機(jī)電一體化答案總結(jié)
1-1試說明較為人們所接受的“機(jī)電一體化”的涵義。答:機(jī)電一體化乃是機(jī)械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù),并將機(jī)械裝置與微電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)總稱。
1-2機(jī)電一體化系統(tǒng)由哪些要素組成?分別實現(xiàn)哪些功能?答:由五大要素(子系統(tǒng))組成:1.機(jī)械系統(tǒng):具有構(gòu)造功能,相當(dāng)于人的骨骼;2.信息處理系統(tǒng):具有控制功能,相當(dāng)于人體的大腦;3.動力系統(tǒng):具有動力功能,相當(dāng)于人體的內(nèi)臟;4.傳感檢測系統(tǒng):具有計測功能相當(dāng)于人體感觀;5.執(zhí)行元件系統(tǒng):具驅(qū)動功能(主功能),相當(dāng)于人體四肢的肌肉。
1-3說明機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計步驟。答:分為四步:1.總體設(shè)計:分析設(shè)計要求,劃分功能模塊,決定性能參數(shù),調(diào)研類似產(chǎn)品,確定總體方案,方案對比定型,編寫總體論證書。2.詳細(xì)設(shè)計:各子系統(tǒng)的設(shè)計(各元部件的選擇與設(shè)計),子系統(tǒng)間的接口設(shè)計;3.綜合評價:通過不同的評價指標(biāo)對產(chǎn)品的性能、價格進(jìn)行綜合評價;4.試制與調(diào)試:生產(chǎn)樣機(jī),進(jìn)行試驗,調(diào)試,看最終是否能達(dá)到最初的規(guī)格和性能指標(biāo)要求。1-4機(jī)電一體化產(chǎn)品特點:節(jié)能,自動化
1-5機(jī)電一體化系統(tǒng)的接口功能有哪兩種?答:接口功能:①輸入,輸出。②變換,調(diào)整。
2-2機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)與一般的機(jī)械系統(tǒng)相比有什么特點?答:機(jī)電一體化系統(tǒng)中的機(jī)械系統(tǒng)與傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)相比,其特點在于:前者不僅要求較高的定位精度,還要求較高的動態(tài)響應(yīng)特性,即響應(yīng)快、穩(wěn)定性好。
2-3絲桿螺母機(jī)構(gòu)的分類及特點?答:絲桿螺母機(jī)構(gòu)分兩類:1.滑動絲桿螺母副。優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單,加工成本低,具有自鎖功能。缺點:摩擦阻力大,傳遞效率低(30%~40%)。2.滾動絲桿螺母副。優(yōu)點:摩擦阻力小,傳遞效率高(92%~98%)。缺點:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成本高。
2-4滾珠絲桿副的傳動特點?答:滾珠絲桿副的滾珠絲桿副的有如下特點:1.優(yōu)點:傳動效率高(達(dá)90%以上,比滑動絲桿的高2-4倍);靈敏度高,傳動平穩(wěn);磨損小,壽命長;可消除軸向間隙,提高軸向剛度。2.缺點:不能自鎖,運動可逆,在用作升、降傳動機(jī)構(gòu)時需采用制動裝置。
2-7滾珠絲桿副的主要尺寸參數(shù)有哪些?答:滾珠絲桿副的主要尺寸(基本尺寸)參數(shù)有三個:公稱直徑d0特征尺寸、基本導(dǎo)程Ph(螺距t)、行程l。
2-10各級傳動比的分配原則有哪些?答:各級傳動比的最佳分配原則有三個:1.重量最輕原則:使系統(tǒng)重量最輕來分配各級傳動比的原則。2.輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則:為了保證齒輪傳動系統(tǒng)的精度,降低齒輪的加工、安裝誤差,使輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小的原則。3.等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則:為了使電機(jī)啟?臁⒎崔D(zhuǎn)快,要求齒輪傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量越小越好。
2-11諧波齒輪減速器由哪幾部分組成?答:諧波齒輪減速器主要由三部分構(gòu)成:剛輪、柔輪、波發(fā)生器。
2-12諧波齒輪傳動有何特點?答:諧波齒輪傳動的特點是:體積小,重量輕,傳動比大,傳動平穩(wěn),承載能力強(qiáng),傳動效率高。
2-15等效轉(zhuǎn)動慣量和等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計算方法。答:等效轉(zhuǎn)動慣量是指將機(jī)械傳動系統(tǒng)中若干個部件的轉(zhuǎn)動慣量等效轉(zhuǎn)化到其中某一個轉(zhuǎn)動部件上所得的系統(tǒng)總轉(zhuǎn)動慣量,一般根據(jù)等效前后,系統(tǒng)的總動能守衡原理來求。等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩是將傳動系統(tǒng)中的的摩擦負(fù)載、外力負(fù)載等效到系統(tǒng)某個轉(zhuǎn)動部件上所得的系統(tǒng)總負(fù)載轉(zhuǎn)矩,一般按照等效前后,系統(tǒng)的負(fù)載功率相等來求。3-3步進(jìn)電機(jī)的工作原理是什么?答:步進(jìn)電機(jī)的工作原理是:輸入一個電脈沖,轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動一步,即轉(zhuǎn)過一個步距角,改變脈沖頻率就改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,改變通電順序就改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向。
3-4步進(jìn)電機(jī)步距角的計算方法。答:360zm
3-5步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源由哪三部分組成?答:由環(huán)形分配器、光電隔離電路、功率放大器三部分組成。
3-6步進(jìn)電機(jī)功率放大電路有哪六種?各有何特點?答:步進(jìn)電機(jī)功率放大電路有以下六種:1.單電壓型:優(yōu)點:線路簡單。缺點:電流上升不夠快,輸出脈沖波形差,輸出功率低,高頻時帶負(fù)載能力低。適用范圍:低速、輕載的小型步進(jìn)電機(jī)。2.雙電壓型(高低壓型):優(yōu)點:高壓驅(qū)動,電流上升快,脈沖波形好,頻率范圍寬,效率高。缺點:電壓波頂有凹陷,電流不穩(wěn)定,電路較復(fù)雜。
3-7控制用電機(jī)包括哪三種?各用于什么伺服系統(tǒng)中?答:控制用電機(jī)按照工作原理不同分為三種:步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)、直流伺服電機(jī)。分別用于開環(huán)控制、半閉環(huán)控制、閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)中。
3-8什么叫機(jī)械特性曲線?直流伺服電機(jī)與交流伺服電機(jī)的機(jī)械特性曲線有何區(qū)別?答:機(jī)械特性是指控制電壓V2為常數(shù)時電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩M與轉(zhuǎn)速n間的關(guān)系曲線,即n=f(M)曲線。直流伺服電機(jī)的機(jī)械特性曲線為線性,而且在不同的控制電壓下,其曲線相互平行,斜率不變,屬硬特性;交流伺服電機(jī)的機(jī)械特性曲線為非線性,而且在不同的控制電壓下,其特性曲線互不平行,屬軟特性,低速時更軟,故直流伺服電機(jī)比交流伺服電機(jī)的動態(tài)精度高,性能品質(zhì)好;
直流伺服電機(jī)的調(diào)速驅(qū)動方式有兩種:晶體管脈寬調(diào)速:PWM調(diào)速(Pulsewidthmodulation),晶閘管調(diào)速:SCR調(diào)速(Siliconcontrolledrectifier)
4-1微機(jī)由哪部分組成?微機(jī)分哪幾類?答:微機(jī)硬件由四部分組成:1.中央處理單元,即CPU,是控制系統(tǒng)的核心;2.總線(數(shù)據(jù)總線DB、地址總線AB、控制總線CB),是傳遞信息的紐帶;3.存儲器(RAM、ROM等),是存儲信息的倉庫;4.輸入、輸出接口電路(I/O口),是與外設(shè)連接的橋梁。微機(jī)分三類:單片機(jī)、單扳機(jī)、微機(jī)系統(tǒng)4-28086/8088CPU最小、最大工作模式的特征。答:最小工作模式------指單微處理器系統(tǒng),即系統(tǒng)中只有8086或8088一個微處理器。最大工作模式------指系統(tǒng)中可以包括兩個或多個微處理器,即允許多個微處理器一起工作,系統(tǒng)的控制信號由總線控制器提供,主處理器為8086/8088,其他為協(xié)處理器(如8087用于數(shù)值計算、8089用于I/O操作。
4-48031最小應(yīng)用系統(tǒng)的擴(kuò)展(即存儲器、I/O接口芯片的連線方法)。答:8031不具備內(nèi)部ROM或EPROM(內(nèi)部有一個128字節(jié)的RAM,還有CPU、總線),不能形成一個完整的微機(jī),所以必須擴(kuò)展,外接EPROM作為程序存儲器后,才構(gòu)成一個最小應(yīng)用系統(tǒng)。8031與存儲器、I/O接口芯片的連線方法見書上P153圖4-31。
4-7行列式健盤的鍵值如何確定?答:將行線、列線按二進(jìn)制順序排列,當(dāng)某一鍵被按下后,鍵盤掃描程序執(zhí)行到給該列置“0”電平,讀出各行狀態(tài)為非全“1”狀態(tài),這時的行、列數(shù)據(jù)組合成鍵的鍵值。4-8光電隔離電路的作用?答:光電隔離電路的作用有三個:1.電隔離:防止高壓竄入微機(jī),防止干擾信號進(jìn)入電路;2.電平轉(zhuǎn)換:使不同電平的電路間方便地實現(xiàn)耦合;3.提高驅(qū)動能力:如采用達(dá)林頓和可控硅管制成的光電耦合器可以驅(qū)動較大電流的負(fù)載。
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1.什么是機(jī)電一體化?各國的主要觀點有哪些?(P1~3)
答:機(jī)電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用了機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等群體技術(shù),在高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗意義上實現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值的系統(tǒng)工程技術(shù)。
2.試述機(jī)電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)的區(qū)別。(P2)
答:傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)的操作控制主要以電磁學(xué)原理的各種電器來實現(xiàn),如繼電器、接觸器等,在設(shè)計中不考慮或很少考慮彼此間的內(nèi)在聯(lián)系。機(jī)械本體和電氣驅(qū)動界限分明,整個裝置是剛性的,不涉及軟件和計算機(jī)控制。機(jī)電一體化技術(shù)以計算機(jī)為控制中心,在設(shè)計過程中強(qiáng)調(diào)機(jī)械部件和電器部件間的相互作用和影響,整個裝置在計算機(jī)控制下具有一定的智能性。
1.機(jī)電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)向機(jī)械工業(yè)滲透的過程中逐漸形成并發(fā)展起來的一門多學(xué)科領(lǐng)域交叉的新型綜合性學(xué)科,它是機(jī)械工業(yè)的發(fā)展方向。數(shù)控技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中的核心技術(shù),機(jī)電一體化技術(shù)的另外一個重要表現(xiàn)形式是機(jī)器人技術(shù)。
2.系統(tǒng)論、信息論和控制論是數(shù)控技術(shù)的理論基礎(chǔ),微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和精密機(jī)械技術(shù)就是數(shù)控技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)。
3.?dāng)?shù)字控制是一種借助數(shù)字、字符或其它符號對某一工作過程(如加工、測量、裝配等)進(jìn)行可編程控制的自動化方法。
數(shù)控技術(shù)采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。它集計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)等多學(xué)科、多技術(shù)于一體。
數(shù)控機(jī)床是采用數(shù)字控制技術(shù)對機(jī)床的加工過程進(jìn)行自動控制的一類機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字控制的裝置。它能夠自動輸入載體上事先給定的數(shù)字量,并將其譯碼后進(jìn)行必要的信息處理和運算后,控制機(jī)床動作并加工零件。CNC系統(tǒng)的核心是CNC裝置。
4.?dāng)?shù)控機(jī)床的優(yōu)勢:自動化程度高;效率高,操作人員少;精度高和質(zhì)量穩(wěn)定;廢品率低、工裝成本低;復(fù)雜零件加工;一機(jī)多用;便于建立通訊網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)企業(yè)信息化管理;附加值高
5.?dāng)?shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢:1.大功率、高精度2.高速度3.CNC智能化(a.適應(yīng)控制技術(shù)b.故障自診斷、自修復(fù)功能c.刀具壽命自動檢測和自動換刀功能d.模式識別技術(shù)e.智能化交流伺服驅(qū)動技術(shù))4.具有高速、多功能的內(nèi)裝可編程機(jī)床控制器5.彩色CRT圖形顯示、人機(jī)對話功能及自我診斷功能6.采用交流數(shù)字伺服系統(tǒng)。。。。。。。
3.試分析機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成及相關(guān)技術(shù)。(P1~3)
答:機(jī)電一體化系統(tǒng)是多學(xué)科技術(shù)的綜合應(yīng)用,是技術(shù)密集型的系統(tǒng)工程。其技術(shù)組成包括:機(jī)械技術(shù)、檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、計算機(jī)與信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)等,F(xiàn)代的機(jī)電一體化產(chǎn)品甚至還包含了光、聲、化學(xué)、生物等技術(shù)等應(yīng)用。4.一個典型的機(jī)電一體化系統(tǒng),應(yīng)包含哪些幾個基本要素?
答:機(jī)電一體化系統(tǒng),應(yīng)包含以下幾個基本要素:機(jī)械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感測試部分、控制及信息處理部分。我們將這些部分歸納為:結(jié)構(gòu)組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素;這些組成要素內(nèi)部及其之間,形成通過接口耦合來實現(xiàn)運動傳遞、信息控制、能量轉(zhuǎn)換等有機(jī)融合的一個完整系統(tǒng)。
5.試述機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計方法。答:機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計過程中,一直要堅持貫徹機(jī)電一體化技術(shù)的系統(tǒng)思維方法,要從系統(tǒng)整體的角度出發(fā)分析研究各個組成要素間的有機(jī)聯(lián)系,從而確定系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的設(shè)計方法,并用自動控制理論的相關(guān)手段,進(jìn)行系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性分析,實現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。
6.試述現(xiàn)代設(shè)計的概念。(P4)
設(shè)計這個詞有兩種概念。廣義的概念是指發(fā)展過程的安排,包括發(fā)展的方向、程序、細(xì)節(jié)和達(dá)到的目標(biāo)。狹義的概念指的是將客觀需求轉(zhuǎn)化為滿足該需求的技術(shù)系統(tǒng)的活動,各種產(chǎn)品包括機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計即屬此類。
現(xiàn)代設(shè)計是過去長期的傳統(tǒng)設(shè)計活動的延伸和發(fā)展,是隨著設(shè)計實踐經(jīng)驗的積累,由個別到一般、具體到抽象、感性到理性,逐步歸納、演繹、綜合而發(fā)展起來的。由于科技進(jìn)步的速度日益增快,特別是計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,人們在掌握事物的客觀規(guī)律和人的思維規(guī)律的同時,運用相關(guān)的科學(xué)技術(shù)原理,進(jìn)行過去難以想象的綜合集成設(shè)計計算,使設(shè)計工作包括機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計過程產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。
8.現(xiàn)代設(shè)計方法有哪些?(P3~13)
現(xiàn)代設(shè)計方法門類眾多且不斷出新?砂此芯拷鉀Q的問題性質(zhì)分為總體問題和個別性能問題兩大類:
1.研究總體設(shè)計的現(xiàn)代設(shè)計方法
(1)設(shè)計方法學(xué)(2)價值工程設(shè)計(3)優(yōu)勢設(shè)計(4)綠色設(shè)計(5)計算機(jī)輔助設(shè)計(6)并行工程設(shè)計(7)虛擬設(shè)計(8)反求工程設(shè)計(9)優(yōu)化設(shè)計及其發(fā)展(10)創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)2.研究產(chǎn)品性能的現(xiàn)代設(shè)計方法
(1)工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(2)模塊化設(shè)計(3)相似性設(shè)計(4)摩擦學(xué)設(shè)計(5)三次設(shè)計(6)人機(jī)工程設(shè)計(7)智能設(shè)計(8)動態(tài)設(shè)計(9)可靠性設(shè)計(10)有限元法(11)機(jī)械疲勞設(shè)計9.何為機(jī)電一體化系統(tǒng)的四視圖設(shè)計?(P13)功能視圖、結(jié)構(gòu)視圖、控制視圖和信息視圖
第二章
1.什么技術(shù)系統(tǒng)?什么是技術(shù)過程?什么是作業(yè)對象?(P27)
例如,為了得到某種復(fù)雜形狀的金屬零件,可通過編程在加工中心上對坯料進(jìn)行加工。壞料是作業(yè)對象,加工中心是技術(shù)系統(tǒng),所完成的加工過程是技術(shù)過程。
作業(yè)對象一般可分為三大類:物料、能量和信息
2.確定技術(shù)過程的一般步驟是什么?(P27)
1)根據(jù)信息集約和調(diào)研預(yù)測的資料,分析確定作業(yè)對象以及主要轉(zhuǎn)換要求。2)分析比較傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的理論和實踐,確定實現(xiàn)主要轉(zhuǎn)換的工作原理。
3)明確實現(xiàn)技術(shù)過程的環(huán)境和約束條件。環(huán)境是與技術(shù)系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系的總和,包括經(jīng)濟(jì)條件、生產(chǎn)條件、技術(shù)條件、社會條件等。4)確定主要技術(shù)過程和其他輔助過程。
5)根據(jù)高效、經(jīng)濟(jì)、可靠、美觀、使用方便等原則,初步規(guī)定技術(shù)系統(tǒng)的邊界及工作范圍。
3.試述功能設(shè)計方法和主要步驟。(P28~30)
功能是對技術(shù)系統(tǒng)中輸入和輸出的轉(zhuǎn)換所作的抽象化描述。只有用抽象的概念來表述系統(tǒng)的功能,才能深入識別需求的本質(zhì),辨明主題,發(fā)散思維,啟發(fā)創(chuàng)新,
總功能逐步分解為比較簡單的分功能,一直分解到不能再分解的功能元,形成功能樹(一)功能分析(二)功能元求解1.選擇工作原理2.構(gòu)思功能載體(三)方案綜合
4.功能設(shè)計的工具有哪些?(P30)1.設(shè)計目錄
(1)對象目錄(2)作業(yè)日錄(3)解法目錄2.知識庫
(1)數(shù)據(jù)庫(2)設(shè)計詞典(3)手冊
5.試分析設(shè)計與技術(shù)系統(tǒng)的關(guān)系。
設(shè)計若是為了對作業(yè)對象完成某種技術(shù)過程,設(shè)計對象就是人造技術(shù)系統(tǒng)。
第三章
1.結(jié)構(gòu)設(shè)計有哪些內(nèi)容?(P78)
宏觀地看,結(jié)構(gòu)設(shè)計大致有以下三方面內(nèi)容:
(1)功能設(shè)計以各種具體的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能要求。(2)質(zhì)量設(shè)計兼顧各種要求和限制,提高機(jī)電一體化系統(tǒng)質(zhì)量和性能,
(3)優(yōu)化設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計充分應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法系統(tǒng)地構(gòu)造設(shè)計優(yōu)化模型,用創(chuàng)造性設(shè)計思維方法進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)化和創(chuàng)新。
2.機(jī)電一體化系統(tǒng)中運動聯(lián)系結(jié)構(gòu)的基本單元有哪些?(P87)
需要聯(lián)軸器、減速、變速裝置及運動換向與轉(zhuǎn)換裝置等基本傳動結(jié)構(gòu)
3.滾動導(dǎo)軌副的品質(zhì)用那幾方面來衡量?(P108)
(1)導(dǎo)向精度導(dǎo)向精度是導(dǎo)軌副最基本的性能指標(biāo)。移功件在沿導(dǎo)軌運動時,不論有無載荷,部應(yīng)保證移動軌跡的直線性及其位置的精確性。各種設(shè)備對導(dǎo)軌副的平面度,垂直度及等高、等距的要求都有相應(yīng)的規(guī)定或標(biāo)準(zhǔn)可以參照。
(2)耐磨性導(dǎo)軌副應(yīng)在預(yù)定的使用期內(nèi),保持其導(dǎo)向精度。精密滾動導(dǎo)軌副的主要失效形式是磨損。因此,耐磨性是衡量滾動導(dǎo)軌副性能的主要指標(biāo)之一。
(3)剛度為了保證足夠的剛度,應(yīng)選用最合適的導(dǎo)軌類型、尺寸及其組合。選用可調(diào)整間隙和能夠預(yù)緊的導(dǎo)軌副可以提高剛度。
(4)工藝性導(dǎo)軌副要便于裝配、調(diào)整、測量、防塵、潤滑和維修保養(yǎng)。
4.結(jié)構(gòu)設(shè)計品質(zhì)是指在那些方面應(yīng)注意的問題?(P116)
結(jié)構(gòu)設(shè)計品質(zhì)是指結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和靜剛度、結(jié)構(gòu)動剛度、結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)工藝性等四大方面應(yīng)注意的問題
第四章
1.機(jī)電一體化系統(tǒng)中控制器的作用是什么?它的基本功能應(yīng)包括那些?(P149~150)
機(jī)電一體化機(jī)械的控制器是一個以計算機(jī)為核心的測量和控制系統(tǒng)它將來自各傳感器的檢測信號與外部輸人命令進(jìn)行集中,存儲、分析、轉(zhuǎn)換,根據(jù)信息處理結(jié)果,按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令,控制整個系統(tǒng)有目的的運行。
它的基本功能應(yīng)包括以下幾點:1)實時的信息轉(zhuǎn)換和控制功能。2)人機(jī)交互功能。3)和機(jī)電部件接口的功能。4)對控制軟件運行的支持功能。
2.單板機(jī)模式的控制系統(tǒng)有哪些特點?(P150)
1)結(jié)構(gòu)形態(tài)的隨意性。2)空間位置的隨意性。3)形態(tài)規(guī)模的隨意性。4)最佳的經(jīng)濟(jì)性。
3.組合模式的控制系統(tǒng)有哪幾種模式?(P150~151)
采用商品化硬件模塊通過總線母板組合成控制系統(tǒng).具有多種靈活的組成模式,它可以自成系統(tǒng),即采用獨立模式;也可以方便地作為其他小型、微型計算機(jī)的前端控制機(jī),或者組成分布式系統(tǒng)的典型的分散系統(tǒng)。
4.在工控機(jī)中對存儲器有哪些要求?(P153)
像個人計算機(jī)存儲代碼和數(shù)據(jù)供CPU或其他設(shè)備讀寫
(1)可靠性高即抗干擾能力強(qiáng),能在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下準(zhǔn)確進(jìn)行讀寫操作。(2)實時性好能滿足工業(yè)控制系統(tǒng)對存儲器訪問的要求。
(3)功耗低降低自然發(fā)熱造成的溫升,并可用電池供電。
(4)數(shù)據(jù)存儲器非易失性這并不是對全局存儲器的要求,但系統(tǒng)中至少有局部非易失數(shù)據(jù)段或程序代碼段,以便能長期保存數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)突然停電后再重新啟動時能迅速恢復(fù)現(xiàn)場運行
5.I/O子系統(tǒng)的作用是什么?按其物理量的形式分成哪兩大類?(P153~154)
控制器除了基本系統(tǒng)以外,還應(yīng)包括各種檢測、控制量的輸入輸出接口,這部分功能稱為I/O子系統(tǒng)。按其物理量的形式來分,一般可分成開關(guān)量(數(shù)字量)I/O即DI/DO、模擬量I/O即AI/AO兩大類。
6.什么是總線?控制系統(tǒng)中包括哪些總線?各總線作用是什么?(P154~155)
所謂總線是指一組信號線的集合,是一種按規(guī)定協(xié)議傳送信息的公共通道,由數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線和電源總線組成。
7.簡述控制系統(tǒng)的基本組成。(P152~155)(一)中央處理單元(CPU)(二)存儲器
(三)機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的I/O子系統(tǒng)(四)人--機(jī)接口(五)系統(tǒng)支持功能(六)總線
8.什么是計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)?(P155)
計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)簡稱CNC系統(tǒng),它是用計算機(jī)通過執(zhí)行其存儲器內(nèi)的程序來完成數(shù)控要求的部分或全部功能,并配有接口電路、伺服驅(qū)動的一種專用計算機(jī)系統(tǒng)。
9.計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)由哪幾部分組成?(P155)
CNC系統(tǒng)由程序、輸入輸出設(shè)備、計算機(jī)數(shù)字控制裝置(CNC裝置)、可編程序控制器(PLC)、主軸驅(qū)動和進(jìn)給驅(qū)動裝置等組成,
第五章
1.根據(jù)自動化機(jī)械的基本模型,簡述信息流主要集中在那些子系統(tǒng)中?(P195)
信息流主要集中在人機(jī)界面、檢測機(jī)構(gòu)和控制器。
2.現(xiàn)代機(jī)械和傳統(tǒng)機(jī)械最本質(zhì)的區(qū)別是什么?(P195)
現(xiàn)代機(jī)械和傳統(tǒng)機(jī)械最本質(zhì)的區(qū)別是現(xiàn)代機(jī)械中具有信息流。信息系統(tǒng)保證了機(jī)電一體化系統(tǒng)基本單元(MEE)的正確運行,也使許多基本MEE耦合組成復(fù)雜的機(jī)電一體化系統(tǒng)。
3.在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計中信息流的作用是什么?(P196)
信息系統(tǒng)保證了機(jī)電一體化系統(tǒng)基本單元(MEE)的正確運行,也使許多基本MEE耦合組成復(fù)雜的機(jī)電一體化系統(tǒng)。
信息流是軟件總體設(shè)計的基礎(chǔ)。
4.信息流是如何分類的?(P196)
從信息流的形態(tài)來分,信息流可以是借助于機(jī)、光、聲、電等介質(zhì)傳輸?shù)男盘,也可以是語言、文字、圖表、圖像等抽象的信號,在計算機(jī)內(nèi)部則是數(shù)據(jù)表示的數(shù)據(jù)流。從信息流的功能來分,有控制信息流、檢測信息流、數(shù)據(jù)信息流、顯示信息流等。以信息流的流向來分,可分為輸入信息流、變換信息流、輸出信息流等。
5.分析信息流和數(shù)據(jù)流有什么意義?(P196)1)對機(jī)電一體化系統(tǒng)的工作原理和工作過程有深刻理解。
2)可對系統(tǒng)進(jìn)行深入的總體分析與規(guī)劃,以達(dá)到解耦與集成的目的。
3)信息流是軟件總體設(shè)計的基礎(chǔ)。按軟件工程方法,從數(shù)據(jù)流可確定軟件的結(jié)構(gòu),并定義此結(jié)構(gòu)中包含的程序模塊。同時也可以定義數(shù)據(jù)庫項、格式、規(guī)模和存取方法。特別是“全量程”的定義,即用于兩個以上的程序模塊內(nèi)的那些量的定義.
6.分析信息流的基本工具有哪些?(P196~198)(一)信息流的基本環(huán)節(jié)(二)數(shù)據(jù)流程圖(三)信息流和軟件結(jié)構(gòu)
7.人機(jī)輸入界面的基本硬件有哪些?(P204)
其基本硬件是鍵盤、開關(guān)(包括操作按鈕和觸摸屏等),并通過CRT實現(xiàn)人機(jī)交互。
8.輸出界面的信息流中對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信息輸出有哪幾種形式?(P215)
1)直接開關(guān)量的輸出。
2)脈沖序列和運動方向控制標(biāo)記。
3)直接數(shù)字輸出。4)模擬量輸出。
5)其他控制器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)
第六章
1.簡述機(jī)電一體化可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計提出的背景。(P229~230)
1)新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),產(chǎn)品更新?lián)Q代加快。
2)社會對產(chǎn)品的需求趨于多樣化、個性化和動態(tài)化,順應(yīng)客戶愛好(也稱客戶化或定制)、多品種中小批量生產(chǎn)已成為生產(chǎn)方式的主流。
3)市場對企業(yè)的要求從原來的對質(zhì)量、成本的要求演變?yōu)楝F(xiàn)在的對時間(Time)、質(zhì)量(Quality)、成本(Cost)、創(chuàng)新(Innovation)、服務(wù)(Service)和環(huán)境(Environment)等諸多方面的要求,時間已成為競爭力的第一要素,能否在最短的時間內(nèi)開發(fā)出最新的產(chǎn)品并推向市場,是贏得市場競爭的關(guān)鍵。
4)可持續(xù)發(fā)展的理念及對生態(tài)環(huán)境方面的關(guān)注,使人們在生產(chǎn)過程和消費過程中更注意生態(tài)和環(huán)境方面的相容性和友善性,綜合考慮產(chǎn)品的環(huán)境影響與資源效率已成潮流。2.什么是可重構(gòu)制造系統(tǒng)(RMS)?(P230)
可重構(gòu)制造系統(tǒng)(ReconfigurableManufacturingSystem,RMS)是指能夠通過對制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其組成單元的快速重組或更新,及時調(diào)整制造系統(tǒng)的功能和生產(chǎn)能力,以迅速響應(yīng)市場變化及其他需求的一種制造系統(tǒng)。
3.可重構(gòu)制造系統(tǒng)(RMS)的重構(gòu)分為哪幾個層次?(P230)1)制造系統(tǒng)級的重構(gòu)。2)制造設(shè)備級的重構(gòu)。3)子系統(tǒng)或部件層的重構(gòu)。
4.對于可重構(gòu)制造系統(tǒng)(RMS)而言,可重構(gòu)控制系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)是什么?(P230)
開放式結(jié)構(gòu)控制器是可重構(gòu)控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)技術(shù)。
5.機(jī)電一體化可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)是什么?(P231)1)低的生產(chǎn)成本和重構(gòu)成本的綜合值(cost)。2)短的設(shè)計建造時間和斜升時間(Time)。3)最大限度地利用已有的資源(Resource)。4)在公共地基上達(dá)到物流最優(yōu)(Stream)。
6.機(jī)電一體化可重構(gòu)系統(tǒng)的特征是什么?(P231~232)1)模塊性(Modularity)2)可集成性(Integrability)3)可轉(zhuǎn)換性(Convertibility)4)可診斷性(Diagnosability)5)客戶化性(Customization)
7.可重構(gòu)機(jī)床設(shè)計的主要目的是什么?可重構(gòu)機(jī)床包括那些內(nèi)涵?(P232)
主要目的是使機(jī)床能快速低成本地適應(yīng)被加工零件的各種變化。
1)可重構(gòu)機(jī)床綜合了流水線機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點,它每次提供給客戶確定的、滿足其當(dāng)前需要的功能和生產(chǎn)能力,同時當(dāng)客戶的需求發(fā)生變化時,可快速改變機(jī)床的硬件和軟件結(jié)構(gòu),以較低的成本在一個零件族內(nèi)快速調(diào)節(jié)/升級生產(chǎn)能力和功能性。2)可重構(gòu)機(jī)床由可重構(gòu)的硬/軟件組成。
3)可重構(gòu)機(jī)床必須設(shè)計開始就考慮可重構(gòu)性,而且必須由基本的硬/軟件模塊創(chuàng)建,能夠通過所設(shè)計的接口快速集成。4)可重構(gòu)機(jī)床是開放的、模塊化結(jié)構(gòu)。
8.機(jī)械加工中常用的三類機(jī)電一體化系統(tǒng)是什么?(P232)
DML、FMS和RMT三類機(jī)電一體化系統(tǒng)
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