第一篇：機(jī)電一體化簡(jiǎn)答分析

1-5.機(jī)電一體化系統(tǒng)由哪些基本要素組成？分別實(shí)現(xiàn)哪些功能？

機(jī)械系統(tǒng)：構(gòu)造功能；信息處理系統(tǒng)：控制功能；動(dòng)力系統(tǒng)：動(dòng)力功能； 傳感檢測(cè)系統(tǒng)：計(jì)測(cè)功能；執(zhí)行元件系統(tǒng)：操作功能。1-7.根據(jù)不同的接口功能說明接口的種類。

1.根據(jù)接口的變換，調(diào)整功能：零接口、無源接口、有源接口、智能接口2.根據(jù)輸入/輸出功能：機(jī)械接口、物理接口、信息接口、環(huán)境接口 1-11.說明機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要評(píng)價(jià)內(nèi)容

高性能化、低價(jià)格化、高可靠性比、智能化、省能化、輕薄短小化、高附加價(jià)值化。

2.機(jī)械傳動(dòng)部件通常有螺旋傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、同步帶傳動(dòng)、高速帶傳動(dòng)、各種非線性傳動(dòng)部件等，其主要功能是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。

2-5.絲桿螺母機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)形式及選擇方法有哪些？

(1)螺母固定、絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)

該傳動(dòng)形式因螺母本身起著支承作用，消除了絲桿軸承可能產(chǎn)生的附加軸向竄動(dòng)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可獲得較高的傳動(dòng)精度。但其軸向尺寸不易太長(zhǎng)，剛性較差。因此只適用于行程較小的場(chǎng)合。(2)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)

該傳動(dòng)形式需要限制螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)，故需導(dǎo)向裝置。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、絲桿剛性較好。適用于工作行程較大的場(chǎng)合。(3)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿移動(dòng)

該傳動(dòng)形式需要限制螺母移動(dòng)和絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且占用軸向空間較大，故應(yīng)用較少。(4)絲桿固定，螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)

該傳動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但在多數(shù)情況下，使用極不方便．故很少應(yīng)用。（5）差動(dòng)傳動(dòng)方式

多用于各

n種微動(dòng)機(jī)構(gòu)中

??max?(??k/ikn)2-16.各級(jí)傳動(dòng)比的分配原則是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是什么？ k?1（1）重量最輕原則? 小功率傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比（等傳動(dòng)比分配，等模數(shù)原則）? 大功率傳動(dòng)裝置 各級(jí)傳動(dòng)比確定，應(yīng)遵循“先大后小”原則，再由經(jīng)驗(yàn)、類比方法和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊等方法確定。（不等傳動(dòng)比分配，不等模數(shù)原則）（2）輸出轉(zhuǎn)角誤差最小原則

為了提高機(jī)電一體化系統(tǒng)中齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞運(yùn)動(dòng)的精度，各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)按“先小后大”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(duì)輸出轉(zhuǎn)角精度的影響。設(shè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差換算到末級(jí)輸出軸上的總轉(zhuǎn)角誤為，則：

3）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則 各傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等效到電

機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小。(機(jī)械傳動(dòng)部分響應(yīng)特性最佳原則)。2-18.諧波齒輪傳動(dòng)有何特點(diǎn)？傳動(dòng)比的計(jì)算方法是什么？

答：（1）諧波齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)比大、傳動(dòng)精度高、回程誤差小、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、效率高等特點(diǎn)。諧波齒輪傳動(dòng)的波發(fā)生器相當(dāng)于行星輪系的轉(zhuǎn)臂，柔輪相當(dāng)于行星輪，剛輪則相當(dāng)于中心輪。故諧波齒輪傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比可以應(yīng)用行星輪系求傳動(dòng)比的方式來計(jì)算。設(shè)Wg、Wr、WH分別為剛輪、柔輪和波形發(fā)生器的角速度，則

?

2-20.齒輪傳動(dòng)的齒側(cè)間隙的調(diào)整方法有哪些？ 圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒輪傳動(dòng)、錐齒輪傳動(dòng)、彈簧 2-25.軸系部件的基本要求

旋轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性、熱變形、軸上零件的布置 3.執(zhí)行元件的種類？對(duì)執(zhí)行元件的基本要求？

1）電動(dòng)勢(shì)執(zhí)行元件、液動(dòng)式~、氣動(dòng)式~

2）慣性小，動(dòng)力大、體積小，重量輕、便于維修安裝、宜于微機(jī)控制

3-5.直流伺服電機(jī)控制方式的基本形式是什么？

1）晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)：主要通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置控制晶閘管的觸發(fā)延遲角（控制電壓的大小）來移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，從而改變整流電壓的大小，使直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓的變化易于平滑調(diào)速。2）晶體管脈寬調(diào)理驅(qū)動(dòng)：當(dāng)輸入一個(gè)直流電壓U時(shí)，就可得到一定寬度與U成比例的脈沖方波來給伺服電動(dòng)機(jī)電樞回路供電，通過改變脈沖寬度來改變電樞回路的平均電壓，從而得到不同大小的電壓值Ua，使直流電動(dòng)機(jī)平滑調(diào)速。3-6.簡(jiǎn)述PWM直流驅(qū)動(dòng)調(diào)速、換向的工作原理。

如果改變加到VT1和VT3、VT2和VT4這兩組管子基極上控制脈沖的正負(fù)和導(dǎo)通率μ，就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。

3-10.簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)的工作原理。

通常電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁場(chǎng)方向與定子的磁場(chǎng)方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一個(gè)角度。每輸入一個(gè)電脈沖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度前進(jìn)一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)各相繞組的通電順序來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。

3-11.簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)步距角大小的計(jì)算方法。

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)走一步所轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角，可按下面公式計(jì)算

3600式中Z 為轉(zhuǎn)子上的齒數(shù)；m為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的拍數(shù)。通常等于相 ??Zm數(shù)或相數(shù)整數(shù)倍，m=KN（N為電動(dòng)機(jī)的相數(shù)，單拍時(shí)K=1，雙拍時(shí)K=2）3-12.簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)的環(huán)形分配方式。

① 采用計(jì)算機(jī)軟件，利用查表或計(jì)算方法來進(jìn)行脈沖的環(huán)形分配，簡(jiǎn)稱軟環(huán)分。② 采用小規(guī)模集成電路搭建而成環(huán)形脈沖分配器。③ 采用專用環(huán)形脈沖分配器件。3-13.簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性。

分辨力、靜態(tài)特性（靜轉(zhuǎn)矩、矩-角轉(zhuǎn)矩、靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)）、動(dòng)態(tài)特性（動(dòng)態(tài)穩(wěn)定區(qū)、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tq、最高連續(xù)運(yùn)行頻率及矩-頻特性、空載啟動(dòng)頻率與慣-頻特性）4-2.試說明微型計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)及選用要點(diǎn)。

較完善的中斷系統(tǒng)，足夠的儲(chǔ)存容量，完備的輸入/輸出通道和實(shí)時(shí)時(shí)鐘；字長(zhǎng)，速度，指令。

4-17.試說明光電耦合器的光電隔離原理。作用？

1）光電隔離電路主要由光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件組成，如下圖所示.控制輸出時(shí)，從上圖a可知，微機(jī)輸出的控制信號(hào)經(jīng)74LS04非門反相后，加到光電耦合器G的發(fā)光二極管正端。當(dāng)控制信號(hào)為高電平時(shí)，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(dǎo)通，沒有光發(fā)出。這時(shí)光敏晶體管截止，輸出信號(hào)幾乎等于加在光敏晶體管集電極上的電源電壓。當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)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(dǎo)通，于是輸出端的電平幾乎等于零。同樣的道理，可將光電耦合器用于信息的輸入，如上圖b所示。2）可將輸入與輸出端兩部分電路的地線分開，各自使用一套電源供電、可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換、提高驅(qū)動(dòng)能力 4-16.微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)I/O控制的可靠性設(shè)計(jì)分析方法是什么？ 光電隔離電路設(shè)計(jì)、信息轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)

4-19.試說明檢測(cè)傳感器的選用原則及注意事項(xiàng)。

1、傳感器的選用原則：主要是依據(jù)傳感器的使用要求和被控制對(duì)象的控制精度要求選擇適用的傳感器。

2、傳感器選用的注意事項(xiàng)：在確保主要性能參數(shù)和指標(biāo)的條件下，適當(dāng)可放寬次要的性能指標(biāo)和指標(biāo)要求，以便獲得較高的性能價(jià)格比。注意：不能盲目的追求傳感器各種性能指標(biāo)均高的傳感器選擇方法或原則。6-1.穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)包含哪些內(nèi)容？

A)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)包括使系統(tǒng)的輸出運(yùn)動(dòng)參數(shù)達(dá)到技術(shù)要求、執(zhí)行元件（如電動(dòng)機(jī)）的參數(shù)選擇、功率（或轉(zhuǎn)矩）的匹配及過載能力的驗(yàn)算、各主要元部件的選 擇與控制電路設(shè)計(jì)、信號(hào)的有效傳遞、各級(jí)增益的分配、各級(jí)之間阻抗的匹 配和抗干擾措施等，并為后面動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的校正補(bǔ)償裝置的引入留有余地。B)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)校正補(bǔ)償裝置，是系統(tǒng)滿足動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)要求，通常 要進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，或借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。6-8.何謂機(jī)電一體化系統(tǒng)的可靠性？

機(jī)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(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。6-9.機(jī)電一體化系統(tǒng)的失效與故障有何異同？

同：是一種破壞系統(tǒng)（產(chǎn)品）工作能力的事件，它們?cè)筋l繁可靠性就越低。異： 產(chǎn)品不能完成規(guī)定功能稱為失效； 對(duì)于可修復(fù)的系統(tǒng)（產(chǎn)品）稱為故障。6-10.保證機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）可靠性的方法有哪些？

提高系統(tǒng)（產(chǎn)品）的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量；冗余技術(shù)；診斷技術(shù)。7-7.直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)有何區(qū)別？

直線：給出兩端點(diǎn)間的插補(bǔ)數(shù)字信息，借此信息控制刀具的運(yùn)動(dòng)，加工出預(yù)期的直線。圓?。航o出兩端點(diǎn)間的插補(bǔ)數(shù)字信息，借此信息控制刀具的運(yùn)動(dòng)，加工出預(yù)期的圓弧。

4、光電隔離電路的主要作用有哪些方面？

1、可將輸入與輸出兩部分電路的地線分開，各自使用一套電源供電

2、可 以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換

3、提高驅(qū)動(dòng)能力

6-3機(jī)電一體化系統(tǒng)中的典型負(fù)載有哪些？說明以下公式的含義：

答：典型負(fù)載是指慣性負(fù)載、外力負(fù)載、彈性負(fù)載、摩擦負(fù)載（滑動(dòng)摩擦負(fù)載、粘性摩擦 負(fù)載、滾動(dòng)摩擦負(fù)載等）。對(duì)具體系統(tǒng)而言，其負(fù)載可能是以上幾種典型負(fù)載的組合，不一 定均包含上述所有負(fù)載項(xiàng)目。

1、選擇滾珠絲杠副支承方式

A)、單推-單推式支承，特點(diǎn)：兩端止推軸承可使?jié)L珠絲桿產(chǎn)生預(yù)拉伸力，提高了絲桿安裝剛度，預(yù)拉力越大，軸承壽命降低，低于雙推-雙推式支承。B）、雙推-筒支式支承，特點(diǎn)：滾珠絲桿一端固定并產(chǎn)生一定預(yù)拉伸力，另一端筒支可適當(dāng)?shù)奶岣呓z桿安裝剛度，絲桿無熱變形應(yīng)力，適用于中速，傳動(dòng)精度較高的長(zhǎng)絲桿傳動(dòng)系統(tǒng)。C)、雙推-雙推式支承，特點(diǎn)：兩端止推軸承可使?jié)L珠絲桿產(chǎn)生較大的預(yù)拉伸力，絲桿安裝剛度最高，預(yù)拉力隨溫度變化而變化，兩端軸承預(yù)緊力不均。適用于高剛度，高轉(zhuǎn)速，高精度的精密絲桿傳動(dòng)系統(tǒng)。D)、雙推-自由式支承，特點(diǎn)：一端固定，另一端自由，絲桿剛度較差，承載能力低，常用于輕載，低速，垂直安裝的絲桿傳動(dòng)。

2、直流（DC)伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)

要實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的速度和方向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，通常可用兩種驅(qū)動(dòng)控制方式：晶體管直流脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)，晶閘管直流脈寬調(diào)速驅(qū)動(dòng)。

A)、脈寬調(diào)速驅(qū)動(dòng)(PWM)工作原理：當(dāng)輸入一個(gè)直流控制電壓U時(shí)就可得到一定寬度與U成比例的脈沖方波給伺服電機(jī)電樞回路供電，通過改變脈沖寬度來改變電樞回路的平均電壓，從而得到不同大小的電壓值Ua，使直流電動(dòng)機(jī)平滑調(diào)速。設(shè)開關(guān)S周期性地閉合、斷開，閉和開的周期是T。在一個(gè)周期T內(nèi)，閉合的時(shí)間是τ，開斷的時(shí)間是T—τ，若外加電源電壓U為常數(shù)，則電源加在電動(dòng)機(jī)電樞上的電壓波形將是一個(gè)方波列，其高度為U，寬度為τ，則一個(gè)周期內(nèi)電壓的平均值為Ua=1/T?oτUdt=τ/TU=μU,式中μ--導(dǎo)通率。又稱占空系數(shù)，μ=τ/T。

B)、直流電動(dòng)機(jī)的方向控制

為使電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)速，多采用橋式電路，其工作原理與線性放大橋式電路相似。電橋由四個(gè)大功率晶體管VT1—VT4組成。如果在VT1和VT3的基極上加以正脈沖的同時(shí)，在VT2和VT4的基極上加負(fù)脈沖，這時(shí)VT1和VT3導(dǎo)通，VT2和VT4截止，電流沿+90V→c→VT1→d→M→b→VT3→a→0V的路徑流通，設(shè)此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)檎颉７粗?，如果在晶體管VT1和VT3的基極上加負(fù)脈沖，在VT2和VT4的基極上加正脈沖，則VT2和VT4導(dǎo)通，VT1和VT3截止，電流沿+90V→c→VT2→b→M→d→VT4→a→0V的路徑流通，電流的方向與前一情況相反，電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，顯然，如果改變加在VT1和VT3、VT2和VT4這兩組管子基極上控制脈沖的正負(fù)和導(dǎo)通率μ，就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。

3、交流（AC）伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)

矢量控制原理：交流電動(dòng)機(jī)的等效電路如圖3.7a所示，圖中r1、X1 為定子繞組的電阻和漏抗；r2、X2為歸算過的轉(zhuǎn)子繞組的電阻和漏抗；rm代表與定子鐵心相對(duì)應(yīng)的等效電阻；Xm為主磁通相對(duì)應(yīng)的鐵心電路的電抗；s為轉(zhuǎn)差率，其電流矢量圖如圖，為了簡(jiǎn)化控制電路，在忽略r1、X1、r2、rm時(shí)，上述等效電路圖可簡(jiǎn)化成圖，電流矢量如圖。從電流矢量可知：I1=（I2m+I22）1/2，而Im（勵(lì)磁電流）可以認(rèn)為在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)保持不變，而電磁轉(zhuǎn)矩正比于I2。當(dāng)要求轉(zhuǎn)矩加大為原來的兩倍時(shí)，則要求I2也為原來的兩倍。為此，只需將輸入電流從I1變成I1ˊ即可。由此可知，矢量控制就是要同時(shí)控制電動(dòng)機(jī)輸入電流I1的幅值和相位ψ，以得到交流電動(dòng)機(jī)的最佳控制。

4、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)工作原理：

步進(jìn)電機(jī)又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。它是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移的執(zhí)行元件。其軸收入一個(gè)電脈沖就轉(zhuǎn)動(dòng)一步，即每當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組接受一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一個(gè)相應(yīng)的步距角。轉(zhuǎn)子角位移的大小及轉(zhuǎn)速分別與輸入的電脈沖數(shù)及其頻率成正比，并在時(shí)間上與輸入脈沖同步，只要控制輸入電脈沖的數(shù)量、頻率以及電動(dòng)機(jī)繞組通電相序即可獲得所需的轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，很容易用微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。5.步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性與性能指標(biāo)

1.分辨力

在一個(gè)點(diǎn)脈沖作用下（即一拍），電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移，即步距角α越小，分辨力越高，最常用的步距角有0.6o/1.2o,0.75o/1.5o,0.9o/1.8o,1o/2o1.5o/3o等。

2.靜態(tài)特性

步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)特性是指它在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的特性，包括靜轉(zhuǎn)矩，矩-角特性及靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)。

矩-角特性：在空載狀態(tài)下，給步進(jìn)電機(jī)某相通以直流電流時(shí)，轉(zhuǎn)子齒的中心線與定子齒的中心線相重合，轉(zhuǎn)子上沒有轉(zhuǎn)矩輸出，此時(shí)不斷位置為轉(zhuǎn)子初始穩(wěn)定平衡位置。如果在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸上加一負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則轉(zhuǎn)子齒的中心線與定子齒的中心線將錯(cuò)過宇哥電角度

θc使能重新穩(wěn)定下來。此時(shí)轉(zhuǎn)子上的電磁轉(zhuǎn)矩Tj與負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL相等；該Tj為靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，為失調(diào)角。當(dāng)θc=±90o時(shí)，其靜態(tài)轉(zhuǎn)矩為最大靜轉(zhuǎn)矩Tjmax。Tj與θc之間的關(guān)系大致為一條正弦曲線，該曲線稱矩-角特性曲線。靜態(tài)轉(zhuǎn)矩越大，自鎖力矩越大，靜態(tài)誤差就越小。一般用品說明書中標(biāo)示的最大靜轉(zhuǎn)矩就是指在額定電流和通電方式下的Tjmax。

當(dāng)失調(diào)角在-π到π的范圍內(nèi)時(shí)，若去掉負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，轉(zhuǎn)子仍能回到初始穩(wěn)定平衡位置，因此-π<θc<π的區(qū)域稱為步進(jìn)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定區(qū)。

6、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制

步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性與配套使用的驅(qū)動(dòng)電源（驅(qū)動(dòng)器）有密切關(guān)系。驅(qū)動(dòng)電源由脈沖分配器，功率放大器等組成。驅(qū)動(dòng)電源是將變頻信號(hào)源（微機(jī)或數(shù)控裝置）送來的脈沖信號(hào)及方向信號(hào)按要求的配電方式自動(dòng)地循環(huán)供給給電動(dòng)機(jī)各相繞組，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子正反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。變頻信號(hào)源是可提供從幾赫茲到幾萬赫茲的頻率信號(hào)連續(xù)可調(diào)的脈沖信號(hào)發(fā)生器，因此，只要控制輸入電脈沖的數(shù)量及頻率就可精確控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速。

7、步進(jìn)電機(jī)的微機(jī)控制

主要分為：串行控制和并行控制

步進(jìn)電機(jī)的加減速控制原則：步進(jìn)電機(jī)的加減速控制：對(duì)于點(diǎn)-位控制系統(tǒng)，從起點(diǎn)至終點(diǎn)的運(yùn)行速度都有一定要求。如果要求運(yùn)行頻率（速度）小于系統(tǒng)的極限起動(dòng)頻率，則系統(tǒng)可以按要求的頻率（速度）直接起動(dòng)，運(yùn)行至終點(diǎn)后可立即停發(fā)脈沖串而令其停止。系統(tǒng)在這樣的運(yùn)行方式下其速度可認(rèn)為是恒定的，但在一般情況下，系統(tǒng)的極限起動(dòng)頻率是比較低的，而要求的的運(yùn)行速度往往較高。如果系統(tǒng)以要求的速度直接起動(dòng)，因?yàn)樵擃l率已超過極限起動(dòng)頻率而不能正常起動(dòng)，可能發(fā)生丟步或根本不能起動(dòng)的狀況。系統(tǒng)運(yùn)行起來后，如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)突然停發(fā)脈沖串，令其立即停止，則因?yàn)橄到y(tǒng)的慣性作用，會(huì)發(fā)生沖過終點(diǎn)的現(xiàn)象，使點(diǎn)-位控制精度發(fā)生偏差。因此在點(diǎn)-位控制過程中，運(yùn)行速度都需要有一個(gè)加速-恒速-減速-（低恒速）-停止的過程，如圖，系統(tǒng)在工作過程中要求加減速過程時(shí)間盡量短，而恒速時(shí)間盡量長(zhǎng)。特別是在要求快速響應(yīng)的工作中，從起點(diǎn)至終點(diǎn)運(yùn)行的時(shí)間要求最短，這就必須要求升速、減速的過程最短，而恒速時(shí)的速度最高。

8、步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)制原理

步進(jìn)電機(jī)的閉環(huán)控制也有不同的方案，主要有核步法，延遲時(shí)間法，用位置傳感器的閉環(huán)控制系統(tǒng)等。采用電脈沖編碼器作為位置檢測(cè)元件的閉環(huán)控制原理框圖如圖3.35.其中編碼器的分?jǐn)?shù)力必須與步進(jìn)電機(jī)的不距角相匹配。該系統(tǒng)不同于通常控制技術(shù)中的閉環(huán)控制，步進(jìn)電機(jī)由微機(jī)發(fā)出的一個(gè)初始脈沖起動(dòng)，后續(xù)控制脈沖由編碼器產(chǎn)生。編碼器直接反應(yīng)切換角這一條數(shù)。然而編碼器相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的位移式固定的，因此發(fā)出相切換的信號(hào)也是一定的，只能是一種固定的切換角數(shù)值。采用時(shí)間延遲的方法可獲得不同的切換角，從而可使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生不同的平均轉(zhuǎn)矩，得到不同的轉(zhuǎn)速。在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，為了擴(kuò)大切換角的范圍，有時(shí)還要插入或消去切換角。通常在加速時(shí)要插入脈沖，而在減速時(shí)要?jiǎng)h除脈沖，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的加減速控制。

在固定切換角的情況下，如負(fù)載增加，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將下降，要實(shí)現(xiàn)勻速控制可利用編碼測(cè)出電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速（編碼器兩次發(fā)出脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔），從而作為反饋信號(hào)不斷地調(diào)切換角，從而補(bǔ)償由負(fù)載所引起的轉(zhuǎn)速變化。

9、專用、通用微型計(jì)算機(jī)的選擇

1）專用控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)

用于大批量生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。具有機(jī)械電子有機(jī)結(jié)合緊湊，由于專用IC芯片，接口電路，執(zhí)行元件，傳感器等相互合理匹配成專用控制器，軟件采用專用機(jī)器代碼或語言，可靠性強(qiáng)，成本低，但適應(yīng)能力較差。

2）通用控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)

構(gòu)成：控制系統(tǒng)以通用微型計(jì)算機(jī)為核心，設(shè)計(jì)專用或選用通用的集成IC芯片，接口電路，執(zhí)行元件，傳感器，以及相互合理匹配元件，組成具有較好通用能力的控制器。軟件采用通用平臺(tái)軟件系統(tǒng)

特點(diǎn);具有可靠性高，適應(yīng)能力強(qiáng)，但成本高，應(yīng)采取一定的抗干擾措施等特點(diǎn)。應(yīng)用；適用于多品種，中小批量生產(chǎn)的幾點(diǎn)一體化產(chǎn)品。

10、硬件與軟件的權(quán)衡，匹配

任何微型控制系統(tǒng)功能，既可以由硬件實(shí)現(xiàn)，也可以由軟件實(shí)現(xiàn)，兩者的合理匹配是確定或選用微機(jī)控制系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容之一。

主要依據(jù)經(jīng)濟(jì)性。可靠性，適用性等要求來決定。

主要用通用分離原件組成的控制系統(tǒng)—最好采用軟件來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的主要控制功能，借口少，易于調(diào)整，適應(yīng)能力強(qiáng)，但成本高。

主要用集成原件組成的控制系統(tǒng)—最好選用硬件實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的主要控制功能，具有廉價(jià)，可靠，處理速度快等特點(diǎn)。

11、微型控制系統(tǒng)輸入、輸出的可靠性設(shè)計(jì) 1）能可靠地傳遞各類控制信息

有效保證輸入，輸出控制信號(hào)轉(zhuǎn)換的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2）能夠進(jìn)行有效的信息轉(zhuǎn)換

滿足微機(jī)對(duì)輸入，輸出信息類型的轉(zhuǎn)換要求。如；A/D,D/A轉(zhuǎn)換：平行數(shù)字信號(hào)與串行數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換；電平信號(hào)的轉(zhuǎn)換與匹配；點(diǎn)亮與非電量的轉(zhuǎn)換；強(qiáng)電與弱點(diǎn)轉(zhuǎn)換。

3）具有阻斷干擾信號(hào)進(jìn)入微型控制系統(tǒng)的能力 主要采用濾波技術(shù)，觀點(diǎn)隔離技術(shù)，疲敝技術(shù)等。

第二篇：機(jī)電一體化就業(yè)分析

機(jī)電一體化就業(yè)分析 機(jī)電一體化就業(yè)從事各設(shè)備制造,發(fā)電設(shè)備,運(yùn)輸機(jī)械,工業(yè)產(chǎn)品加工,各行各業(yè)的自動(dòng)生產(chǎn)線等的設(shè)計(jì)與維護(hù),尤其是機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與維護(hù)。

主要課程有:機(jī)械原理,機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械制圖,液壓傳動(dòng),機(jī)電傳動(dòng),測(cè)試技術(shù),數(shù)控技術(shù)與編程,電工,電子,微機(jī)原理,機(jī)床電器控制.等。

該專業(yè)是目前就業(yè)最好的專業(yè)之一,當(dāng)然工作環(huán)境苦一些。

機(jī)械類：就業(yè)率100％一起去留學(xué)http:///

【發(fā)布】機(jī)械及自動(dòng)化專業(yè)屬于人才缺口比較大的專業(yè)之一，揚(yáng)州畢業(yè)的該專業(yè)學(xué)生就業(yè)率達(dá)100％。

【分析】機(jī)械行業(yè)的人才強(qiáng)調(diào)技術(shù)性。企業(yè)希望招聘到既有專業(yè)知識(shí)，又有理論知識(shí)，懂得思考的復(fù)合型人才。所以，希望到外企工作的學(xué)生，除了專業(yè)知識(shí)要掌握好外，管理、銷售等方面的能力也不可忽視。

就業(yè)問題:機(jī)電一體化專業(yè)

培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)培養(yǎng)從事機(jī)電一體化液體灌裝生產(chǎn)線及商品包裝自動(dòng)化機(jī)械運(yùn)行、維護(hù)、管理、技術(shù)改造等工作的機(jī)電一體化高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。

主要課程：機(jī)械工程制圖、計(jì)算機(jī)繪圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、設(shè)備故障診斷與排除、液體灌裝生產(chǎn)線安裝與調(diào)試、專業(yè)英語、生產(chǎn)線運(yùn)行管理、營(yíng)銷與企業(yè)管理等。還參與高速液體灌裝生產(chǎn)線（20000瓶/小時(shí)以上）及有關(guān)商品包裝自動(dòng)化機(jī)械的制造、安裝、調(diào)試及運(yùn)行、維護(hù)、管理等專門化實(shí)習(xí)。

就業(yè)方向：畢業(yè)生可以在大型啤酒、飲料、食品及商品包裝生產(chǎn)企業(yè)從事現(xiàn)代化自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線的維護(hù)和管理工作，也可在相關(guān)的自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線的生產(chǎn)廠家或設(shè)計(jì)部門、營(yíng)銷單位從事技術(shù)工作。

機(jī)電一體化專業(yè)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造方向）

培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)培養(yǎng)從事機(jī)電產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（cad）與計(jì)算機(jī)輔助制造（cam），并熟練使用和維修數(shù)控加工設(shè)備的機(jī)電一體化高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。

主要課程：機(jī)械工程制圖、計(jì)算機(jī)繪圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、自動(dòng)控制原理、傳感器與測(cè)試技術(shù)、可編程控制器、計(jì)算機(jī)原理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（cad/cam）、數(shù)控原理及系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床編程、模具cad/cam、專業(yè)英語、營(yíng)銷與企業(yè)管理等，還要接受較長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)控編程和數(shù)控加工實(shí)際訓(xùn)練。

就業(yè)方向：畢業(yè)生可在模具設(shè)計(jì)也制造、機(jī)械加工、塑料、五金、電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)生產(chǎn)等企業(yè)從事數(shù)控機(jī)床的加工工藝設(shè)計(jì)編程，數(shù)控機(jī)床的調(diào)試、維護(hù)及加工操作，從事生產(chǎn)和技術(shù)管理工作，也可以從事國(guó)內(nèi)外數(shù)控設(shè)備的營(yíng)銷工作。

機(jī)電一體化專業(yè)(模具cad/cam方向）

培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)培養(yǎng)從事利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造等工作的機(jī)電一體化高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。

主要課程：計(jì)算機(jī)原理、計(jì)算機(jī)繪圖、機(jī)械工程制圖、機(jī)械制造基礎(chǔ)、冷沖模具、塑料模具設(shè)計(jì)、模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（模具cad/cam）、數(shù)控原理及系統(tǒng)、數(shù)控編程、模具制造工藝、營(yíng)銷與企業(yè)管理等，還要接受長(zhǎng)時(shí)間模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造的實(shí)際訓(xùn)練。就業(yè)方向：畢業(yè)生可在模具、機(jī)械、五金、塑料、家電等生產(chǎn)企業(yè)從事模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造等方面的技術(shù)工作，也可在企事業(yè)單位從事與本專業(yè)有關(guān)的經(jīng)營(yíng)、管理工作。機(jī)電一體化專業(yè)（機(jī)電cad技術(shù)方向）

培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)培養(yǎng)在機(jī)電一體化產(chǎn)品、設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、維修、管理、技術(shù)改造

與服務(wù)過程中專門從事用電腦繪圖設(shè)計(jì)、信息處理和資料管理的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。

主要課程：機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電工電子技術(shù)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線、自動(dòng)檢測(cè)與控制、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪圖、計(jì)算機(jī)幾何圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助電路設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)cad、機(jī)械cad/cam技術(shù)、專業(yè)英語、企業(yè)管理等。

就業(yè)方向：畢業(yè)生可在機(jī)械設(shè)計(jì)、制造與裝備行業(yè)、模具制造業(yè)，輕工、家用電器、電子制造業(yè)從事設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)改造、產(chǎn)品營(yíng)銷、設(shè)備管理與維護(hù)等工作。

從機(jī)電一體化專業(yè)所涵蓋的行業(yè)就可知道其就業(yè)前景如何了。

機(jī)電一體化專業(yè)就業(yè)前景。有關(guān)研究報(bào)告顯示機(jī)電一體化”一詞最早是日本提出的，在上世紀(jì)80年代初，日本名古屋大學(xué)最早設(shè)置了機(jī)電一體化 專業(yè)。如今在本科，已改稱為“機(jī)械電子工程”專業(yè)；在高職高專則仍延用機(jī)電一體化專業(yè)名稱。機(jī)電一體化專業(yè)是精密機(jī)械——電子技術(shù)(含電力電子)——計(jì)算機(jī)技術(shù)等多門學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物，屬高新技術(shù)，也是當(dāng)前發(fā)展最快的技術(shù)之一，它是先進(jìn)制造技術(shù)的主要組成部分。它的發(fā)展推動(dòng)了當(dāng)前制造技術(shù)的迅速更新?lián)Q代，是產(chǎn)品向高、精、快迅速邁進(jìn)，使勞動(dòng)生產(chǎn)率迅速提高。由于我國(guó)逐漸成為世界制造業(yè)基地加上傳統(tǒng)企業(yè)面臨大規(guī)模的技術(shù)改造與設(shè)備更新，國(guó)內(nèi)急需大量先進(jìn)制造技術(shù)專業(yè)人才。因此該專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)前景很好，而且待遇也高。畢業(yè)生主要在各行政、企業(yè)、事業(yè)單位從事機(jī)械、電氣工程、常用電器的維修、安裝與調(diào)試以及技術(shù)管理等工作。機(jī)電一體化專業(yè)就業(yè)前景.市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化專業(yè)是一個(gè)寬口徑專業(yè)，適應(yīng)范圍很廣，學(xué)生在校期間除學(xué)習(xí)各種機(jī)械、電工電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、檢測(cè)傳感等理論知識(shí)外，還將參加各種技能培訓(xùn)和國(guó)家職業(yè)資格證書考試，充分體現(xiàn)重視技能培養(yǎng)的特點(diǎn)。學(xué)生畢業(yè)后主要面向珠江三角洲各企業(yè)、公司，從事加工制造業(yè)，家電生產(chǎn)和售后服務(wù)，數(shù)控加工機(jī)床設(shè)備使用維護(hù)，物業(yè)自動(dòng)化管理系統(tǒng)，機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、改造、技術(shù)支持，以及機(jī)電設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護(hù)、銷售、經(jīng)營(yíng)管理等等。

1、機(jī)電一體化專業(yè)就業(yè)前景主要就業(yè)崗位：機(jī)電一體化設(shè)備的安裝、調(diào)試、維修、銷售及管理；普通機(jī)床的數(shù)控化改裝等。

2、機(jī)電一體化專業(yè)就業(yè)前景次要就業(yè)崗位：機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、改造、技術(shù)服務(wù)等

以上就是有關(guān)機(jī)電一體化專業(yè)就業(yè)前景及就業(yè)方向分析，希望可以幫助對(duì)大家了解機(jī)電一體化專業(yè)就業(yè)的認(rèn)識(shí)。

第三篇：機(jī)電一體化

只要你學(xué)會(huì)了機(jī)電一體化的所有課程已經(jīng)很不錯(cuò)了，機(jī)電一體化課程畫法幾何與機(jī)械制圖、工程力學(xué)、電工電子技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、液壓傳動(dòng)、金屬材料與金屬工藝學(xué)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、C語言程序設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制原理、機(jī)床電氣控制、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用、可編程器原理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造等，你是學(xué)習(xí)上面這些內(nèi)容嗎？如果是的話，就可以找機(jī)電廠，電廠，電氣控制設(shè)備廠，或普通工廠的機(jī)電維修等工作，在工作中，就學(xué)點(diǎn)電氣自動(dòng)化的知識(shí)，這樣深化你的機(jī)電一體化的知識(shí)。只要你認(rèn)真領(lǐng)會(huì)了機(jī)電一體化化的實(shí)踐知識(shí)，去到那里都會(huì)很容易找到工作的。因?yàn)楝F(xiàn)在的社會(huì)都是機(jī)電自動(dòng)化的社會(huì)了?，F(xiàn)在中型的小工廠都會(huì)用得上 機(jī)電一體化，只要有控制機(jī)械的工廠都可以去實(shí)踐學(xué)習(xí)。剛開始就是不求工資的高低，只要在實(shí)踐中深化自己，有了第一次的就業(yè)經(jīng)驗(yàn)，第二次就也就會(huì)很容易了，因?yàn)檎衅傅娜艘话愣紩?huì)問你第一次在那里工作。工作的情況，經(jīng)驗(yàn)的，你就要好好展示你的才華了。

管理員也可以呀，專門搞畫法幾何與機(jī)械制圖、工程力學(xué)，C語言程序設(shè)計(jì)等工作，專門專業(yè)是很不錯(cuò)的，將來社會(huì)所有工廠都會(huì)陸續(xù)進(jìn)行改造為機(jī)電一體化控制。前景無限呀。

至今機(jī)電一體化發(fā)展已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的基本與成長(zhǎng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,并闡述了機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程及未來的發(fā)展趨勢(shì)。機(jī)電一體化是現(xiàn)代技術(shù)的必然結(jié)果,機(jī)電一體化技術(shù)是現(xiàn)代科技發(fā)展的核心技術(shù),機(jī)電一體化專業(yè)人才也是現(xiàn)代社會(huì)不可或缺的核心人才?，F(xiàn)從機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀、前景等方面談機(jī)電一體化技術(shù)以及培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)發(fā)展需要機(jī)電一體化專業(yè)高職人才的必要性。機(jī)電一體化是我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)專業(yè)之一.但我國(guó)目前這個(gè)專業(yè)高層次人才奇缺,高精尖方向大部分都被國(guó)外控制.因此,如果想在這個(gè)方面發(fā)展,如果有碩士研究生學(xué)歷,并有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),甚至是博士研究生,那么前途無量的.機(jī)電一體化的未來發(fā)展趨勢(shì)探析

【論文關(guān)鍵詞】：光機(jī)電一體化；技術(shù)特征；發(fā)展

【論文摘要】：介紹了光機(jī)電一體化技術(shù)特征，研究了國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，指出了未來發(fā)展前景和一些重要技術(shù)熱點(diǎn)。

近些年來，光機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此，光機(jī)電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢(shì)。

1.光機(jī)電一體化技術(shù)特征

光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動(dòng)力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成，相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動(dòng)化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較，光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

1.1 體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，操作更方便

光機(jī)電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺(tái)光機(jī)電一體化裝置的動(dòng)作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn)，甚至實(shí)現(xiàn)操作全自動(dòng)化和智能化。

1.2 功能增加，精度大幅提高

光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動(dòng)化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制 水平提高，運(yùn)算速度加快，通過電子自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動(dòng)作，其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差，達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí)，由于機(jī)械傳動(dòng)部件減少，機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3 部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動(dòng)保護(hù)直至自動(dòng)記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動(dòng)硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢(shì)向“軟件化”和“智能化”。

1.4 產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長(zhǎng)

傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)部分，一般都伴隨著磨損及運(yùn)動(dòng)部件配合間隙所引起的動(dòng)作誤差，導(dǎo)致可動(dòng)摩擦、撞擊、振動(dòng)等加重，嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動(dòng)部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動(dòng)部件、無機(jī)械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

1.5 融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品

光機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識(shí)，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等，就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機(jī)械技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

1.6 產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng)，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高

光機(jī)電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合，使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求，這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長(zhǎng)避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

2.1研究現(xiàn)狀

自從我國(guó)實(shí)行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國(guó)的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國(guó)特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品，不但適用國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國(guó)內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴(kuò)大，從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕工業(yè)機(jī)械都是如此，我國(guó)自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2 發(fā)展趨勢(shì)

光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)越來越受到高度重視。

從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機(jī)電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點(diǎn)主要包括：

（1）激光技術(shù)

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測(cè)量時(shí)，可極大地提高測(cè)量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化，對(duì)各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單

一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制，而在實(shí)際運(yùn)用中也會(huì)通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。

（2）傳感檢測(cè)技術(shù)

1）激光準(zhǔn)直，能夠測(cè)量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準(zhǔn)測(cè)量。

2）激光測(cè)距，其探測(cè)距離遠(yuǎn)，測(cè)距精度高，抗干擾性強(qiáng)，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測(cè)器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測(cè)器。

其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。

（3）激光快速成型技術(shù)

激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場(chǎng)，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。

（4）光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)

利用光致變形材料可制作光致動(dòng)器和光機(jī)器人?，F(xiàn)已研制成功一種光致動(dòng)器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該致動(dòng)器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級(jí)階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動(dòng)態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)語

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化，便具有很高的功能水平和附加價(jià)值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

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第四篇：機(jī)電一體化

第四章機(jī)電系統(tǒng)教學(xué)試驗(yàn)臺(tái)

1、機(jī)電系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的用途（教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備）。

2、機(jī)電系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)（模擬的自動(dòng)化生產(chǎn)線，集機(jī)械、氣動(dòng)、PLC控制、交流調(diào)速和傳感器等技術(shù)為一體）。

3、機(jī)電系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)四個(gè)工位（第一工位:機(jī)械手上下料）；（工位二至四工位:加工工位）。

4、機(jī)電系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)循環(huán)過程:

阻擋塊升起→機(jī)械手卸料 →阻擋塊下降→機(jī)械手取料 →機(jī)械手上料→ 刀具旋轉(zhuǎn)、快進(jìn)→ 刀具工進(jìn) →延時(shí)停留→ 刀具快退、停轉(zhuǎn) →工作臺(tái)定位銷松開→ 工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)90°→工作臺(tái)定位銷定位鎖緊→推料缸出料。

1）卸料阻擋定位塊升起。2）機(jī)械手爪抓取已加工工件、提升、旋轉(zhuǎn)至卸料位，松開工件，工件由坡形滑道滑入工件箱內(nèi)。3）卸料阻擋定位塊下降。4）機(jī)械手爪轉(zhuǎn)至取料位、下降、抓取工件、上升并旋轉(zhuǎn)至工作臺(tái)的上料位、下降、放入待加工工件。5）刀具旋轉(zhuǎn)、快進(jìn)。6）刀具工進(jìn)。7）刀具延時(shí)停留。8）刀具快退、停止。9）旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)定位銷松開。10）工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)90°11）工作臺(tái)定位銷定位鎖緊。12）推料缸送出一個(gè)工件至取料位。

5、機(jī)電系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)由主要的（加工單元）、（旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)）、（搬運(yùn)機(jī)械手）和（料庫(kù)部分）部件組成。

6、刀具旋轉(zhuǎn)由一臺(tái)（220V、6W的交流電動(dòng)機(jī)）驅(qū)動(dòng)。

7、氣缸的類型有（導(dǎo)桿氣缸）、（普通氣缸）、（旋轉(zhuǎn)氣缸）、（薄形氣缸）和（手指缸）五種類型。

8、電磁換向閥使用（匯流板）安裝，選用了（兩位五通電磁閥）、（三位五通電磁閥）和（兩位三通電磁閥）。

9、采用的普通的（空氣壓縮機(jī)），經(jīng)三聯(lián)件向系統(tǒng)供給壓力空氣。

10、常用的空氣過濾器有（一次過濾器）和（二次過濾器）兩種類型。

11、一次空氣過濾器也稱（簡(jiǎn)易濾器）作用：多接于干燥器之后，由（濾網(wǎng)）、（毛氈）、（硅膠）、（焦炭）等材料起吸附過濾作用。

12、二次空氣過濾器作用：（各種分水濾氣器）附過濾作用。

13、（分水濾氣器）與（減壓閥）、（油霧器）一起稱為氣動(dòng)三大件。

14、油霧器的選用主要根據(jù)氣動(dòng)系統(tǒng)所需氣體流量（選定通徑）及油霧粒徑大小來確定。

15、一次油霧器的油霧粒徑約辦（25~35μm）。

16、二次油霧器的油霧粒徑可達(dá)（5μm）。

第五篇：機(jī)電一體化

1, 國(guó)內(nèi)外數(shù)控技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

世界制造業(yè)在20世紀(jì)末的十幾年中經(jīng)歷了幾次反復(fù)，曾一度幾乎快成為夕陽工業(yè)，所以美國(guó)人首先提出了要振興現(xiàn)代制造業(yè)。90年代的全世界數(shù)控機(jī)床制造業(yè)都經(jīng)過重大改組。如美國(guó)、德國(guó)等幾大制造商都經(jīng)過較大變動(dòng)，從90年代初開始已出現(xiàn)明顯的回升，在全世界制造業(yè)形成新的技術(shù)更新浪潮。如德國(guó)機(jī)床行業(yè)從2000年至今已接受3個(gè)月以后的訂貨合同，生產(chǎn)任務(wù)飽滿。

20世紀(jì)人類社會(huì)最偉大的科技成果是計(jì)算機(jī)的發(fā)明與應(yīng)用，計(jì)算機(jī)及控制技術(shù)在機(jī)械制造設(shè)備中的應(yīng)用是世紀(jì)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術(shù)進(jìn)步。自從1952年美國(guó)第1臺(tái)數(shù)控銑床問世至今已經(jīng)歷了50個(gè)年頭。數(shù)控設(shè)備包括：車、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類專機(jī)，形成龐大的數(shù)控制造設(shè)備家族，每年全世界的產(chǎn)量有10～20萬臺(tái)，產(chǎn)值上百億美元。

世界制造業(yè)在20世紀(jì)末的十幾年中經(jīng)歷了幾次反復(fù)，曾一度幾乎快成為夕陽工業(yè)，所以美國(guó)人首先提出了要振興現(xiàn)代制造業(yè)。90年代的全世界數(shù)控機(jī)床制造業(yè)都經(jīng)過重大改組。如美國(guó)、德國(guó)等幾大制造商都經(jīng)過較大變動(dòng)，從90年代初開始已出現(xiàn)明顯的回升，在全世界制造業(yè)形成新的技術(shù)更新浪潮。如德國(guó)機(jī)床行業(yè)從2000年至今已接受3個(gè)月以后的訂貨合同，生產(chǎn)任務(wù)飽滿。

我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展的階段，許多機(jī)床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。但總的來說，技術(shù)水平不高，質(zhì)量不佳，所以在90年代初期面臨國(guó)家經(jīng)濟(jì)由計(jì)劃性經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)移調(diào)整，經(jīng)歷了幾年最困難的蕭條時(shí)期，那時(shí)生產(chǎn)能力降到50％，庫(kù)存超過4個(gè)月。從1995年“九五”以后國(guó)家從擴(kuò)大內(nèi)需啟動(dòng)機(jī)床市場(chǎng)，加強(qiáng)限制進(jìn)口數(shù)控設(shè)備的審批，投資重點(diǎn)支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)攻關(guān)，對(duì)數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到了很大的促進(jìn)作用，尤其是在1999年以后，國(guó)家向國(guó)防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮。從2000年8月份的上海數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)和2001年4月北京國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，也可以看到多品種產(chǎn)品的繁榮景象。但也反映了下列問題：

（1）低技術(shù)水平的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)激烈，互相靠壓價(jià)促銷；

（2）高技術(shù)水平、全功能產(chǎn)品主要靠進(jìn)口；

（3）配套的高質(zhì)量功能部件、數(shù)控系統(tǒng)附件主要靠進(jìn)口；

（4）應(yīng)用技術(shù)水平較低，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沒有完全推廣使用；

（5）自行開發(fā)能力較差，相對(duì)有較高技術(shù)水平的產(chǎn)品主要靠引進(jìn)圖紙、合資生產(chǎn)或進(jìn)口件組裝。

當(dāng)今世界工業(yè)國(guó)家數(shù)控機(jī)床的擁有量反映了這個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)能力和國(guó)防實(shí)力。目前我國(guó)是全世界機(jī)床擁有量最多的國(guó)家（近300萬臺(tái)），但我們的機(jī)床數(shù)控化率僅達(dá)到1．9％左右，這與西方工業(yè)國(guó)家一般能達(dá)到20％的差距太大。日本不到80萬臺(tái)的機(jī)床卻有近10倍于我國(guó)的制造能力。數(shù)控化率低，已有數(shù)控機(jī)床利用率、開動(dòng)率低，這是發(fā)展我國(guó)21世紀(jì)制造業(yè)必須首先解決的最主要問題。每年我們國(guó)產(chǎn)全功能數(shù)控機(jī)床3000～4000臺(tái)，日本1年產(chǎn)5萬多臺(tái)數(shù)控機(jī)床，每年我們花十幾億美元進(jìn)口7000～9000臺(tái)數(shù)控機(jī)床，即使這樣我國(guó)制造業(yè)也很難把行業(yè)中數(shù)控化率大幅度提上去。因此，國(guó)家計(jì)委、經(jīng)貿(mào)委從“八五”、“九五”就提出數(shù)控化改造的方針，在“九五”期間，我協(xié)會(huì)也曾做過調(diào)研。當(dāng)時(shí)提出數(shù)控化改造的設(shè)備可達(dá)8～10萬臺(tái)，需投入80～100億資金，但得到的經(jīng)濟(jì)效益將是投入的5～10倍以上。因此，這兩年來承擔(dān)數(shù)控化改造的企業(yè)公司大量涌現(xiàn)，甚至還有美國(guó)公司加入?！笆濉眲倓傞_始，國(guó)防科工委就明確提出了在軍工企業(yè)中投入6．8億元，用于對(duì)1．2～1．8萬臺(tái)機(jī)床的數(shù)控化改造。

數(shù)控技術(shù)經(jīng)過50年的2個(gè)階段和6代的發(fā)展：

第1階段：硬件數(shù)控（NC）

第1代：1952年的電子管

第2代：1959年晶體管分離元件