机电一体化重点.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流1、2、3、4、 机电一体化重点.精品文档.5、 机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。6、 机电一体化包含机电一体化技术和机电一体化产品(系统)两层含义。7、 广义的接口功能有两种，一种是输入/输出；另一种是变换、调整。8、 接口性能就成为综合系统性能好坏的决定性因素。9、 根据接口的变换、调整功能，可将接口分成以下四种：零接口、无源接口、有源接口、智能接口。10、 根据接口的输入输出功能，可将接口分成以下四种：机械接口、物理接口、信息接口、环境

2、接口。11、 机电一体化系统(产品)的主要特征是自动化操作。12、 现代计算机设计方法：计算机辅助设计与并行工程、虚拟设计、快速响应设计、绿色设计、反求设计等。13、 与一般机械系统相比机电一体化系统要求：响应要快、稳定性要好。14、 为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，主要从以下几个方面采取措施：1) 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件、2) 缩短传动链、3) 选用最佳传动比、4) 缩小反向死区误差、5) 改进支承及架体的结构设计以提高刚性。15、 常用的机械传动部件：螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、各种非线性传动部件等；主要功能：传递转矩和转速。特点：传动间隙小、精度高、

3、体积小、重量轻、运动平稳、传递转矩大。16、 丝杠螺母机构分为：滑动摩擦机构和滚动摩擦机构。其中滑动摩擦机构具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低（30%40%） ；而滚动摩擦机构摩擦阻力矩小、传动效率高（92%98%）。17、 我国生产的滚珠丝杠副的螺纹滚道有单圆弧型和双圆弧型。18、 滚珠丝杠副的特点：轴向刚度高、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等优点，但不能自锁，具有传动的可逆性。19、 接触角一般为45度，并随载荷大小的变化而变化，且滚道圆弧半径R稍大于滚珠圆弧半径rb，成型简单，加工精度较高。20、 滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。内循环方式的滚珠在循环

4、过程中始终与丝杆表面保持接触。在同一螺母上装有24个滚珠用反向器，并沿螺母圆周均匀分布。21、 内循环方式的优点是滚珠循环的回路短、流畅性好、效率高、螺母的径向尺寸也较小；其不足是反向器加工困难、装配调整也不方便。22、 外循环方式中的滚珠在循环返向时，离开丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外作循环运动从结构上看，外循环有以下三种形式：螺旋槽式、插管式和端盖式。23、 滚珠丝杠副的主要尺寸参数：公称直径、基本导程、小径、大径、滚动体直径24、 基本导程的大小应根据机电一体化产品的精度要求确定，精度越高，导程越小25、 滚珠丝杠副的精度等级最高精度为C级，最低精度为H级，将滚珠丝杠副的精度分成为1、2

5、、3、4、5、7、10共七个等级，最高级为1级，最低级为10级。尺寸系列尽可能优先选用：2.5，5，10，20及40。26、 滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧方式有：1）双螺母螺纹预紧调整式2）双螺母齿差预紧调整式3）双螺母垫片调整预紧式4）弹簧式自动调整预紧式5）单螺母变位导程自预紧式。27、 滚珠丝杠副支承方式有1）单推单推式2）双推双推式3）双推简支式4）双推自由式28、 为了提高轴向刚度，常用以止推轴承为主的轴承组合来支承丝杠；当轴向载荷较小时，也可用角接触球轴承来支承丝杠。29、 双推简支式适用于中速、传动精度较高的长丝杠传动系统。30、 密封圈有接触式和非接触式两种。非接触式密封内孔

6、螺纹表面与丝杠螺纹之间略有间隙，故又称迷宫式密封圈。接触式密封圈有接触压力并产生一定的摩擦力矩，但其防尘效果好。31、 滚珠丝杠副结构的选择是根据防尘防护条件以及对调隙及预紧的要求。32、 选用滚珠丝杠副时通常主要选择丝杠的公称直径d0和基本导程l0 。33、 谐波齿轮传动具有结构简单、传动比大(几十几百)、传动精度高、回程误差小、噪声低、传动平稳、承载能力强、效率高等一系列优点。34、 谐波齿轮传动是依靠柔性齿轮产生的可控变形波引起齿间的相对错齿来传递动力和运动的。波形发生器为主动件，刚轮或柔轮为从动件。35、 当刚轮固定时，则柔轮的回转方向与波形发生器的回转方向相反。36、 谐波齿轮减速器

7、产品选型时需确定以下三项参数：（a）传动比或输出转速（r/min)、b）减速机输入功率（kw)、c）额定输入转速（r/min)37、 同步带传动优点：具有传动比准确，传动效率高（可达98%）、能吸振、噪音低、传动平稳、能高速传动、维护保养方便等。缺点：安装精度要求高、中心距要求严格、具有一定的蠕变性。38、 间歇传动部件是将原动机构的连续运动转换为间歇运动。其基本要求是移位迅速、移位过程中运动无冲击，停位准确可靠。主要有棘轮传动机构、槽轮传动机构和蜗形凸轮传动机构。39、 支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。导轨40、 导轨副主要由承导件和运动件两大部分组成。按其运动方向可

8、分为直线运动导轨副和回转运动导轨副；按其摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨等。按其结构特点可分为开式和闭式。41、 导轨副应满足的基本要求：导向精度高、刚性好、运动轻便平稳、耐磨性好、温度变化影响小以及结构工艺性好等。42、 直线运动导轨的几何精度主要指水平面和垂直面的直线度，以及两导轨面间的平行度。43、 刚度抵抗载荷的能力。静刚度的好坏取决于物体在恒定载荷作用下物体变形的大小44、 导轨的变形一般有自身、局部和接触三种变形。自身变形的解决办法：加强导轨自身刚度，常用增大尺寸和合理布置筋和筋板。导轨局部变形发生在载荷集中的地方。45、 精度的保持性主要由导轨的耐磨性决定。提高

9、导轨的精度保持性，必须进行正确的润滑与保护。防护方法很多，目前多采用多层金属薄板伸缩式防护罩进行防护。46、 爬行主要原因是摩擦系数随运动速度的变化和传动系统刚性不足。47、 导轨对温度变化的敏感性，主要取决于导轨材料和导轨配合间隙的选择。48、 凹形导轨宜用于高速，但必须有良好的防护装置，以防切屑等赃物落入导轨。49、 矩形导轨与三角形导轨相比，导向精度低，磨损后不能自动补偿，须有调整间隙装置，但摩擦阻力较小。燕尾形导轨用于速度不高，受力不大，高度尺寸受限制的场合。圆形导轨主要用于承受轴向载荷。50、 导轨副间隙常用的调整方法有压板和镶条法两种方法。51、 导轨常用材料有铸铁、钢、有色金属和

10、塑料等。52、 对滚动导轨副的基本要求：导向精度、耐磨性、刚度、工艺性53、 直线运动滚动导轨副的滚动体有循环的和不循环的两种类型。54、 旋转支承的种类：圆柱支承、圆锥支承、填入式滚动支承和其他支承形式。55、 机座或机架是支承其它零部件的基础部件。机座多采用铸件，机架多由型材装配或焊接构成。其基本特点是尺寸较大、结构复杂、加工面多，几何精度和相对位置精度要求较高。56、 电气执行元件包括直流(DC)伺服电机、交流（AC）伺服电机、步进电机以及电磁铁等。57、 液压式执行元件主要包括往复运动油缸、回转油缸、液压马达等，其中油缸最为常见。这些液压执行元件具有承受转矩较大，可直接驱动运行机构的优

11、点，适合于重载高加减速驱动。58、 气压式执行元件与液压式执行元件相比，只是其工作介质变为压缩空气，由于空气粘性差，具有可压缩性，故不能在定位精度较高的场合使用。59、 机电一体化系统对执行元件的基本要求：惯量小、动力大、体积小、重量轻、便于维修、安装、宜于微机控制60、 控制用电动机有回转和直线驱动电动机。61、 在额定输出功率相同的条件下,交流伺服电动机的比功率最高、 直流伺服电动机次之、步进电动机最低。62、 控制用旋转电动机按其工作原理可分为旋转磁场型和旋转电枢型。63、 步进电动机又称脉冲电动机，它是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。64、 步进电动机的种类很多，有旋转式步进电

12、动机，也有直线步进电动机；从励磁相数来分有三相、四相、五相、六相等步进电动机。65、 常用的旋转式步进电动机的转子结构来说，可将其分为以下三种：1）可变磁阻型 2）永磁型 3）混合型66、 可变磁阻型电动机的转子结构简单、转子直径小，有利于高速响应。该类电动机的定子与转子均不含永久磁铁，故无励磁时没有保持力。这种电动机具有制造成本高、效率低、转子的阻尼差、噪声大等缺点。但是其制造材料费用低、结构简单、步距角小。67、 PM型电动机的特点是励磁功率小、效率高、造价低，因此需要量也大。这种电动机由于采用了永久磁铁。68、 混合型步进电机不仅具有VR型步进电动机步距角小、响应频率高的优点，而且还具有

13、PM型步进电动机励磁功率小、效率高的优点。69、 步进电机每两个相对磁极组成一相，从一相通电换接到一相通电称为一拍，每一拍转子转动一个步距角。70、 步进电动机的步距角越小，意味着它所能达到的位置精度越高。通常的步距角是1.5或0.7571、 最常用的有0.61.2、0.751.5、0.91.8、12、1.53等。72、 步进电动机的动态特性将直接影响到系统的快速响应及工作的可靠性。73、 起动转矩通常与步进电动机的相数和通电方式有关。74、 A相与B相矩-角特性曲线之交点所对应的转矩被称为起动转矩。步进电动机在连续运行时所能接受的最高控制频率称为最高运行频率。电动机在连续运行状态下，其电磁转

14、矩随控制频率的升高而逐步下降。75、 驱动电源由脉冲分配器、功率放大器等组成。76、 实现环形分配的方法有三种：一种采用计算机软件，另一种采用小规模集成电路搭接而成的三相六拍环形脉冲分配器。第三种是采用专用环形分配器器件。77、 控制系统的设计就是选用微机、设计接口、控制形式和动作控制方式的问题。78、 专用控制系统适合于大批量生产的机电一体化产品。对于多品种、中小批量生产的机电一体化产品来说，采用通用控制系统比较合理。79、 采用硬件：价廉、可靠性高、处理速度快。采用软件：不需要焊接、易于修改。控制系统中硬件和软件的合理组成，通常要根据经济性和可靠性的标准权衡决定。80、 选择微型计算机要求

15、微机应能满足具有较完善的中断系统、足够的存储容量、完善的I/O通道和实时时钟等要求。81、 系统总体设计中主要考虑硬件与软件功能的分配与协调、接口设计、通道设计、操作控制台设计、可靠性设计等问题。82、 应用软件的设计必须具有实时性、针对性、灵活性和通用性。83、 系统调试的步骤为硬件调试 软件调试 系统调试。84、 微型计算机的硬件构成主要由数据总线、地址总线、控制总线相连接。85、 按组装形式可将微型计算机分为单片机、单板机和微机系统等。86、 单片机的特点：集成度高、功能强、通用性好；体积小、重量轻、价格便宜、可靠性高、抗干扰能力强、使用方便。87、 应用软件的设计必须具有实时性、针对性

16、、灵活性和通用性。88、 按微处理机位数可将微型计算机分为位片、4位、8位、16位、32位和64位等机种。89、 按用途分类可以将微型计算机分为控制用和数据处理用微型计算机。对单片机来说：可分为通用型和专用型。90、 所谓最小工作模式是指单处理器系统，即系统中只有8086或8088一个微处理器。91、 最大工作模式是相对于最小模式而言的。其特征是系统中可以包括两个或多个微处理器，92、 8086/8088CPU是一个具有40根引脚、双列直插式结构LSI芯片。93、 1） 地址总线（A0A15） 三态输出。三态即高电平为1，低电平为0，高阻时不动作。2）数据总线（D0D7）3）数据读和写的控制信

17、号（MREQ、IORQ、RD、WR）94、 IORQ表示当前地址总线上的内容为一有效的I/O外设的地址，允许对外设进行数据的输入/输出。RD表示允许从存储器或I/O外设读取数据。WR表示允许CPU将数据写入存储器或外设。RD、WR表示该信号线低电平有效.INT是中断请求信号，由外部设备产生。NMI为非屏蔽中断请求信号，它比INT有更高的优先权级别。95、 HALT是使CPU处于停止状态,WAIT是让CPU等待信号；RFSH是动态RAM进行刷新的信号，此线为低电平时，M1是系统同步控制信号，即表示机器周期的信号。RESET表示复位清零操作信号。96、 微机控制系统中按其功能可分为随机存储器（RA

18、M）和只读存储器(ROM)。97、 RAM是能够将程序和数据读出和写入的存储器，可分为双极型和MOS型两大类。双极型特点：存取速度快，但所需晶体管多，集成度低、容量小、功耗大等。98、 MOS型主要分为静态RAM和动态RAM。特点：体积小，容易泄漏，每隔数毫秒就需要重新写入；集成度高、功耗低、价格便宜。99、 静态和动态RAM在停电后记忆内容都会消失。100、 ROM主要可分为掩膜ROM和PROM两类。其中PROM分为EPROM、EEPROM、KEPROM。101、 LSI存储器的存储容量用单个芯片内能够存储信息的位数来表示。102、 选用CPU时一般用译码器来选片，另外还可以用逻辑电路法来选

19、片。103、 目前常用的单片机系列有MCS-48、51、96，其中MCS-51系列单片机是目前8位微机中性能价格比最佳。104、 I/O接口应包括I/O接口硬件电路和软件两方面的内容。105、 I/O接口硬件电路主要由地址译码器、I/O读写译码和I/O接口芯片组成。106、 I/O地址为输入端口或输出端口的地址总称。107、 8031片内无ROM也无EPROM，使用时必须配置外部的的程序存储器EPROM。108、 在8031单片机应用系统中，最常用的静态RAM芯片有6116和6264两种。109、 常用的I/O接口电路是通用的可编程并行8位接口芯片（8255）。110、 单片机应用系统中，常使

20、用LED(发光二极管)、CRT显示器和LCD(液晶显示器)等作为显示器件。其中LED和LCD成本低、配置灵活、与单片机接口方便，故应用广泛。111、 数码显示器是单片机应用产品中常用的廉价输出设备。112、 发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极显示器，阴极连在一起的称为共阴极显示器。113、 通常的七段LED显示块中有八个发光二极管，故也有人称之为八段显示块。114、 共阳极与共阴极的段选码互为补数。115、 点亮显示器有静态和动态两种方法。116、 显示器的亮度既与导通电流有关，也和点亮时间与间隔时间的比例有关。117、 8279显示器最大配置为16位显示。118、 键盘中有无按键按下是由列

21、线送入全扫描字、行线读入行线状态来判断的。119、 键值赋值最直接的办法是将行、列线按二进制顺序排列。120、 键盘的工作方式有编程扫描方式、定时扫描方式和中断扫描方式三种。121、 去键的机械抖动影响。其方法为，在判断有键按下后，软件延时一段时间再判断键盘状态，如果仍为有键按下状态，则认为有一个确定的键按下，否则按键抖动处理。122、 编程扫描工作方式只有在CPU空闲时才调用键盘扫描子程序。123、 可编程逻辑控制器（PLC）具有程序可变、抗干扰能力强、可靠性高、功能强、体积小、耗电低、特别是易于编程、操作方便、便于维修、价格低廉等特点。124、 微机CPU主要完成指令分析、解释、运算及控制

22、功能，是PLC的指挥中心。125、 输入/输出接口有串行口、并行口、模拟量输入/输出口、开关量输入/输出口、脉冲量输入口等。126、 几乎所有的PLC都把用逻辑梯形图进行编程的简易助记符作为第一语言。127、 按输出信号的性质可将传感器分为开关型（二值型）、模拟型和数字型。128、 线性输出信号可直接被采用，而非线性输出信号则需进行适当修正，将其变成线性信号。129、 数字型传感器有计数型和代码型两大类。其中计数型又称脉冲数字型：所发出的脉冲数与输入量成正比，加上计数器就可对输入量进行计数。代码型传感器又称编码器。130、 位移、位置传感器的测量方法多为电测法。测量温度的方法有接触式和非接触式

23、两类。131、 用户根据使用要求按其主要性能参数，如测量范围、精度、分辨力、灵敏度等选用。132、 传感器的输出信号的测量电路有模拟型测量电路、数字型测量电路和开关型测量电路之分。133、 ALE是地址锁存器，高电平时将A、B、C锁存。134、 无论外部或内部负载是力还是力矩，应用虚功原理，可进行等效负载转矩的计算。135、 在控制系统中常采用电流负反馈或速度负反馈来提高系统低速稳定性。136、 系统干扰指产生系统元部件失效或数据传输、处理失误，进而影响系统可靠工作的内部因素和外部因素。137、 系统干扰源的类型有传导型和辐射型。138、 执行元件的匹配选择主要包括转矩匹配、功率匹配、保护系数和过载保护系数验算四部分。139、 信号转换接口电路的设计和选用-主要指A/D、D/A的选用140、 驱动电路设计通常分为两部分：信号处理与功率放大（提高信号品质为主），功率放大（增大能量为主）。141、 对伺服系统电源常用的保护措施：滤波、隔离、屏蔽干扰信号；稳压、限压、限流、断电保护和短路保护。142、 PID调节器的目的：是使系统输出误差（与目标参量相比）最小和在外界干扰作用下产生输出误差最小。143、 为了改善和提高系统的稳定性能，在控制系统中常采用电流负反馈或速度负反馈来提高系统低速稳定性。