机电一体化思考题2013(华科生课程)介绍.doc

机电一体化控制技术与系统思考题 一、概论 1．机电一体化“一体化”如何定义？ 答：机电一体化是机械技术与微电子技术、计算机技术、自动控制技术有机结合的一门复合技术。 技术上：体现为机械技术与微电子技术、计算机技术等高新技术的横向交叉、渗透和综合集成，从而形成一种新的学术思想和技术手段，各自单项技术是达不到的。 产品结构上：机械装置与电子设备、计算机硬件与软件合理配置，形成一个相互联系的有机整体。 2．机电一体化装备中广泛应用的计算机有哪些？ 答：工业控制机、单片机、PLC 3．机电一体化装备的共性关键技术有哪些？ 答：（精密）机械技术、计算机和信息处理技术、检测与传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术（P42） 4．机电一体化装备在应用中是如何分类的？工业机器人和电火花加工机床分别属于哪一类？ 答：机电一体化装备在应用中分为数控机械类、电子设备类、机电结合类、电液伺服类 、信息控制类。工业机器人属于数控机械类，电火花加工机床属于电子设备类 5．机电一体化装备的应用效益主要表现在哪些方面？分别举例说明。 答：1）提高精度 机械传动部件减少，因而，机械磨损、机械间隙、机械受力变形所引起的误差减少。可以实现补偿，校正误差 2）增强功能（可用性） 例如，机床————CNC————MC MC将多台普通机床上的多道工序在一次装夹中完成，换刀，自动检测等 6．查阅HJD机电一体化产品网站(0)，了解工艺装备及自动化系机电一体化产品的详细内容。 二、精密机械 从摩擦非线性问题，说明机电装备如何选用导轨？ 从以上几条曲线可见： 对于滑动导轨，静摩擦系数大于动摩擦系数；当相对运动速度较低时，导轨处于边界和混合摩擦状态，动摩擦系数随导轨的滑动速度的增加而降低； 当滑动速度加大到动压效应使导轨处于液体摩擦状态时，摩擦力用于克服油层间的剪切时，动摩擦系数随导轨的滑动速度的增加而增加； 对于滑动导轨，两导轨面的材料对摩擦特性也有较大影响，如氟塑料——铸铁导轨的摩擦系数小，且动、静摩擦系数的差值小； 滚动导轨和静压导轨的摩擦系数都很小，且动、静摩擦系数的实际没什么差别； 可见，这个摩擦的非线性，对系统的工作特性有很大影响。 滚珠丝杠副由哪些元件组成？滚珠丝杠副的特点？通过网上 查阅，了解丝杠、导轨副的原理和应用(www。T)（www。T） 答：滚珠丝杠副由丝杠、螺母、钢球、还有回珠器等组成。其特点有1）传动效率高，效率高达90%~95%，耗费的动力仅为滑动丝杠的1/3 2）传动精度高 淬火磨削；摩擦小，无非线性，无爬行；摩擦小 温升小、变形小。 3~6倍。 滚动摩擦，滑道淬火磨损极小 4）系统刚度好，通过螺母组件内施加予压，来获得足够的刚度 5）可逆向运动 6）不能自锁 滚珠丝杠副根据其限制丝杠轴的轴向窜动情况，有哪三种支承方式，各有什么特点？P5丝杆的精度？ 答：1）一端固定一端自由（F—O） 结构简单；丝杠的轴向刚度低；丝杠的压杆稳定性低；临界转速低2）一端固定一端游动（F—S） 结构较复杂，工艺难；需保持螺母与两端支承同轴；丝杠的轴向刚度与（F—O）同 ；丝杠的压杆稳定性与临界转速比（F—O）高；丝杠有热膨胀的余地 3）两端固定（F—F） 结构较复杂，工艺难，需保持螺母与两端支承同轴；丝杠的轴向刚度是（F—O）的4倍 ；丝杠的不受压，无压杆稳定性问题，临界转速也高；可以通过预拉伸减少丝杠自重下垂和补偿热膨胀 . P5丝杠的精度:0.023/300mm. 各种齿轮传动机构，消除齿侧间隙的方法？ 答：（1）直齿圆柱齿轮传动机构 1）偏心轴套调整法 结构简单，不能自动补偿 2）双片薄片齿轮错齿调整法 结构复杂，能自动补偿 （2）斜齿圆柱齿轮传动机构 1）双片薄片齿轮中间垫片调整法 不能自动补偿 2）双片薄片齿轮弹簧压紧调整法 能自动补偿 （3）锥齿轮传动机构 1）周向压簧调整：使内外齿圈的锥齿错位与小锥齿轮啮合达到消除间隙的作用； 2）向压簧调整：锥齿轮1在弹力作用下沿轴向移动，可消除锥齿轮l和2的间隙。 （4）齿轮齿条传动机构 当载荷较小、进给力不大时，齿轮齿条可采用双片薄齿轮错齿调整，分别与齿条的齿槽左、右二侧贴紧来消除间隙；当载荷较大所需进给力较大时，通常采用双厚齿轮的传动结构。 不同导轨应用？ 答：滚动直线导轨副是由导轨、滑块、钢球、返向器、保持架、密封端盖及挡板等组成。当导轨与滑块作相对运动时，钢球就沿着导轨上的经过淬硬和精密磨削加工而成的四条滚道滚动，在滑块端部钢球又通过返向装置（返向器）进入返向孔后再进入滚道，钢球就这样周而复始地进行滚动运动。返向器两端装有防尘密封端盖，可有效地防止灰尘、屑末进入滑块内部。 ：一、具有很强的控制功能；二、具有丰富的I/O接口；三、运