《机电一体化系统设计》考点串讲.docVIP

第一章 概论 专家点拨 学习本章的目的是：了解机电一体化系统及其设计技术的基础知识，对机电一体化系 本章的自学要求是：了解机电一体化系统的基本概念、有关名词及术语。通过典型的 重、难点提示 一、点提示 本章所涉及的知识重点为：机电一体化系统的基本概念、有关名词及术语，典型的机 二、难点提示 本章所涉及的知识难点为：机电一体化系统的基本概念，典型的机电一体化系统实 考点透视 1．系统、机电一体化、机电一体化系统的基本概念、名词定义及术语 2．典型机电一体化系统的类型 (1)伺服系统 伺服系统又叫做随动系统。它是一种反馈控制系统，它的受控变量是机械运动，如位(2)数控机床 通过数字控制系统控制加工过程的机床称为数控机床。数控系统是一种利用预先决 (3)工业机器人 工业机器人是一类数控机器。它是可编程多自由度 (4)自动导引车 自动导引车是另一种形式的移动工业机器人。它能够跟踪编程路径，在工厂内将零 (5)顺序 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统。 顺序控制分为两类：事件驱动顺序控制；时间驱动顺序控制。 (6)数控自动化制造系统 数控自动化制造系统的典型代表有柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)。 3．机电一体化系统模块武框架结构 一个典型的机电一体化系统结构包含以下模块： (1)机械受控模块 机械受控模块代表系统的机械结构，通常包学机械传动、支承和支座等。它的设计既 (2)测量模块测量模块的功能是采集有关系统状态和行为的信息，由传感器、调理电路、变换电路 (3)驱动模块 驱动模块通常是指由电动机及其驱动电路组成的技术模块。 (4)通信模块 ． 通信模块的功能是传递信息，实现系统的内部、外部，近程和远程通信。在制造系统 (5)微计算机模块 微计算机模块在系统中负责处理由测量模块和接口模块提供的信息。 (6)软件模块 软件模块包括系统的操作指令和预先定义的各种算法，负责控制微计算机模块工作。 (7)接口模块 接口模块在系统内主要用于各级之间的信息传递。 4．机电一体化系统设计指标与评价准则 (1)系 任何系统都是供给最终用户使用的，首先要明确产品的用途和功能。 (2)性能指标 性能指标是系统功能的定量度量。性能指标有分辨率、灵敏度、精度、可靠性、线性 (3)使用条件 任何系统都是在一定条件下运行的，其中包括客观的环境条件和主观的人员素质。 (4)社会经济效益 所谓经济效益，应从 5．机电一体化系统设计思想与方法 通常，应遵循如下原则来处理“机”与“电”的关系： (1)替代机械系统 在极端情况下，机械的功能可以完全由微计算机和执行器取代，从而使机械产品变成 (2)简化机械系统在许多情况下，机械系统可采用机电一体化方法加 (3)增强机械系统 将正常设计的机械与闭环控回路相组合，可以实现增强机械系统的运动速度、精度 (4)综合机械系统 采用嵌入式微处理系统，有能力综合不同的机械系统以及相关的功能。 6．机电一体化系统设计过程 (1)市场调研、需求分析和技术预测； (2)概念设计； (3)可行性分析； (4)编制设计任务书； (5)初步设计——方案设计； (6)方案设计评估与优化； (7)详细设计和参数核算； (8)完成全部设计文件。 专家点拨 机电一体化系统中的机械结构模块主要组成部分是机械传动装置和支承导向部件。 学习本章的目的是：从系统的高度理解机械传动装置与支承导向部件在机电一体化 本章的自学要求是：理解机械结构模块在机电一体化系统电的作用，如传递运动和负 重、难点提示 一、重点提示 本章所涉及的知识重点为；给定某机械传动部件，分析计算或测定其主要性能参数， 二、难点提示 本章所涉及的知识难点为：机械传动装置的数学模型及其物理意义。 考点透视 1．齿轮系及蜗杆副 齿轮传动的主要精度要求是瞬时传动比不变，即主动轮作匀速转动时，从动轮也作匀 速转动。 蜗轮蜗杆副在一定意义上也可看作一种特殊的齿轮，只能用于传递空间垂直交错轴之间的回转运动。 2．滚珠丝杠螺母副的传动原理和结构、间隙消除及预紧方法 滚珠丝杠螺母副采用滚动摩擦螺旋取代了滑动摩擦螺旋，具有磨损小、传动效率高、传动平稳、寿命长、精度高、温升低等优点。但是，它不能自锁，用于升降传动时需要另加锁紧装置，结构复杂、成本偏 一般要采取以下方法来消除间隙和进行适当的预紧措施： (1)双螺母齿差式 这种调整方法精度高，预紧准确可靠，不易松动，调整方便。 (2)双螺母螺纹式 这种方法通过拧紧圆螺母达到消除间隙和预紧的目的。该方法结构简单，但较难控、制，容易松动，准确性和可靠性均差。 (3)双螺母垫片式 通过改变垫片的厚度，使螺母产生位移，以达到消除间隙和预紧