机电一体化总复习机电一化总复习.doc

《机电一体化系统设计》总复习 一、名词解释： 机电一体化产品：是指机械系统和微电子系统有机结合，从而产生新功能和新性能的新产品。 香农采样定理：对于一个有限频率的连续信号，当采样频率fs大于等于2f信号max时，采样函数才能不失真地恢复原来的连续信号。 采样/保持器：因为A/D转换需要一定的时间，为了保证转换精度，在A/D转换转换的过程中，要求信号的电压保持不变，在A/D转换完成后，又要能跟踪信号电压的变化。能完成这个功能的电路叫采样/保持器。 传感器：把被测得物理量（如温度、压力）作为输入参数，将其转换为电量（电流、电压、电阻等）后输出。 热电阻效应：物质的电阻率随温度变化而变化的特性成为热电阻效应。 热电效应：是当受热物体中的电子（空穴），因随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的一种现象。 可编程控制器：简称PLC??是一种为应用于工业环境而设计的数字运算操作的垫子控制系统。 步进电机：步进电机是用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的微电动机。 柔性制造系统：柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统(Flexible Manufacturing System)，英文缩写为FMS。 计算机集成制造系统：它是在信息技术自动化技术与制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化制造系统。 二、简答题 机电一体化系统与传统机电系统的区别是什么？简述机电一体化系统的共性关键技术。 答：（1）与传统机电系统相比，其主要特点是实现了机电系统在微电子技术基础上的信息驱动，在工作过程中可以对本身和外界环境的各种信息进行采集、处理和分析，系统的行为则完全取决于在信息分析的基础上所做的控制决策。 （2）机电一体化系统的共性关键技术包括：精密机械技术、信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服驱动技术、系统总体技术。 机电一体化系统包含哪些基本要素？ 答：基本要素：机械本体（机构）、动力（动力源）、检测传感（传感器）、信息处理（计算机）、执行与驱动（如各类电机）等五大部分。 简述滚珠丝杠的工作原理及特点。 答：工作时，螺母与需作直线往复运动的零部件相连，丝杆旋转带动螺母作直线往复运动，从而带动零部件作直线往复运动。 简述滚珠丝杠的安装方式的类型及其特点。 答： eq \o\ac(○,1)单推—单推式：其特点是轴向刚度较高，预拉伸安装时预紧力较大，轴承寿命比双推—双推式低。  eq \o\ac(○,2)双推—双推式：两端装有止推轴承及向心轴承的组合，并施加预紧力，使其刚度最高。适合于高刚度、高速度、高精度的精密丝杆传动系统。工作时随着温度升高会造成丝杆的预紧力增大，因而易造成两端支承的预紧力不对称。  eq \o\ac(○,3)双推—简支式：轴向刚度不太高，双推端可预拉伸安装，预紧力小，轴承寿命较长，适用于中速、精度较高的长丝杆传动系统。  eq \o\ac(○,4)双推—自由式：因其一端是自由状态，故轴向刚度和承载能力低，多用于轻载、低速的垂直安装丝杆传动系统。 为什么要消除齿轮副间隙？常用什么方法消除间隙？ 答：间隙会产生齿间冲击，影响传动的平稳性(出现传动死区)。若死区在闭环系统中，则可能导致系统不稳定，使系统产生低频振荡。 方法：（1）直齿圆柱齿轮侧隙的调整：中心距调整法、双片薄齿轮错齿调隙法、轴向垫片调整法 （2）斜齿轮侧隙的调整：轴向垫片法、轴向压簧法 （3）圆锥齿轮侧隙的调整：轴向压簧调整法、轴向弹簧调整法 导向机构都有哪几种类型？各有什么特点？ 答：（1）滑动导轨：其优点是结构简单、接触刚度大；缺点是摩擦阻力大、磨损快、低速运动时易产生爬行现象。 （2）滚动导轨：降低了运动摩擦阻力、驱动功率大幅度下降、定位精度和重复精度高、机械系统的运动刚度高、接触应力小良好的可校性，但是结构复杂、加工困难、成本高、误差度比较敏感。 （3）静压导轨：运动件与承导件之间具有一定压力的油或气体介质，使运动件浮在压力油或气体薄膜上，可使摩擦阻力大大降低；运动件受外载荷作用后，介质压力会反馈升高，以支承外载荷。 简述机电一体化系统的分类。 答：柔性制造系统（FMS）、计算机辅助设计/制造系统（CAD/CAM）、计算机辅助工艺规划系统(CAPP)、计算机集成制造系统（CIMS）以及各种工业过程控制系统。 工控机的接口卡有哪些类型，各有什么功能？ 答：（1）模拟量输入/输出卡：处理模拟信号的输入输出。 （2）数字量输入/输出卡：实现各类开关信号的输入/输出控制。 （3）运动控