【正文】 NC機械、機器人。15．導軌副的組合形式包括哪幾種？答：（1）雙三角形（2）矩形和矩形組合（3）三角形和矩形組合（4）三角形和平面組合（5）？答：（1）采用鑲裝導軌（2）提高導軌精度與改善表面粗糙度（3），各級傳動比的最佳分配原則都有哪些？答：（1）重量最輕原則（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則（3）?答：根據(jù)能量不同分為：（1）電動式 ：可使商用電源信號與動力的傳送方向相同，有交流和直流之別，應注意電壓之大??；（2）液動式 ：要求操作人員技術熟練，液壓源壓力為（20~80）*10^5（3）氣動式 ：空氣壓力源的壓力為（5~7）*10^5Pa，？答：（1）提高系統(tǒng)的設計和制造質(zhì)量（2）冗余技術（3）診斷技術第三篇：機電一體化答案控制用電機有哪些種類、特點及應用？控制用電動機：力矩電動機、脈沖電動機、開關磁阻電動機、變頻調(diào)速電動機和各種AC/DC電動機...在額定輸出功率相同的條件下，比功率（dp/dt）：交流伺服電機直流伺服電機步進電機。（優(yōu)）點是什么？答：傳動比準確、傳動效率高、能吸震、噪聲低、傳動平穩(wěn)、能高速傳動、維護保養(yǎng)方便等優(yōu)點。這些傳動機構可將原動機構的連續(xù)運動轉(zhuǎn)換為間歇運動。具有：軸向剛度高；運動平穩(wěn)；傳動精度高；不易磨損；使用壽命高等優(yōu)點。（）4 異步通信是以字符為傳輸信息單位。8 I/O通道也稱為過程通道。伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出的自動控制系統(tǒng)。I/O接口電路也簡稱接口電路。硬件在外設與內(nèi)存間直接進行數(shù)據(jù)交換（DMA）而不通過CPU在計算機接口技術中I/O通道就是I/O接口。它的目的是提高系統(tǒng)的附加價值。傳動比的最佳分配原則：重量最輕原則、輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則、等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則。13在額定輸出功率相同的條件下，交流伺服電動機的比功率最高，直流伺服電動機次之，步進電動機最低。2)工作平穩(wěn)，能吸收振動；3)不需潤滑，耐油、水、耐高溫，耐腐蝕，維護保養(yǎng)方便；4)中心距要求嚴格，安裝精度要求高。應用：音響和音像設備、計算機外圍設備。由于VR型步進電機的鐵心無極性，故不需要改變電流極性，因此多為單極性勵磁。混合（HB）型：具有VR型步進電機步距角小、響應頻率高的優(yōu)點，還具有PM型步進電機勵磁功率小、效率高的優(yōu)點。雙相輪流通電方式，、單雙相輪流通電方式，三相六拍通電。采用專用環(huán)形分配器器件，如CH步進電機的微機控制方式有哪些？各有何特點？答：串行控制：在具有串行控制功能的單片機系統(tǒng)中驅(qū)動電源中必須含有環(huán)形分配器。缺點：反向器加工困難、裝配調(diào)整不方便。（3）雙螺母墊片調(diào)整預緊式D；結構簡單、剛度高、預緊可靠，但使用中調(diào)整不方便。滾珠絲杠的公稱直徑應根據(jù)什么選擇？基本導程應根據(jù)什么選取？答：公稱直徑d0應根據(jù)軸向最大載荷按滾珠絲杠副尺寸系列選擇。1）周向彈簧式；受到周向圓弧槽及彈簧尺寸限制，故僅適用于讀數(shù)裝置而不適用于功率驅(qū)動裝置。適用于運動速度不高、受力不大、高度尺寸受到限制的場合。簡述卸荷導軌的工作原理。適用于行程短的場合；（2）滾動體循環(huán)的滾動導軌副；適合行程較長的場合；（3）滾動軸承導軌副；摩擦力矩小，運動平穩(wěn)、靈活，承載能力大，調(diào)節(jié)方便，導軌面積小，加工工藝性好，能長久地保持較高的精度。而對于完成主要作用的主軸軸系的旋轉(zhuǎn)精度、剛度、熱變形及抗振性等得要求較高。（4）機座的結構工藝性；保證剛度的情況下應力求形狀簡單；機座壁厚應盡量均勻；鑄件要便于清砂；在同一側面的加工表面，應處于同一平面上；必須有可靠的加工工藝基面。目的是提高系統(tǒng)（產(chǎn)品）的附加價值，即多功能、高效率、高可靠性、省材料省能源，并使產(chǎn)品結構向短、小、輕、薄化方向發(fā)展，從而不斷滿足人們生活的多樣化和生產(chǎn)的省力化、自動化需求。主功能：系統(tǒng)誤差、抗干擾能力、廢棄物輸出變換效率； 動力功能：輸入能量、能源；控制功能：控制輸入/輸出接口個數(shù)、手動操作； 構造功能：尺寸、重量、強度； 計測功能：精度。........................................................5 II32 機電一體化系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求是什么？....................................................5 33 簡述控制用電動機的功率密度及比功率的定義。......................................................................12 機電一體化技術第7 章參考答案........................................................................................13 73 機電一體化系統(tǒng)中的典型負載有哪些？說明以下公式的含義：...........................13 74 設有一工作臺x 軸驅(qū)動系統(tǒng)，已知參數(shù)為下表中所列，已知mA=400 ㎏，Ph=5mm,Fl 水平=800N，F(xiàn)l 垂直=600N，工作臺與導軌間為滑動摩擦，其摩擦系數(shù)為 ，試求轉(zhuǎn)換到電動機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量和等效轉(zhuǎn)矩。、融合法、組合法？答：機電互補法又稱取代法。2－16 各級傳動比的分配原則是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是什么？答：（1）各級傳動比的分配原則是：重量最輕原則輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則 等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是：為提高機電一體化系統(tǒng)齒輪傳動的精度，各級傳動比應按先小后大的原則分配，以便降低齒輪的加工誤差、安裝誤差以及回轉(zhuǎn)誤差對輸出轉(zhuǎn)角精度的影響。設 H g r、分別為剛輪、柔輪和波形發(fā)生器的角速度，則g H r H rg g H r Z i Z。？答：①旋轉(zhuǎn)精度②剛度③抗震性④熱變形⑤軸上零件的布置 5機電一體化技術第 3章參考答案 31 簡述機電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的分類及特點。電機的換向是 通過橋式電路來實現(xiàn)的，它是由四個大功率的晶體管組成，通過在不同晶體管的基極加正 負脈沖從而實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)向控制。如果按照 A→C→B →A??的順序通電，步進電機講沿順時針方向一步步地轉(zhuǎn)動。當 A 相得電時，步進電機轉(zhuǎn)動一步，當脈沖依次加到 ABC 三個輸入端時，三組放大器分別驅(qū)動不同的繞組，是電機一步一步的轉(zhuǎn)動。答：微處理機簡稱 CPU，它是一個大規(guī)模集成電路器件或超大規(guī)模集成電路器件，器 件中有數(shù)據(jù)有數(shù)據(jù)通道、多個寄存器、控制邏輯和運算邏輯部件，有的器件還含有時鐘電 路，為器件工作提供定時信號。當控制信號為高電平時，經(jīng)反相后，加到發(fā)光二極管正端的電平為低電平，因此，發(fā)光二極管不導通，沒有光發(fā)出。53 簡述數(shù)字控制系統(tǒng) A/D 轉(zhuǎn)換過程。答 ： 設 對 微 小 輸 入 位 移 有 微 小 的 輸 出 位 移，則輸入功的總和和輸出功的總和分別為：其中忽略機構內(nèi)部機械損失時，兩式相等。對具體系統(tǒng)而言，其負載可能是以上幾種典型負載的組合，不一 定均包含上述所有負載項目。n4=180。j2=.016。a=400*(v1/nd)^2/(4*pi^2)b=j1c=j2*(n2/nd)^2 d=j3*(n3/nd)^2 e=j4*(n4/nd)^2 f=js*(ns/nd)^2 g=j11*(n11/nd)^2 h=j22*(n22/nd)^2J=400*(v1/nd)^2/(4*pi^2)+j1+j2*(n2/nd)^2+j3*(n3/nd)^2+j4*(n4/nd)^2+js*(ns/nd)^2+j11*(n11/ nd)^2+j22*(n22/nd)^2+jd fs=800。比例環(huán)節(jié)（P）、積分環(huán)節(jié)(I)、比例積分環(huán)節(jié)(PI)和比例積分微分調(diào)節(jié)(PID)各有何優(yōu)缺點？答：在穩(wěn)態(tài)設計的基礎上，利用所選元部件的有關參數(shù)，可以繪制出系統(tǒng)框圖，并根據(jù)自 動控制理論基礎課所學知識建立各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，進而激勵系統(tǒng)傳遞函數(shù)。系統(tǒng)中采用積分環(huán)節(jié)可以減少或消除誤差，但由于積分環(huán)節(jié)效應慢，故很少單獨使 用。78 何謂機電一體化系統(tǒng)的“可靠性”？答：機電一體化可靠性是指，系統(tǒng)（產(chǎn)品）在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能 力。所有機電一體化系統(tǒng)的設計都是為了獲得用來構成事物的有用信息。反求設計是以現(xiàn)代設計理論、方法和技術為基礎，運用各種專業(yè)人員的工程設計經(jīng)驗、知識和創(chuàng)新思維，對已有的系統(tǒng)進行剖析、重構、再創(chuàng)造的設計。導軌副的組成：導軌副主要由承導件和運動件兩大部分組成。如圖，分別記作 1 和 3 的基極上加以正脈沖的同時，在 2 和 4 的基級上加以負脈沖，這時 1 和 3 導通，2 和 4 導通。415 鍵盤鍵值是如何確定？答：將行、列線按二進制順序排列，當某一鍵按下時，鍵盤掃描程序執(zhí)行到給該列置0電平，讀出各行狀態(tài)為非1狀態(tài)，這時的行、列數(shù)據(jù)組合成鍵值。答：首先要根據(jù)使用要求選擇適合自己所需要的，此外還可以采取某些技術措施來改善傳感器的性能如：平均技術，差分技術，穩(wěn)定性處理，屏蔽和隔離。即穩(wěn)態(tài)誤差ess的大小。包括負載在內(nèi)的機械總體的動態(tài)特性，以傳遞函數(shù)形式可表示為X(s)/Fx(s)=1/[(Jm+JL/i2)s2]第六章64 簡述數(shù)控機床坐標系的定義規(guī)則。y坐標按右手直角笛卡兒坐標系確定其正方向。由于動力傳動鏈存在齒輪傳動間隙，當電動機在齒隙范圍內(nèi)運動時，被控對象不轉(zhuǎn)動，沒有反饋信號，系統(tǒng)暫時處于開環(huán)狀態(tài)。710 保證機電一體化系統(tǒng)可靠性的方法有哪些? 答：；；。又因為系統(tǒng)具有慣量，當被控對象轉(zhuǎn)角qc等于輸入轉(zhuǎn)角qr時，被控對象不會立即停下來，而靠慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使被控對象比無間隙時更多地沖過平衡點，這又使系統(tǒng)出現(xiàn)較大的方向誤差。答：M指令代碼：M00程序停機M01選擇停機，按下“選擇停”按鈕后才起作用；M02程序結束，到下一程序的起點；M03主軸順時針方向旋轉(zhuǎn)；M04主軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)；M05主軸停轉(zhuǎn)；M06換刀；M07開號冷卻液；M08開*號冷卻液；M09關閉冷卻液；M10夾緊；M11松開；M30程序終了，返回到程序起點。該標準規(guī)定機床傳遞切削力的主軸軸線為Z坐標。答：機械系統(tǒng)在傳遞運動的同時還將進行力的傳遞。第五章51 回顧所學機械控制工程的相關知識，簡述機電一體化系統(tǒng)設計與機械控制工程理論的關系。答：光電隔離電路主要由光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件組成，如書本P168圖 。電流的方向與前一情況相反，電動機轉(zhuǎn)向，顯然，如果改變加到 1 和 3，2 和 4這兩組管子基極上控制脈沖的正負和導通率就可以改變電動機的轉(zhuǎn)向和速。導軌副應滿足的基本要求：導向精度高、剛性好、運動輕便平穩(wěn)、耐磨性好溫度變化影響小以及結構工藝性好等?？傓D(zhuǎn)角誤差主要取決于最末一級齒輪的轉(zhuǎn)角誤差和傳動比的大小，在設計中最末兩級的傳動比應取大一些，并盡量提高最末一級齒輪副的加工精度。答：計算機輔助設計是設計機電一體化產(chǎn)品的有力工具，用來設計一般機械產(chǎn)品的CAD的研究成果。答：機電一體化乃是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術，并將機械裝置與電子裝置用相關軟件有機結合而構成系統(tǒng)的總稱。他的傳遞函數(shù)為Gc(s)=–[ KP（1+1/（Tis））] 式中 Kp=R2/R1；Ti=R2C。它的系統(tǒng)框圖如圖（2）所 示。ma=400。j4=.032。n22=360。該系統(tǒng)運動部件的動能總和為 2 2 1 1 1 1 2 2 m n i i j j i i設、等效到元件輸出軸上的總動能為 2 1 2 k k cq k，由能量守恒：E =E k故2 1 1 m n j k i cq i j i i k k v J m J用工程上常用單位時，可將上式改寫為 2 2 2 1 1 1 4 m n j k i cq i j i i k k n v J m J第二式表示等效負載轉(zhuǎn)矩。56 簡述兩自由度機器人逆動力學方程。該采樣信號是時間上離散而幅值上連續(xù)的信號，它不能直接進入計算機進行運 算，必須經(jīng)量化后成為數(shù)字信號才能為計算機所接受。當控制信號為低電平時，發(fā)光二極管導通并發(fā)光，光敏晶體管接收發(fā)光二極管發(fā)出的 光而導通，于是輸出端的電平幾乎等于零。它是以微處理機為中心，加上只讀存儲器，隨機存取存儲器，輸 入|輸出接口電路、系統(tǒng)總線及其他支持邏輯電路組成的計算機。高低壓功串放大電路（一）無脈沖輸入時，VTVTVTVT4 均截止，電動機繞組 W 無電流通過，電動機不轉(zhuǎn)。M=運行拍數(shù)。電橋由四個大功率的晶體管組 成。答:電動機的功率密度 PG=P/ dp/dt=d(Tw)/dt=Ts/dt|t=tn=Tn 2 /Jm其中 Tn電動機的額定轉(zhuǎn)矩，N*M Jm——電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量,kg*m 23—5 直流伺服電機控制方式的基本形式是什么？答: 直流伺服電機為直流供電，為調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速和方向，需要對其直流電壓的大小和 方向進行控制。故該諧波減速器的剛輪齒數(shù)為 101,（柔輪）輸出軸方向與（波發(fā)生器）輸入軸轉(zhuǎn)向相反。2－17已知：4 級齒輪傳動系統(tǒng)，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差為?φ1=?φ2=?φ3=… = rad,各級減速比相同，即?1=?2=…=?4=。融合法它是將各組成要