机电系统设计作业-解答.docx

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1、机电系统设计作业、填空题1 .机电一体化包括机械_技术和微电子产品两方面。2 .应用于工业控制的计算机主要有：单片机一，_PLC_,总线工控机_等类型。3 .光电编码器根据结构可分为_增量编码式光电旋转编码器_和_绝对编码式光电旋转编码器4 .液压伺服系统一般包括液压动力机构_、反响机构_等执行装置，以及_机械液压伺服系统_、_电液伺服系统_、气液伺服系统等根本环节构成。5 .顺序控制系统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_PLC_O6 .开环步进电动机控制系统，主要由一步进电机控制器、_步进电机驱动电源、一步进电机等组成。7 .机电一体化系统一般由机械本体_、_动力源

2、_、传感装置_、驱动执行机构、一控制器_组成。8 .常用导轨副的截面形式有：一三角形导轨_、_矩形导轨_、燕尾形导轨_、_圆形导轨四种形式。9 .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。10 .步进电机按转子结构形式可分为：_反响式_、_永磁式、_混合式一三种。11 .传感器按输出信号的性质分为模拟式_、_数字式_、开关式三种形式。12 .机电一体化主要的相关技术可以归纳成机械技术、_计算机与信息处理技术、自动控制技术、_传感与检测技术、伺服传动技术和系统技术。13 .步进电动机的步距角越小，意味着它所能到达的位置精度越14 .直流伺服电动

3、机目前常用恒流调速驱动系统和恒压调速驱动系统两种方式。15 .对步进电动机施加一个电脉冲信号时，步进电动机就回转一个固定的角度，叫做一步距角电机的回转角和输入脉冲的个数严格地成正比，而电动机的转速那么正比于输入脉冲的_数量O16 .点位控制数控机床：其数控装置只控制机床移动部件从一个位置移动到另一个位置点，而不控制点到点之间的运动轨迹_、_在定位过程中在移动过程中不进行切削加工，如数控钻床、数控冲床等。17 .按导轨面间的摩擦性质，导轨分为边界摩擦导轨_、_液体动压导轨_、_液体静压导轨18 .交流伺服电动机的分类有：幅值控制_、一相位控制、幅相控制_。19 .按照机器人的结构特征分，机器人分

4、为一直角坐标机器人_、_柱面坐标机器人_、球面坐标机器人_、_多关节型机器人20 .按照机器人的用途分，机器人分为工业机器人_、一农业机器人_、一探索机器人_和_效劳机器人_。21 .谐波齿轮传动的三个主要部件是：_谐波发生器_、_柔轮_和_刚轮o22 .数控机床同其他机电一体化产品一样，也是由_机械本体_、_动力源_、_执行局部_、_传感测试局部_和_控制及信息处理局部组成。23 .单片微型计算机简称单片机。一般由_CPU_、_RAM_、_ROM_、/0接口_以及总线等其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。24 .PLC不仅能进行简单的逻辑控制，还能完成_过程控制、_运动一控制、_数

5、据处理_和通信联网等功能。25 .滚珠丝杠是将旋转运动变成工作台移动的构件。滚珠丝杠的螺距为2mm,那么滚珠丝杠转动100圈时，工作台移动的位移为200mm。二、简答题1 .请举出5个日常生活中的机电一体化产品。答：洗衣机，空调，电梯，汽车，打印机。2 .简述机电一体化的根本构成。答：机械本体，动力与驱动局部，执行局部，传感测试局部，控制及信息处理局部。3 .简述机电一体化的相关技术。答：机械技术，传感检测技术，信息处理技术，自动控制技术，伺服驱动技术，系统总成技术。4 .说明机电一体化系统中常用导轨的种类。答：机电一体化系统中常用的导轨有滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。5 .常用的传感器有哪些

6、？答：电阻式传感器，电容式传感器，电感式传感器，压电式传感器，霍尔式传感器。6 .简述机电一体化系统对传动部件的根本要求答：精密化，高速化，小型，轻量化。7 .什么叫人机接口？人机接口的特点及分类答：人机接口是操作者与机电系统之间进行信息交换的接口；人机接口分为：输入接口和输出接口；特点：输入接口：通过输入接口向系统输入各种控制命令和参数，对系统进行控制；输出接口：通过输出接口向操作者反映系统的各个状态和参数以及结果等信息。8 .简述数控机床的组成局部及功能答：1信息输入：这一部份是数控机床的信息输入通道，加工零件的程序和各种参数，数据通过输入设备送进计算机系统。2数控装置：数控装置是由中央处

7、理单元，存储器，总线和相应的软件构成的专用计算机，它接收到榆入信息后，经过译码，轨迹计算，插补运算和补偿运算，再给各个坐标的伺服驱动系统分配速度，位移指令，它是数控机床的核心。3伺服驱动装置及检测反响装置：伺服驱动装置又称为伺服系统，它接受计算机运算处理后分配来的信号。4机床本体：机床本体也称主机，它包括机床的主运动部件，进给运动部件，执行部件和根底部件。5机电接口：机床上除了点位，轨迹控制采用数字控制外，还有许多其他控制，如主轴的启停，电磁铁的吸合，释放，离合器的开合，电磁阀的翻开与关闭等。9 .简述数控机床的分类及特点答：1按工艺用途分类：具有很好的加工尺寸的一致性，很高的生产率。2按运动

8、方式分类：点位控制和直线控制工作。3按控制方式分类：开环控制和半闭环控制工作。4按数控制机床的性能分类。5按所用数控装置的构成方式分类。10 .简述机器人的组成及特点答：机器人组成：机械手或移动车，传感器，末端执行器，控制器和处理器，驱动器，软件；特点：仿生特征，柔性特征，智能特征，自动特征。11 .MCS51单片机由哪些部件组成？答：运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备组成。12 .简述莫尔条纹的放大原理答：在两光栅栅线夹角较小的情况下，莫尔条纹宽度W和光栅栅距3、栅线角之间有以下关系。式中，的单位为rad,W的单位为mmo由于倾角很小，sin很小，那么忙3/假设=0.01mm,=0.

9、01rad,那么上式可得W4,即光栅放大了100倍。13 .简述步进电机的工作原理答：通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。三、计算题1 .编码器是用来测量角度的传感器，其输出信号为脉冲，每一个脉冲对应一个分辨角,当产生的脉冲

10、数为N,因此编码器产生的角位移为8=aN如：编码器的分辩角为a=0.03。，当编码器需要转过360时，求需要产生的脉冲数为多少？解：根据角位移公式8=aN,需要产生的脉冲数为N=S=当=12000个脉冲a0.032 .如图1所示分辨率为1024的增量式安装在机床的滚珠丝杠转轴上，丝杠的螺距为2mm,编码器在10秒内揄出307200个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速分别是多少？图1解：1由于编码器的分辨率为1024,亦即转轴转一圈，编码器产生1024个脉冲。因此，10秒内转轴转了多少转：3072001024二300转刀架的位移量：由于丝杠的螺距为2mm,亦即丝杠转一圈，刀架将移动2mm,所以刀

11、架的位移量为x=300X2=600(mm)2转速：30010=30转/秒3 .步进电机采用三相六拍通电方式，测得步进包机的转速为100rmin,转子有24个齿，求：步进电机的步距角；解：1)根据步距角公式：=360/相上Z式中m定子励磁绕组相数m=32转子的齿数z=24通电方式，A=2因此，步距角=3600mE=36()o3x2X24=2.5。，也就是步进电机通一次电，转子转过。4 .某光栅的条纹密度是50条mm,光栅条纹间的夹角82孤度，求莫尔条纹的间距宽度及英尔条纹的放大倍数。解：根据莫尔条纹的放大原理，莫尔条纹的栅距W=150=,那么莫尔条纹的间距为：n W 0.02B=二0 0.002=IOmm o放大倍数为：K=O=-9=500倍W0.02