吉大《机械电子学》期末作业考核要求.docVIP

1、列举两种机电一体化产品，分析其功能构成。 答 数控机床 数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，该系统能够逻辑地处理具有控制编码或者其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而加工零件。装置包括输入输出装置、数控装置、PLC、检测反馈装置、机床主机 等 2、PLC与通用微型机有什么区别？ 答 ①扫描工作机制是PLC与通用微型机的基本区别 ② 在理论上，微机可以编程，形成PLC的多数功能，然而通用微机不是专为工业环境应用而设计的 ③微机与外部连接需要专门的借口电路板，而PLC带有各种I/O模块可供直接使用，且输入输出线较多 3、感应同步器、光栅、磁栅对安装有什么要求？ 答 感应同步器，保证安装精度，包括安装面的精度、定尺与滑尺的相对位置精度 加装防护装置，避免切屑、油污、灰尘的影响 光栅 必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向，如果由于安装位置限制必须采用读数头朝上的方式安装时，则必须增加辅助密封装置，应该保持输出导线不移地易固定，而尺身应该安装在相对机床运动的部件上 磁栅 磁头相对于磁栅将占有一定的相对位置或相对位移，注意两个磁头间距的偏离距离 4、比较开环、半闭环、闭环系统的优缺点。 答 开环 优点 ①一般以功率步进电动机为伺服驱动元件 ②结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉，广泛用于驱动力矩不大的场合，一般用于经济型数控机床 缺点：没有位置反馈，精度相对于闭环来讲不高，机床运动精度主要取决于伺服电动机盒机械传动机构的性能和精度。 半闭环 优点：有稳定的控制性能，但是不如闭环好 半闭环伺服系统结构简单、调试方便、精度比较高 缺点：由于丝杠螺距误差和齿轮间隙引起的运动误差难以消除，因此，其精度较闭环差 闭环 优点：理论上可以消除整个驱动和传动环节的误差、间隙。具有较高的位置控制精度。 缺点：由于环内的许多接卸传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的，故很容易造成系统的不稳定，使闭环系统的设计安装和调试都相当困难 5、分析PWM驱动电路的工作原理。 当Iso/DcOut1输入为低电平，Iso/DcOut2输入为高电平时，晶体管功率放大器Q9、Q8导通，Q10、Q7截止。Q9、Q8与电机DCMotor一起形成一个回路。从而驱动电机正转。当Iso/DcOut1输入为高电平，Iso/DcOut2输入为低电平时，晶体管功率放大器Q9、Q8截止，Q10、Q7导通，Q10、Q7与电机DCMotor形成回路，驱动电机反转。 6、利用逐点比较法插补圆弧PQ，起点P（8，0），终点Q（0，8），试写出插补过程及轨迹。 偏差判断 进给 新偏差计算 终点判断 F=0 E0=16 F=0 -△X F1=F0-2X1+1=0-2*8+1=-15 E1=15 F0 +△Y F2=F1+2Y1+1=-15+2*0+1=-14 E2=14 F0 +△Y F3=F2+2Y2+1=-14+2*1+1=-11 E3=13 F0 +△Y F4=F3+2Y3+1=-11+2*2+1=-6 E4=12 F0 +△Y F5=F4+2Y4+1=-6+2*3+1=1 F0 -△X F6=F5-2X5+1=1-2*7+1=-12 F0 +△Y F7=F6+2Y6+1=-12+2*4+1=-3 F0 +△Y F8=F7+2Y7+1=-3+2*5+1=8 F0 -△X F9=F8-2X8+1=8-2*6+1=-3 F0 +△Y F10=F9+2Y9+1=-3+2*6+1=10 F0 -△X F11=F10-2X10+1=10-2*5+1=1 7、简述谐波齿轮传动的特点及工作原理。 答 特点 １）传动比大 单级谐振动波齿轮传动的传动比为50～500，多级和复式传动的传动比更大，可达30000以上。 ２）承载能力大 传递额定输出转矩时，谐波齿轮传动同时接触的齿对数可达总对数的３０％～４０％以上。 ３）传动精度高 在同样制造条件下，谐振动波齿轮的传动精度比一般齿轮的传动精度对至少高一级。齿侧间隙可调整到最小，以减少传动回差。 ４）传动平稳 基本上无冲击振动。 工作原理 若刚轮１固定，外装柔性轴承4、波发生器3装入柔轮2，使原为圆环形的柔轮产生弹性变形。柔轮长轴两端的齿与刚轮齿槽完全啮合，而柔轮短轴两端的齿与刚轮齿完全脱开，长轴与短轴间的齿则逐步啮入和啮出。 8、滚珠丝杠和普通滑动丝杠相比有何特点？ 答 滚珠丝杠螺母副传动摩擦系数小，