机电一体化绝密文件

1、复 习 题一、 填空题1、 机电一体化产品的显著特点是 多功能、高效率、高智能、高可靠性，同时又具有轻、薄、细、小、巧的优点。2、 机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质、能量与信息按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质、能量与信息。3、 伺服系统是一种能够跟踪（输入的指令信号）进行动作，从而获得精确的（位置、速度及动力输出）的自动控制系统。4、 导轨副主要由（定导轨、动导轨、辅助导轨、间隙调整元件）以及工作介质/元件等组成。5、 抑制过程通道上的干扰，主要措施有 光电隔离、双绞线传输、阻抗匹配、电流传输以及合理布线等。6、 圆柱齿轮传动消除齿轮传动中侧隙的措施有(1)偏心轴套调整法。(2

2、)锥度齿轮调整法。(3)双向薄齿轮错齿调整三种。 7、 液压缸按结构特点不同可分为（ 活塞式、柱塞式和摆动式 ）三类。8、 导轨副主要由（ 定导轨、动导轨、辅助导轨、间隙调整元件 ）以及工作介质/元件等组成。9、 机电一体化系统一般由（ 机械本体、传感检测、执行机构、控制及信息处理、动力系统 ）等五部分组成，各部分之间通过接口相联系。10、 以控制微机为出发点，将接口分为（ 人机接口与机电接口 ）两大类。11、 （ 传动机构 ）、（ 导向及支承机构 ）、（ 执行机构 ）是机械中最常用的三种机构。12、 从功能区分，软件可分为（ 系统软件和应用软件 ）。13、 加速度传感器的工作原理都是利用（

3、惯性质量 ）受加速度所产生的惯性力而造成的各种物理效应，进一步转化成（ 电量 ），间接度量被测加速度。14、 按输入信号的变化规律，可将控制系统分为（恒指控制系统和随动控制系统）。15、PLC是以（ 微处理器 ）为基础，综合了（ 计算机 ）技术、（ 自动控制 ）技术和（ 通信 ）技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。15、 机电一体化是在（ 机械主功能、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。16、 传感器是能够检测出自然界中的各种物理量(或者化学量)，并转换成相应（相应非电量或电量）的装置，又称为（ 变送器、

4、换能器或探测器 ）。17、 按照输出量对控制作用的影响不同，机电一体化系统可分为（ 开环控制系统 ）和（ 闭环控制系统 ）。18、 机电一体化系统一般由（ 机械本体、传感检测、执行机构、控制及信息处理、动力系统 ）等五部分组成，各部分之间通过接口相联系。19、 以控制微机(微电子系统)为出发点，将接口分为（ 人机接口与机电接口 ）两大类。20、 圆柱齿轮传动消除齿轮传动中侧隙的措施有( (1)偏心轴套调整法。(2)锥度齿轮调整法。(3)双向薄齿轮错齿调整 )。21、 加速度传感器的工作原理都是利用（ 惯性质量 ）受加速度所产生的（ 惯性力 ）而造成的各种物理效应，进一步转化成（ 电量 ），间接

5、度量被测加速度。气动手指的主要类型有（ 平行手指气缸、摆动手指气缸，旋转手指气缸和三点手指气缸 ）等。22、 可编程控制器的编程语言一般有（ 1.梯形图语言、2.布尔助记符语言、3.功能表图语言、4.功能模块图语言及5.结构化语句描述语言等）等几种。二、判断题1、机电一体化是在机械主功能、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。（ Y ）2、机械结构是机电一体化系统的机体，用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理地结合起来，形成有机的整体。（ ）3、动力系统包括电、液、气等多种动力源。（ ）4、丝杠和电磁铁、压电驱动器、液(气)压

6、缸等是直线运动执行元件。（）5、系统所受到的干扰源分为供电干扰、过程通道干扰、场干扰等。（）6、机电一体化系统对控制和信息处理单元的基本要求是:提高信息处理速度，提高可靠性，增强抗干扰能力以及完善系统自诊断功能，实现信息处理智能化。（ ）7、接口设计的总任务是解决功能模块间的信号匹配问题。（ ）8、系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础。（）9、电子设备类产品的特点是执行机构为电子装置。（）10、提高抗干扰的措施最理想的方法是抑制干扰源，使其不向外产生干扰或将其干扰影响限制在允许的范围之内。（ ）11、机电一体化包含了技术和产品两方面的内容，首先是指机电一体化技术，其次是指机电一体化

7、产品。（ ）12、机电一体化产品的显著特点是多功能、高效率、高智能、高可靠性，同时又具有轻、薄、细、小、巧的优点。（ Y ）13、机械本体包括机械结构装置和机械传动装置。（） 14、动力部分是按照系统控制要求，为系统提供能量和动力，去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。（ ）15、传感检测部分的功能一般由专门的传感器及转换电路完成。（ ）16、机电一体化系统的主功能是完成对物质、能量、信息的交换、传递和储存。（ Y ）17、用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出，是机电一体化产品的显著特征之一。（ ）18、执行机构是运动部件在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。（ ）19、硬

8、件一般由计算机、可编程控制器(PLC)、数控装置以及逻辑电路、A/ D与D/A转换、I/O(输入输出)接口和计算机外部设备等组成。（ ）20、信息控制类产品的特点是执行机构的动作完全由所接收的信息控制。（ Y ）21、加工机是以物料搬运、加工为主，输入物质、能量和信息，经过加工处理，主要输出改变了位置和形态的物质的系统。（）22、信息机是以信息处理为主，输入信息和能量，主要输出某种信息的系统（ ）。23、传感检测部分是对系统运行中所需要的自身和外界环境的各种参数及状态进行检测，然后变成可识别信号，传输到信息处理单元，并且经过分析、处理后产生相应的控制信息。（ ）24、接口的功能由参数变换与调整

9、和物质、能量、信息的输入/输出两部分组成。（ Y ）三、简答题1、机电一体化系统的主功能是什么？答：机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质、能量与信息(即所谓工业三大要素)按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质、能量与信息。2、 试述滚动导轨的特点？答：滚动导轨的特点:摩擦系数小，不易出现爬行现象;定位精度高，当要求运动件产生精确微量的移动时，通常采用滚动导轨;磨损较小，寿命长，润滑简便;结构较为复杂，加工比较困难，成本较高;对脏物及导轨面的误差比较敏感。3、 传感器中转换电路一般有哪些？答：(1)电桥。(2)放大电路。(3)调制与解调电路。(4)模/数与数/模转换电路。4、 提高传动精度

10、的结构措施有哪些？答：适当提高零部件本身的精度。合理设计传动链，减少零部件制造、装配误差对传动精度的影响。首先，合理选择传动形式;其次，合理确定级数和分配各级传动比;最后，合理布置传动链。采用消隙机构，以减少或消除空程，消除齿轮传动中侧隙的措施。5、 简述PLC的工作原理？答：PLC的工作方式采用不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。CPU从第一条指令执行开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。PLC就是这样周而复始地重复上述循环扫描的。6、 机电一体化的特点是什么？答：机电一体化产品的显著特点是多功能、高效率、高智

11、能、高可靠性，同时又具有轻、薄、细、小、巧的优点，其目的是不断满足人们生产生活的多样性和省时、省力、方便的需求。7、 机电一体化系统的构成要素有哪些？答： 机电一体化系统一般由机械本体、传感检测、执行机构、控制及信息处理、动力系统等五部分组成，各部分之间通过接口相联系。8、 普通带传动的优缺点是什么？答：靠摩擦工作的带传动，其优点是:因带是弹性体，能缓和载荷冲击，运行平稳无噪声;过载时将引起带在带轮上打滑，因而可防止其他零件损坏;制造和安装精度不像啮合传动那样严格;可增加带长以适应中心距较大的工作条件(可达巧m)。其缺点是:带与带轮的弹性滑动使传动比不准确，效率较低，寿命较短;传递同样大的圆周

12、力时，外廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动大;不宜用于高温、易燃等场合。9、 传感器的选择方法是什么？答： (1)根据测量对象选择相应传感器类型。 (2)明确传感器使用目的和条件，选择传感器工作方式 (3)了解所测量的范围、精度和灵敏度 (4)考虑测量环境、测量的稳定性、寿命、使用的方便性、是否容易买到以及价格等因素。10、 过程通道抗干扰措施有哪些？答：抑制过程通道上的干扰，主要措施有光电隔离、双绞线传输、阻抗匹配、电流传输以及合理布线等11、 试述液压缸的类型和特点？答： 液压缸按结构特点不同可分为活塞式、柱塞式和摆动式三类。按活塞杆的形式分，可分为单活塞杆缸和双活塞杆缸。按缸的特殊用途分，可

13、分为伸缩缸、串联缸、增压缸、增速缸、步进缸、齿条缸、定位缸等。 (1)活塞式液压缸。活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式 双杆活塞液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活塞杆固定两种安装形式。前者工作台移动范围约等于活塞有效行程L的三倍，常用于中小型设备。后者工作台的移动范围只约等于液压缸行程L的两倍，常用于大型设备。单杆活塞液压缸的活塞仅一端带有活塞杆，活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力。差动连接是在不增加液压泵容量和功率的条件下，实现快速运动的有效办法。(2)柱塞式液压缸。缸筒内孔不需精加工，工艺性好，成本低。柱塞式液压缸是单作用的

14、，它的回程需要借助自重或弹簧等其他外力来完成。如果要获得双向运动，可将两柱塞液压缸成对使用。柱塞缸的柱塞端面是受压面，其面积大小决定了柱塞缸的输出速度和推力。为保证柱塞缸有足够的推力和稳定性，一般柱塞较粗，质量较大，水平安装时易产生单边磨损，故柱塞缸适宜于垂直安装使用。为减轻柱塞的质量，有时制成空心柱塞。柱塞缸结构简单，制造方便，常用于工作行程较长的场合。(3)组合式液压缸 伸缩缸。伸缩缸又称多级缸，它由两级或多级活塞缸套装而成，前一级活塞缸的活塞是后一级活塞缸的缸筒。工作时外伸动作逐级进行，首先是最大直径的缸筒外伸，当其达到行程终点的时候，稍小直径的缸筒开始外伸，这样各级缸筒依次外伸。由于有

15、效工作面积逐次减小，因此，当输入流量相同时，外伸速度逐次增大;当负载恒定时，液压缸的工作压力逐次增高。空载缩回的顺序一般是从小活塞到大活塞，收缩后液压缸总长度较短，结构紧凑，适用于安装空间受到限制而行程要求很长的场合。齿条活塞缸。齿条活塞缸又称无杆式液压缸，它由带有齿条杆的双活塞缸和齿轮齿条机构所组成。活塞的往复移动经齿轮齿条机构转换成齿轮轴的周期性往复转动。它多用于自动生产线、组合机床等的转位或分度机构中。12、 机电一体化系统设计方法有哪些？答： 机电一体化系统的传统设计方法有：机电互补法、机电结合法、机电组合法、反向设计法等常用设计方法。现代设计方法有以下几种：(1)科学类比设计法。(2

16、)信号分析设计法。(3)模块化设计方法。(4)可靠性设计法。(5)动态设计法。(6)优化设计法。(7)计算机辅助设计法。13、 机电一体化技术的理论基础与关键技术有哪些？答：系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，那么微电子技术、精密机械技术等就是它的技术基础。机电一体化技术是以机械电子系统或产品为对象，以数学方法和计算机等为工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而达到最优设计、最优控制和最优管理的目标，以便允分发挥人力、物力和财力，通过各种组织管理技术，使局部与整体之间协调配合，实现系统的综合最优化。机电一体化系统是一个包括物质流、

17、能量流和信息流的系统，而有效地利用各种信号所携带的丰富信息资源，则有赖于信号处理和信号识别技术。 关键技术包括精密机械技术、传感检测技术、伺服驱动技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、接口技术和系统总体技术等。14、 机电一体化中的机械系统及其基本要求是什么？答：机械系统：1.传动机构2.导向及支承机构3.执行机构，除以上三部分外，机电一体化系统的机械部分通常还包括机座、支架、壳体等。机电一体化中的机械系统除了满足一般机械设计的要求外，还必须满足以下几种特殊要求：1.高精度 2.小惯量3.大刚度 15、形成干扰的三个要素是什么？答：干扰的形成包括三个要素:干扰源、传播途径和接受载体。三个要

18、素缺少任何一项干扰都不会产生。四、综合题小车开始停在左边，限位开关I0.0为1状态。按下起动按钮后，小车开始右行，以后按下图所示顺序运行，最后返回并停在限位开关I0.0处。要求：1、合理分配I/O地址值，并画出PLC外部接线图，2、画出PLC的顺序功能图，Q0.0Q0.1I0.0I0.1I0.2I0.33、把顺序功能图转化为梯形图。（参考答案见下）某专用钻床用来加工一零件上均匀分布的8个孔，操作人员放好工件后，按下起动按钮I0.0，Q0.0变为ON，工件被夹紧，夹紧后压力继电器I0.1为ON，Q0.1和Q0.3使两只钻头同时开始工作，分别钻道由限位开关I0.2和I0.4设定的深度时，Q0.2和Q0.4使两只钻头分别上行，升到由限位开关I0.3和I0.5设定的起始位置时分别停止上行，设定值为4的计数器C0的当前值加1，两个都上升到位后，若没有钻完4对孔，C0的常闭触点闭合，Q0.5使工件旋转90。旋转到位时限位开关I0.6位ON，旋转结束后又开始钻第2对孔。4对孔都钻完后，计数器的当前值等于设定值4，C0的常开触点闭合，Q0.6使工件松开，松开到位时，限位开关I0