换为

数字量。D／A接口是将二进制数字量转换成电压信号。

2、答：转动惯量增大使机械负载增加，功率消耗大；使系统相应速度变慢，降低灵敏度；使系统固有频率下降，容易产生谐振。

五、计算题（每题10分，共20分）

1、图略

I′＝10/（6＋4）＝1A

图略

I″＝5×6/（6＋4）＝3A

I＝I′＋I″＝1＋3＝4A

2、

六、作图题（每题10分，共10分）

解：可以使用工业PC机或者PLC完成系统的控制。

用一台工业PC机对三个自由度实现集中控制，包括任务管理和三个自由度的伺服控制

系统原理图如下。

机电一体化大赛规程

2015年山东省职业院校技能大赛（中职组） “机电一体化设备组装与调试”赛项竞赛规程 一、赛项名称 机电一体化设备组装与调试（中职组） 二、竞赛目的 通过机电一体化设备组装与调试赛项，促进与机电技术及相关专业的行动导向的课程体系建设和改革创新的步伐，探索机电技术专业课程理实一体化的教学方法，培养企业需要的高素质技能型人才的新途径、新方法，展示职业教育教学改革的成果，推动职业教育专业建设发展。 三、竞赛内容与时间 （一）竞赛内容 由参赛队按工作任务书的要求，完成以下工作任务： （1）根据机械组装图，按机械装配的工艺过程和技术要求，组装机电一体化设备及其部件。 （2）根据电气控制原理图和安装图，按电气安装的工艺流程和工艺要求，安装机电一体化设备的电气控制电路。 （3）根据机电一体化设备的工作要求，使用常见的传感器，如电感传感器、电容传感器、光电传感器、光纤传感器、温度传感器、压力传感器、超声波距离传感器、射频识别器和视觉传感器等，检测工作过程中相关的物理量，控制机电一体化设备的运行。 （4）根据机电一体化设备的工作过程，用基本指令、步进指令和常用的功能指令，处理开关信号和模拟信号，按工作要求编写PLC控制程序。 （5）根据机电一体化设备气动系统图选择气动元件，按气动系统安装的工艺步骤和要求，安装机电一体化设备的气路。 （6）根据工作任务书的要求，制作触摸屏页面中的部件、设臵相关的参数；实现

触摸屏的页面和页面之间的切换，触摸屏对机电一体化设备设备的监控。 （7）根据机电设备的工作要求，调整机械零件、部件的相对位臵，使各机构协调动作；能根据机电设备的生产流程和要求，修改控制程序或相关器件的参数，实现设备的功能。 （8）应用相关的理论知识和工作过程知识，填写机电一体化设备组装与调试记录表。 （二）竞赛时间 竞赛时间为4小时。 四、竞赛方式 机电一体化设备组装与调试技能赛项为团体赛，以院校为单位组队参赛，不得跨校组队。每支参赛队由2名选手和不超过2名指导教师组成，参赛选手按要求共同完成书面解答与实际操作一体的工作任务。每市报名只限1队。 （一）组队要求 1.参赛选手须为全日制正式学籍，二年级以上的在校生。参赛选手年龄限制在20周岁（当年）以下。五年制高职学生报名参赛的，二至三年级（含三年级）学生可参加本赛项中职组比赛。 2.为让更多选手参加全省职业院校技能大赛，凡在往届全省及全国职业院校技能大赛中职组机电一体化设备组装与调试项目中获得过一等奖的选手，不得再参加2015年全省职业院校技能大赛中职组机电一体化设备组装与调试项目技能比赛。 （二）组织方式 1.机电一体化设备组装与调试项目竞赛一场次全部完成。 2.机电一体化设备组装与调试项目竞赛采用的设备，与往年省赛及国赛所采用的设备情况一致、同时也与2016年本项目国赛拟采用的设备接轨。 3.机电一体化设备组装与调试项目竞赛采取双抽签的方式，即第一次抽签抽取顺序号、第二次抽签根据顺序号抽取选手参赛的工位号。 五、竞赛命题 本项目竞赛命题采取试题库的形式，试题库的题目数量不少于5套。

机电一体化期末总复习试题含答案

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）是机械技术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、能源系统、传感信息系统、执行控制系统。 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。 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外循环和内循环两类。 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工作两个阶段，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，应该工作在恒转矩工作阶段。 21. 步进电机按转子结构形式可分为：反应式（变磁阻式）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。

2017年XX市技能大赛--光机电一体化试题

××智能生产设备组装与调试 工 作 任 务 书 中国.四川.XX 2017.10

一、工作任务与要求 一、按《工件处理设备组装图》（图号01）组装工件处理设备，并满足图纸提出的技术要求。 二、按《工件处理设备电气原理图》（图号为02）连接电路，你连接的电路应符合工艺规范要求。 三、按《工件处理设备气动系统图》（图号03）连接工件处理设备的气路，使其符合工艺规范要求。 四、请你正确理解工件处理设备的检测和分拣要求、意外情况的处理等，制作触摸屏的各界面，编写工件处理设备的PLC控制程序和设置变频器的参数。 注意：在使用计算机编写程序时，请你随时保存已编好的程序，保存的文件名为工位号+A（如3号工位文件名为“3A”）。 五、请你安装、调整传感器的位置和灵敏度，调整机械部件的位置，完成工件处理设备的整体调试，使工件处理设备能按照要求进行生产。 二、工件处理设备说明 1. 工件处理设备为先对金属件和白塑料件两种工件（黑色塑料件为生产过程中出现的不合格工件）进行加工，然后进行表面处理，再分拣打包的机电一体化设备。 2. 工件处理设备高速运行时，变频器的输出频率为30Hz；工件处理设备低速运行时，变频器的输出频率为25Hz（工件由A向B方向运行为传送带正转方向）。 工件处理设备各部件名称及位置如图1所示： 图1 工件处理设备各部件名称及位置

（a ） （b ） （b ） （d ） 工件处理设备有“调试”和“运行”两种模式，由其按钮模块上的转换开关SA2选择。当SA2在左挡位时，选择的模式为“运行”；当SA2在右挡位时，选择的模式为“调试”。 工件处理设备上电后，绿色警示灯闪烁，指示系统电源正常，同时触摸屏进入首页界面如图2（a ）所示。将PLC 拨到运行状态，若系统不处于初始状态，则按钮模块上的指示灯HL1闪烁（每2秒闪烁一次）；若处于初始状态，则指示灯HL1长亮。 工件处理设备的初始状态是：机械手的悬臂靠在右限止位置，悬臂和手臂气缸的活塞杆缩回，手指张开，斜槽气缸的活塞杆缩回。料盘的直流电机、传送带的三相电动机不转动。若上电时有某个部件不处于初始状态系统应进行复位，复位方式自行设定。 （一）工件处理设备的系统调试 将按钮模块上的转换开关SA2置于“调试”档位，触摸屏“首页界面”对应的“调试”指示灯常亮，如图（a “输入密码框”，如图（b ）所示，输入正确密码：235后，则可以进入触摸屏“调试界面”界面如图3所示。若密码不正确则弹出“重新输入密码”的对话框如图（c ）所示，可重新输入新的密码；若重新输入的密码还不正确，则弹出“你不能进行设备调试进”的提示，如图（d ）所示。这时需要再次按下触摸屏上的 a ）。 图2 触摸屏进入首页界面 1.输送机的调试

机电一体化技术—考试题库及答案

------单选 滚珠丝杠螺母副结构类型有外循环插管式和_________等类型. 收藏 A. 内循环反向器式 B. 外循环反向器式 C. 内、外双循环 D. 内循环插管式 回答错误!正确答案： B PWM指的是________. 收藏 A. 计算机集成系统 B. 可编程控制器 C. 机器人 D. 脉宽调制 回答错误!正确答案： D 检测环节能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲,一般包括传感器和_______. 收藏 A. 转换电路 B. 调制电路 C. 控制电路 D. 逆变电路 回答错误!正确答案： A 下列关于机电一体化的说法中正确的是________. 收藏 A. 机电一体化设计主要是指产品的设计,不需要系统论方面的知识 B. 机电一体化技术是由传统机械技术及电子技术两方面技术构成 C. 机电一体化是指机电一体化技术,而不包含机电一体化产品 D. 机电一体化技术是以机械为主体 回答错误!正确答案： D 伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和_________等个五部分.

收藏 A. 换向结构 B. 检测环节 C. 存储电路 D. 转换电路 回答错误!正确答案： B 电压跟随器的输出电压________输入电压. 收藏 A. 大于等于 B. 大于 C. 小于 D. 等于 回答错误!正确答案： D 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类:外循环插管式和________. 收藏 A. 内循环反向 B. 内循环插管式 C. 外循环反向器式 D. 内、外双循环 回答错误!正确答案： A 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称________. 收藏 A. 伺服系统 B. 工业机器人 C. 顺序控制系统 D. 数控机床 回答错误!正确答案： A 下列关于机电一体化系统的伺服系统稳定性说法中错误的是________. 收藏 A.

机电一体化课程设计报告

机电一体化系统设计基础 课程设计报告 专业：机械电子工程 班级：机电0811 学号： 2008716022 姓名：陈智建 指导教师：刘云、柯江岩 2012 年 1 月 13 日

目录 第一节绪论 (3) 1.1课程设计目的意义 (3) 1.2课程设计任务描述 (3) 1.3数控铣床的性能指标设计要求 (3) 第二节总体方案设计 (4) 2.1主轴驱动系统设计方案 (4) 2.2 X/Y/Z轴控制系统方案设计 (4) 2.3电气系统设计方案 (4) 第三节传动系统设计 (5) 3.1主轴传动系统的设计 (5) 3.1.1主轴电机选择 (5) 3.1.2变频器的选择 (5) 3.1.3主轴传动系统设计 (5) 3.2伺服驱动系统设计 (6) 3.2.1伺服传动机构设计 (6) 3.2.2伺服电机选择 (6) 3.2.3 滚珠丝杠的选择 (6) 3.2.4滚珠丝杠支承的选择 (8) 3.3设计验算校核 (8) 3.3.1惯量匹配验算 (8) 3.3.2伺服电机负载能力校验 (9) 3.3.3系统的刚度计算 (9) 3.3.4固有频率计算 (10) 3.3.5死区误差计算 (11) 3.3.6系统刚度变化引起的定位误差计算 (11) 第四节电气系统设计 (12) 第五节总结 (15) 参考文献 (15) 附：6张系统框图和元器件图

第一节绪论 1.1课程设计目的意义 机电一体化是一门实践性强的综合性技术学科，所涉及的知识领域非常广泛，现代各种先进技术构成了机电一体化的技术基础。机电一体化系统设计基础课程设计属于机械电子工程专业的课程设计，培养学生综合应用所学的知识，进行机电一体化系统设计的能力。 1.2课程设计任务描述 本课程设计主要要求学生设计一数控铣床的传动系统跟控制系统，即在已有数控系统的基础上，根据实际加工要求，进行二次开发。由于生产数控系统，伺服电动机的驱动器，伺服电机的厂家很多，即使同一厂家，其生产的产品系统和型号也很多。为了避免在设计过程中选型过于宽广，并考虑到本设计的目的主要是为了训练从事设计的基本能力，数控系统规定选用Fanuc OI MATE MC。根据该数控系统控制性能，可控制3个伺服电动机轴和一个开环主轴（变频器），满足4轴联动数控铣床的控制要求。考虑到CNC控制器，驱动器和电机之间电器接口的相互匹配，在该设计中，要求3轴伺服驱动器，伺服电动机都采用Fanuc 公司生产的产品。 1.3数控铣床的性能指标设计要求 （1）主轴的转速范围：1000—24000 （rpm） （2）主轴电机功率：30/37 kw （3）X/Y/Z轴快速进给速度15/15/15m/min，X/Y/Z轴切削进给速度，1-10000 mm/min （4）系统分辨率：0.0005mm,重复精度0.02mm。

机电一体化技能竞赛试题(中职)

职业技术学校技能大赛 电工电子类 机电一体化设备组装与调试比赛 XX生产设备组装与调试 （中职学生） 任 务 书 2011年1月

说明： 一、本试卷依据2010’江苏省职业技术学校技能大赛电工电子类实施方案的要求和2001年颁布的《维修电工高级》国家职业标准命制； 二、请参赛选手仔细阅读试题的具体考核要求，并按要求完成操作或进行笔答； 三、操作技能竞赛时要遵守考场纪律，服从赛场管理人员指挥，以保证竞赛安全顺利进行。 工作任务与要求 一、按××生产设备部分部件组装图（图1）及其要求，将本次任务需要的部件安装在工作台上。 二、根据PLC 输入输出端子（I/O ）分配表，如表1所示，在赛场提供的图纸（附页图号04）上画出配料装置电气控制原理图并连接电路。你画的电气控制原理图和连接的电路应符合下列要求： 表1 PLC 输入输出端子（I/O ）分配表 输入端子 功能说明 输出端子 功能说明 三菱 PLC 西门子 PLC 松下 PLC 三菱 PLC 西门子 PLC 松下 PLC X0 I0.0 X0 SA1 Y0 Q0.0 Y2 B 位气缸伸出 X1 I0.1 X1 SB5 Y1 Q0.1 Y3 C 位气缸伸出 X2 I0.2 X2 SB6 Y2 Q0.2 Y4 D 位气缸伸出 X3 I0.3 X3 B 气缸前限 Y3 Q0.3 Y5 手爪夹紧 X4 I0.4 X4 C 气缸前限 Y4 Q0.4 Y0 手爪放松 X5 I0.5 X5 D 气缸前限 Y5 Q0.5 Y1 悬臂伸出 X6 I0.6 X6 B 气缸后限 Y6 Q0.6 Y6 悬臂缩回 X7 I0.7 X7 C 气缸后限 Y7 Q0.7 Y7 手臂上升 X10 I1.0 X8 D 气缸后限 Y10 Q1.0 Y8 手臂下降 X11 I1.1 X9 B 位电感传感器 Y11 Q1.1 Y9 机械手左摆 X12 I1.2 XA C 位光纤传感器 Y12 Q1.2 YA 机械手右摆 X13 I1.3 XB D 位光纤传感器 Y13 Q1.3 YB 直流电机 X14 I1.4 XC 皮带光电传感器 Y14 Q1.4 YC 电机正转 X15 I1.5 XD 手爪夹紧信号 Y15 Q1.5 YD 电机反转 本竞赛在亚龙公司235A 机电一体化装置上进行 本竞赛项目满分100分。 本项目比赛时间为240分钟。 注意： 1、请您在完成工作任务的过程中，遵守安全操作规程； 2、选手应随时注意存盘，将编写的程序保存在“E:\机电技能大赛\工位号\程序”文

机电一体化复习题(附答案)

机电一体化复习题(附答案)

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

机电一体化课程设计报告

机电一体化课程设计报 告

机电一体化系统设计基础 课程设计报告 专业：机械电子工程 班级：机电0811 学号： 2008716022 姓名：陈智建 指导教师：刘云、柯江岩 2012 年 1 月 13 日

目录 第一节绪论 (4) 1.1课程设计目的意义 (4) 1.2课程设计任务描述 (4) 1.3数控铣床的性能指标设计要求 (4) 第二节总体方案设计 (5) 2.1主轴驱动系统设计方案 (5) 2.2 X/Y/Z轴控制系统方案设计 (5) 2.3电气系统设计方案 (5) 第三节传动系统设计 (6) 3.1主轴传动系统的设计 (6) 3.1.1主轴电机选择 (6) 3.1.2变频器的选择 (6) 3.1.3主轴传动系统设计 (6) 3.2伺服驱动系统设计 (7) 3.2.1伺服传动机构设计 (7) 3.2.2伺服电机选择 (7) 3.2.3 滚珠丝杠的选择 (8) 3.2.4滚珠丝杠支承的选择 (9) 3.3设计验算校核 (9) 3.3.1惯量匹配验算 (9) 3.3.2伺服电机负载能力校验 (10) 3.3.3系统的刚度计算 (11) 3.3.4固有频率计算 (11) 3.3.5死区误差计算 (12) 3.3.6系统刚度变化引起的定位误差计算 (12) 第四节电气系统设计 (13) 后附6张系统框图和元器件图。 (15) 第五节心得体会 (16) 参考文献 (17)

第一节绪论 1.1课程设计目的意义 机电一体化是一门实践性强的综合性技术学科，所涉及的知识领域非常广泛，现代各种先进技术构成了机电一体化的技术基础。机电一体化系统设计基础课程设计属于机械电子工程专业的课程设计，培养学生综合应用所学的知识，进行机电一体化系统设计的能力。 1.2课程设计任务描述 本课程设计主要要求学生设计一数控铣床的传动系统跟控制系统，即在已有数控系统的基础上，根据实际加工要求，进行二次开发。由于生产数控系统，伺服电动机的驱动器，伺服电机的厂家很多，即使同一厂家，其生产的产品系统和型号也很多。为了避免在设计过程中选型过于宽广，并考虑到本设计的目的主要是为了训练从事设计的基本能力，数控系统规定选用Fanuc OI MATE MC。根据该数控系统控制性能，可控制3个伺服电动机轴和一个开环主轴（变频器），满足4轴联动数控铣床的控制要求。考虑到CNC控制器，驱动器和电机之间电器接口的相互匹配，在该设计中，要求3轴伺服驱动器，伺服电动机都采用Fanuc公司生产的产品。 1.3数控铣床的性能指标设计要求 （1）主轴的转速范围：1000—24000 （rpm） （2）主轴电机功率：30/37 kw （3）X/Y/Z轴快速进给速度15/15/15m/min，X/Y/Z轴切削进给速度，1-10000 mm/min

第46届世界技能大赛机电一体化项目专业技术规范

PP- Nr. M - 10 M – 15 M – 20 世界技能大赛 机电一体化项目专业技术规 范 机械部分 Mechanical 型材板上的电缆和气管必 须分开绑扎。 Cable and tubes must be routed separately on the profile plate. 当电缆、光纤电缆和气管 都作用于同一个活动模 块时，允许绑扎在一起。 It is allowed to route tubes, electrical and optical cables together when they go to a moving module. 扎带切割后剩余长度需 ≤1mm ，以免伤人。 Remaining length of cut cable ties, A: Risk of injury A <= 1 mm ok not ok

M –21 New 新增 M –25 M –30 M - 40 M –45a Cable ties on the input and output side of a flexible cable duct / drag chain 软 线缆或拖链的输入 和输出端需要用扎 带固定。 所有沿着型材往下走的线 缆和气管（例如PP站点处 的线管）在安装时需要使 用线夹固定。 All cables and tubes going downwards on a profile e.g. at the “Pick & Place ” station have to be mounted with cable clips. 扎带的间距为≤ 50mm。这一间距要求同样 适用于型材台面下方的线 缆。PLC和系统之间的I/O 布线不在检查范围内。 Distance between cable ties: <= 50 mm. This also applies to cables under the profile plate. I/O cabling between PLC and system will NOT be checked. 线缆托架的间距为 ≤120mm。 Distance between cable holders: < = 120 mm 电缆/ 电线/气管绑在线 夹子上。 The only acceptable method for binding Cable 单根电线用绑扎带固定在线夹子 上 单根电缆/ 电线/ 气管没有紧固在 线夹子上

机电一体化系统设计试题及答案

一、名词解释(每小题2分,共10分) 1、测量 2、灵敏度 3、压电效应 4、动态误差 5、传感器 二、填空题(每小题2分,共20分) 1、滚珠丝杆中滚珠的循环方式: _内旋换与外循环 2、机电一体化系统,设计指标与评价标准应包括___ _______, __________, __________ , __________。 3、顺序控制系统就是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统, 顺序控制器通常用________。 4、某光栅的条纹密度就是50条/mm,光栅条纹间的夹角θ=0、001孤度, 则莫尔条纹的宽度就是_______________________。 5、连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动,必须同时控制 每一个轴的______________________,使它们同步协调到达目标点。 6、某4极交流感应电机,电源频率为50Hz,转速为1470r/min,则转差率为_____________。 7、齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。 8、累计式定时器工作时有_____________________________________________________。 9、复合控制器必定具有__________________________________。 10、钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。 三、选择题(每小题2分,共10分) 1、一般说来,如果增大幅值穿越频率ωc的数值,则动态性能指标中的调整时间ts ( ) A、产大 B、减小 C、不变 D、不定 2、加速度传感器的基本力学模型就是( ) A、阻尼—质量系统 B、弹簧—质量系统 C、弹簧—阻尼系统 D、弹簧系统 3、齿轮传动的总等效惯量与传动级数( ) A、有关 B、无关 C、在一定级数内有关 D、在一定级数内无关 4、顺序控制系统就是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统,顺序控制器通常用( ) A、单片机 B、2051 C、PLC D、DSP 5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节与检测环节等个五部分。 A 换向结构 B 转换电路 C 存储电路D检测环节 四、判断题(每小题2分,共10分) 1、伺服控制系统的比较环节就是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较,以获得输出与输入间的偏差信号。( ) 2、电气式执行元件能将电能转化成机械力,并用机械力驱动执行机构运动。如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电 机等。( ) 3、对直流伺服电动机来说,其机械特性越硬越好。( ) 4、步进电机的步距角决定了系统的最小位移,步距角越小,位移的控制精度越低。( ) 5、伺服电机的驱动电路就就是将控制信号转换为功率信号,为电机提供电能的控制装置,也称其为变流器,它包括电压、 电流、频率、波形与相数的变换。( ) 五、问答题(每小题10分,共30分) 1、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型? 2、什么就是步进电机的使用特性? 3、机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面? 一、名词解释(每小题2分,共10分) 1、就是人们借助于专门的设备,通过一定的方法对被测对象收集信息,取得数据概念的过程。 2、指在稳态下,输出的变化量ΔY与输入的变化量ΔX的比值。即为传感器灵敏度。 S=dy/dx=ΔY/ΔX 3、某些电介质,当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时,内部就会产生极化现象,同时在它的两个表面上将产生 符号相反的电荷。当外力去掉后,它又重新恢复到不带电的状态,这种现象被称为压电效应。 4、动态误差在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差。

机电一体化课程设计报告书

机电一体化综合课程设计 《机电一体化课程设计任务书》普通格式 一．课程设计的目的 本次设计是机电一体化和计算机控制课程结束之后进行的一个重要的综合性、实践性教学环节，课程设计的基本目的是： 1、掌握机电一体化系统的设计过程和方法，包括参数的选择、传动设计、零件计算、结构设计、计算机控制等培养系统分析及设计的能力。 2、综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。

3、训练和提高设计的基本技能，如计算，绘图，运用设计资料、标准和规，编写技术文件（说明书）等。 二．设计任务及要求 设计题目：车辆出入库单片机自动控制系统 1.设计容包括：总体设计，机械系统的设计与计算，计算机控制系统设计，编写设计计算说明书； 2.课题容简介或设计要求：编制一个用单片机控制的车辆出入库管理控制程序，控制要求如下：1）入库车辆前进时，经过1# → 2#传感器后计数器加1，后退时经过2# → 1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。2）出库车辆前进时经过2# → 1#传感器后计数器减1，后退时经过1# → 2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。3）设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库车辆的实际数量。 3.机械部分的设计： 4.计算机控制的设计：设计显示电路图，并按图连接。画出单片机接线图，并按图接线。编制控制程序。 摘要 本次设计车辆出入库单片机自动控制系统的基本功能和设计思路，根据给定的条件，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械和电子方面的知识，完成车辆入库自动控制，并画好元器件的连接图，其中包括装置的原理方案构思和拟定；原理方案的实现，设计计算与说明。 车辆出入库单片机自动控制系统对我们生活很贴近，一个很实用的系统，可以有效地帮助我们管理车库，再加上如果用单片机来实现的话成本低，很实用，这是一个很有意义的设计。车辆入库单片机自动控制系统的难点在于,如何控制

中职技能大赛机电一体化组竞赛试题(B卷)

中职技能大赛机电一体化组竞赛试题（B卷） 工位号：场次：成绩： 考生须知： 1、考试时间为3小时，注意考场纪律和操作安全规范。 2、竞赛在XK-JD2A型机电一体化控制实训台上完成。 3、考试内容为实现对虚拟机电一体化装置的控制。 4、虚拟机电一体化装置由送料单元、气动机械手单元和物料分拣单元组成。 5、控制要求： （一）分为连续运行模式和单步运行模式。 （二）连续运行模式：将模式选择开关打到连续运行模式时，有以下动作： （1）采用单按钮控制起停，即：按一下起停按钮，系统运行；再按一下起停按钮，系统停止。 （2）启动：按起停按钮，运行灯（绿灯）亮，机械手首先恢复原位（手爪上升到上限位，然后手臂缩回到缩回限位，然后向左旋转到左限位）。 （3）供料单元：PLC启动送料电机，驱动放料盘旋转，物料由送料槽滑到物料提升位置，物料检测光电传感器检测到物料后，送料电机停止，同时PLC驱动上料单向电磁阀上料（物料被抓走后（物料检测光电传感器检测不到物料），物料提升气缸下降到下限位）。 如果送料电机运行10秒后，物料检测光电传感器仍未检测到物料，需要报警（红灯闪烁，闪烁频率3s（亮2s，灭1s），同时蜂鸣器鸣叫），同时送料电机停止运行。该报警不影响气动机械手单元和物料分拣单元的工作。 （4）气动机械手单元：物料检测光电传感器检测到物料后，机械手手臂伸出，手爪下降抓物，然后手爪提升，到达上限位后手臂缩回，到达缩回限位后向右旋转到右限位，手臂伸出，到达伸出限位后手爪下降，到达下降限位将物料放下，然后回到原位。 （5）物料分拣单元：传送带上的物料检测开关检测到物料后，传送带运行，开始传送物料，传感器根据物料性质，分别由PLC控制相应电磁阀使推料气缸动作，对物料进行分拣，传送带60s内检测不到物料，则传送带停止运行，等检测到物料后，传送带重新开始运行。（6）停止：按起停按钮，系统停止运行，同时消除所有报警信息。 （三）单步运行模式：将模式选择开关打到单步运行模式时，有以下动作： （1）第1次点击步进按钮：运行灯（绿灯）亮，机械手恢复原位（手爪上升到上限位，然后手臂缩回到缩回限位，然后向左旋转到左限位） （2）第2次点击步进按钮：PLC启动送料电机，驱动放料盘旋转，物料由送料槽滑到物料提升位置，物料检测光电传感器检测到物料后，送料电机停止，同时PLC驱动上料单向电磁阀上料（物料被抓走后（物料检测光电传感器检测不到物料），物料提升气缸下降到下限位）。（3）第3次点击步进按钮：机械手手臂伸出，手爪下降抓物，然后手爪提升，到达上限位后手臂缩回，到达缩回限位后向右旋转到右限位，手臂伸出，到达伸出限位后手爪下降，到达下降限位将物料放下。 （4）第4次点击步进按钮：传送带运行，开始传送物料，传感器根据物料性质，分别由PLC 控制相应电磁阀使推料气缸动作，对物料进行分拣，传送带60s内检测不到物料，则传送带停止运行，运行灯（绿灯）灭。 （5）当再次点击步进按钮时，循环从（1）～（4）的过程。 （四）由PLC控制变频器驱动三相异步电动机运行，并由变频器的开关量输出反馈到虚拟机电一体化装置，驱动虚拟传送带运行。传送带正常运行时，变频器的工作频率为40Hz，启动时变频器由0Hz增加到40Hz的时间为5s，停止时变频器由40Hz降低到0Hz的时间为3s。

机电一体化试卷及答案

1、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电耦合器，光电耦合器的作用有哪些 1. （1）能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。 （2）泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路。 （3）共模抑制比高，能对直流和低频信号(电压或电流)进行准确、安全的测量。 2、什么是三相六拍通电方式 2. 如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态，这种通电方式称为单双相轮流通电方式。如A → AB → B → BC →C → CA →… 3、简述PWM 脉宽调速原理。 3. 在一个周期T 内闭合的时间为τ，则一个外加的固定直流电压U 被按一定的频率开闭的开关S 加到电动机的电枢上，电枢上的电压波形将是一列方波信号，其高度为U 、宽度为τ，如右图所示。电枢两端的平均电压为： U U Udt U T T T d ρτ=== ?01 式中 ρ=τ/T=U d /U ，(0<ρ<1) ρ为导通率（或称占空比） 。 当T 不变时，只要改变导通时间τ，就可以改变电枢两端的平均电压Ud 。当τ从0~T 改变时，Ud 由零连续增大到U 。 5．传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量 的测量装置。敏感元件、转换元件、基本电路。 2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响如何处理 答。如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性变形，则当螺杆反向转动时，将产生空回误差。为了消除空回误差，在螺杆上装配两个螺母1和2，调整两个螺母的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧面，使其产生一定的变形，从而消除了轴向间隙，也提高了轴向刚度。常用的调整预紧方法有下列三种。垫片调隙式 螺纹调隙式 齿差调隙式 答。1机电一体化--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，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。 2、柔性制造系统：柔性制造系统（Flexible Manufacturing System ）是由两台或两台以上加工 中心或数控机床组成，并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化 5、感应同步器: 感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。 ２、伺服电动机是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动 力输出电动机 1．试分析图示传动系统中，齿轮减速器的传动误差对工作台输出精度的影响 解答：

机电一体化技能竞赛试题(中职学生)A4

机电一体化设备组装与调试项目任务书（中职组） 工位号： 说明： 一、本试卷依据2011’江苏省职业技术学校技能大赛电工电子类实施方案的要求和2001年颁布的《维修电工高级》国家职业标准命制； 二、请参赛选手仔细阅读试题的具体考核要求，并按要求完成操作或进行笔答； 三、操作技能竞赛时要遵守考场纪律，服从赛场管理人员指挥，以保证竞赛安全顺利进行。 工作任务与要求 一、按××生产设备部分部件组装图（图1）及其要求，将本次任务需要的部件安装在工作台上。 二、根据PLC 输入输出端子（I/O ）分配表，如表1所示，在赛场提供的图纸（附页图号04）上画出配料装置电气控制原理图并连接电路。你画的电气控制原理图和连接的电路应符合下列要求： 表1 PLC 输入输出端子（I/O ）分配表 输入端子 功能说明 输出端子 功能说明 三菱 PLC 西门子 PLC 松下 PLC 三菱 PLC 西门子 PLC 松下 PLC X0 I0.0 X0 SA1 Y0 Q0.0 Y2 B 位气缸伸出 X1 I0.1 X1 SB5 Y1 Q0.1 Y3 C 位气缸伸出 本竞赛在亚龙公司235A 机电一体化装置上进行 本竞赛项目满分100分。 本项目比赛时间为240分钟。 注意： 1、请您在完成工作任务的过程中，遵守安全操作规程； 2、选手应随时注意存盘，将编写的程序保存在“E:\机电技能大赛\工位号\程序”文 件夹下。

X2 I0.2 X2 SB6 Y2 Q0.2 Y4 D位气缸伸出 X3 I0.3 X3 B气缸前限Y3 Q0.3 Y5 手爪夹紧 X4 I0.4 X4 C气缸前限Y4 Q0.4 Y0 手爪放松 X5 I0.5 X5 D气缸前限Y5 Q0.5 Y1 悬臂伸出 X6 I0.6 X6 B气缸后限Y6 Q0.6 Y6 悬臂缩回 X7 I0.7 X7 C气缸后限Y7 Q0.7 Y7 手臂上升 X10 I1.0 X8 D气缸后限Y10 Q1.0 Y8 手臂下降 X11 I1.1 X9 B位电感传感器Y11 Q1.1 Y9 机械手左摆 X12 I1.2 XA C位光纤传感器Y12 Q1.2 YA 机械手右摆 X13 I1.3 XB D位光纤传感器Y13 Q1.3 YB 直流电机 X14 I1.4 XC 皮带光电传感器Y14 Q1.4 YC 电机正转 X15 I1.5 XD 手爪夹紧信号Y15 Q1.5 YD 电机反转 X16 I1.6 XE 手臂上限位Y16 Q1.6 YE 25Hz X17 I1.7 XF 手臂下限位Y17 Q1.7 YF 16Hz X20 I2.0 X10 前臂前限位Y20 Q2.0 Y10 HL1 X21 I2.1 X11 前臂后限位Y21 Q2.1 Y11 HL2 X22 I2.2 X12 旋转左限位Y22 Q2.2 Y12 HL3 X23 I2.3 X13 旋转右限位Y23 Q2.3 Y13 HL4 X24 I2.4 X14 接料台信号Y24 Q2.4 Y14 HL5 X25 I2.5 X15 SB1 Y25 Q2.5 Y15 蜂鸣器 X26 I2.6 X16 SB2 Y26 Q2.6 Y16 绿色警示灯 X27 I2.7 X17 SB3 Y27 Q2.7 Y17 1. 电气控制原理图的绘制，按现行国家标准：GB/T 6988.1-2008（电气技术用文件编制第1部分：规则）和机械行业标准JB/T 2739-2008（工业机械电气图用图形符号），JB/T 2740-2008（工业机械电气设备电气图、图解和表的绘制）以及GB/T 4728 （电气简图用图形符号）的有关规定。文字符号的使用符合JB/T2740-2008的规定。 2. 凡是你连接的导线，必须套上写有编号的编号管。交流电机金属外壳与变频器的接地极必须可靠接地。 3. 工作台上各传感器、电磁阀控制线圈、送料直流电机、警示灯的连接线，必须放入线槽内；为减小对控制信号的干扰，工作台上交流电机的连接线不能放入线槽。 三、根据气动系统图及其要求和说明，连接××生产设备的气路。 四、根据触摸屏的要求编写触摸屏画面，并能按要求正确操作和显示。 五、请你正确理解设备的正常工作过程和故障状态的处理方式，编写××生产设备的PLC控制程序和设置变频器的参数。 六、请你调整传感器的位置和灵敏度，调整机械部件的位置，完成××

机电一体化课程设计

专业：机电一体化 班级： 08—1班 老师：刘顺东 学号： ******** 姓名： **** 日期： 2013年2月

XY工作台部件及单片机控制设计 目录 1.序言 (3) 2.总体方案设计 (3) 2.1.设计任务 (3) 2.2.总体方案确定 (3) 3.机械系统设计 (4) 3.1.工作台外形尺寸及重量估算 (4) 3.2.滚动导轨的参数确定 (5) 3.3.滚珠丝杠的设计计算 (6) 3.4.步进电机的选用 (8) 3.5.确定齿轮传动比 (13) 3.6.确定齿轮模数及有关尺寸 (13) 3.7.步进电机惯性负载的计算 (13) 4.控制系统硬件设计 (14) 4.1.CPU板 (14) 4.2.驱动系统 (16) 4.3.控制系统软件的组成和结构 (18) 5.参考文献 (22)

1.序言 据资料介绍，我国拥有400多万台机床，绝大部分都是多年累积生产的普通机床。这些机床自动化程度不高，加工精度低，要想在短时期内用自动化程度高的设备大量更新，替代现有的机床，无论从资金还是从我国机床制造厂的生产能力都是不可行的。但尽快将我国现有的部分普通机床实现自动化和精密化改造又势在必行。为此，如何改造就成了我国现有设备技术改造迫切要求解决的重要课题。 在过去的几十年里，金属切削机床的基本动作原理变化不大，但社会生产力特别是微电子技术、计算机技术的应用发展很快。反映到机床控制系统上，它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工的精度，现已有一些企业在这方面做了有益的尝试。实践证明，改造后的机床既满足了技术进步和较高生产率的要求，又由于产品精度提高，型面加工范围增多也使改造后的设备适应能力加大了许多。这更加突出了在旧机床上进行数控技术改造的必要性和迫切性。 由于新型机床价格昂贵，一次性投资巨大，如果把旧机床设备全部以新型机床替换，国家要花费大量的资金，而替换下的机床又会闲置起来造成浪费，若采用改造技术加以现代化，则可以节省50%以上的资金。从我国的具体情况来讲，一套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的1/3到1/5，一般用户都承担得起。这为资金紧张的中小型企业的技术发展开创了新路，也对实力雄厚的大型企业产生了极大的经济吸引力，起到了事半功倍的积极作用。 据国内资料统计订购新的数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产需要。因此机床的数控改造就成为满足市场需求的主要补充手段。 在机械工业生产中，多品种、中小批量甚至单件生产是现代机械制造的基本特征，占有相当大的比重。要完成这些生产任务，不外乎选择通用机床、专用机床或数控机床，其中数控机床是最能适应这种生产需要的。 从上述分析中不难看出数控技术用于机床改造是建立在微电子现代技术与传统技术相结合的基础之上。通过理论上的推导和实践使用的证明，把微机数控系统引入机床的改造有以下几方面的优点：1）可靠性高；柔性强；易于实现机电一体化；2）经济性可观。为此在旧的机床上进行数控改造可以提高机床的使用性能，降低生产成本，用较少的资金投入而得到较高的机床性能和较大的经济效益。 2.总体方案设计 2.1.设计任务 设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.01mm，定位精度为0.025mm。 设计参数如下：负载重量G=150N；台面尺寸C3B3H＝145mm3160mm312mm；底座外形尺寸C13B13H1＝210mm3220mm3140mm；最大长度L=388mm；工作台加工范围X=55mm，Y=50mm；工作台最大快移速度为1m/min。 2.2.总体方案确定 2.2.1.系统的运动方式与伺服系统 数控系统按运动方式可分为点位控制系统，点位直线系统，连续控制系统。如果工件相对于刀具移动过程中不进行切削，可选用点位控制方式。由于工件在移动的过程中没有进行切削，故应用点位控制系统。对点位系统的要求是快速定位，保证定位精度。定位方式采用增量坐标控制。 为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。