机电系统设计提纲
第1章概述
1 机电一体化概念
以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。
2 机电一体化共性关键技术
（1）精密机械技术（2）信息处理技术（3）自动控制技术（4）检测传感技术（5）伺服驱动技术（6）系统总体技术
3 机电一体化的作用及目的
作用：
（1）机电一体化技术可为改造传统设备开辟新的发展途径
（2）机电一体化技术将加快机电工业赶超国际水平的步伐
（3）机电一体化技术将加速改善我国的出口产品结构
（4）机电一体化可增强企业的生产经营能力
目的：
机电一体化的目的是使产品多功能化、高效率化、高智能化、高可靠化、省材料省能源化、并使产品的结构向轻、薄、细、小巧化方向发展，不断满足人们生活的多样化要求和生产的省力化、自动化需求。
4 机电一体化系统的基本组成要素
机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。
第三章机电一体化系统中的机械设计
1 精度（静刚度、动刚度、定位精度等）、误差概念
精度的概念
（1）准确度：用系统误差大小来表示，反映了测量值偏离真值的程度。（2）精密度：用随机误差大小来表示，反映了测量值与真值的离散程度。（3）精确度：系统误差和随机误差大小的综合反映。
（4）设计精度：指在设计时要求达到的精度。
（5）零件精度：包括零件制造的几何尺寸误差和形状位置误差。
（6）运动精度：指设备主要零部件在以工作速度运动时的精度，常用运动误差来表示。
（7）装配精度：指零部件装配后零部件或设备的尺寸和相对位置误差，包括
外形尺寸、作业位置尺寸。
（8）定位精度：指机床或仪器重要部件在运动终点所能达到的实际位置的精度，是一个评价综合性能的精度指标。
（9）重复定位精度：指运动部件沿某个坐标轴向规定位置移动，作多次双向或单向定位时，其实际位置和规定位置的偏差。
（10）几何精度：指机床、仪器在不运动或运动速度较低时的精度。综合反映零部件和组装后设备的几何形状误差和相对位置误差。
（11）传动精度：指机械传动链单向传动时，其输入端与输出端瞬时传动比的实际值与理论值之差。通常是以传动误差和空程误差来衡量。
（12）测量精度：指计量仪器或测量系统的使用精度，是一个综合性的精度指标，常用测得值与被测值的偏差程度来衡量。
（13）重复精度：指在同一测量方法及测试条件下，在不太长的时间间隔内，连续多次测量同一个物理参数，所得数据的分散程度。
（14）复现精度：指在不同的测量方法和测试条件下，以较长的时间间隔对同一物理参数作多次测量所得数据的接近程度。
（15）动态精度：指系统的动态参数误差。
误差的概念
（1）误差：对某个物理量进行测量时，所测得的数值与真值之间的差值。反映了测量值对真值的偏离程度。
（2）真值理论真值约定真值相对真值
（3）绝对误差：测得值与被测值的真值之差。
（4）相对误差：绝对误差与被测量真值之比。
（5）随机误差：在多次测量中，大小和符号都不可预定的误差。
（6）系统误差：系统误差对的大小和方向在多次测量过程中是不变的，或者是按一定规律变化的。
（7）粗大误差：在系列测得值中有个别数值明显过大，超出在正常条件下随机误差应有的范围的误差。
（8）静态参数误差：测定静态参数所得的误差。
（9）动态参数误差：测定动态参数所得的误差。
（10）原理误差：在设计过程中，因拟定系统工作原理而作的近似假定，或采用近似理论，以及为使结构简单而采用近似的简化机构和电路等，都会使实际的作用效果与理论上出现差异，所造成的误差。
（11）制造误差：包括零件制造误差、电子元器件误差和零部件、产品的装配调整误差等。
（12）运行误差：指设备在工作过程中，由于各种原因产生的误差。
（13）传动误差：指输入轴单向回转时，输出轴转角的实际值相对于理论值的变动量。
（14）空程误差：输入轴由正向回转变为反向回转时，输出轴在转角上的滞后量。
2 齿轮传动的作用及其优缺点
作用：用来传递转矩和转速。
优点： 1、瞬时传动比恒定，传动精确度高；
2、强度大能承受重载，结构较紧凑；
3、满足主轴进给速度要求，增大主轴转矩。
缺点： 1、齿侧间隙对传动精度影响；
2、齿轮的磨损引起反转误差的逐渐扩大。
3 圆柱齿轮传动间隙消除的方法及特点
（1） 偏心套(轴)调整法
特点是结构简单，但其侧隙不能自动补偿。
（2） 轴向垫片调整法
特点是结构简单，但其侧隙不能自动补偿。
（3） 双片薄齿轮错齿调整法
特点是齿侧间隙自动补偿，反向时不会出现死区。
4 节距的概念
节距：相邻两齿在节线上的距离。由于承载绳工作时长度不变，故承载绳的中心线被视为同步带的节线。
5 导轨的作用及其应满足的基本要求
作用：各种机械运行时，由导轨副保证执行件的正确运动轨迹，并影响执行件的运动特性。
基本要求：
（a ）导向精度
（b ）耐磨性
（c ）疲劳和压溃
（d ）刚度
（e ）低速运动平稳性
（f ）结构工艺性
6 滚动直线导轨的计算
循环式直线导轨副的承载能力用额定动载荷Ca 和额定静载荷Coa 表示。其额定行程长度寿命L 用下式计算：
式中： L —额定行程长度寿命（ km ） ；
Ls —工作行程长度（ m ） ；
Nz —每分钟往复次数 ( 次数/min ) ；
Lh —额定工作时间寿命（ h ） 。
3h z S 10L 60n l 2L ????=
额定行程长度寿命L 与额定动载荷Ca ( 单位为N ) 的关系式可表示为：
式中： Ca —额定动载荷 （N ） ；
P —实际工作载荷 ( kN ) ； —指数，滚珠 滚子： ；
K —额定寿命系数，滚珠 K=50 km ，滚子 K=100km ；
f h —硬度系数 ；
f t —温度系数，查表1 ； f c —接触系数，查表2 ；
f a —精度系数，查表3 ； f w —载荷系数，查表4 ；
表1 温度系数 表2 接触系数
工作温度（℃） f t 每根导轨上的滑块数 f c
≤100 1.00 1 1.00
>100~150 0.90 2 0.81 >150~200 0.73 3 0.72 >200~250 0.60 4 0.66
5 0.61
表3 精度系数 表4 载荷系数
精度系数 f a 工作条件 f w
C 、
D 1.0 无外部冲击或振动的低速运动场合，速度小于15m/min
1~1.5
E 、
F 0.9 无明显冲击或振动的中速运动场合，速度小于60m/min 1.5~2
G 0.8 有外部冲击或振动的高速运动场合，速度大于60m/min
2~3.5
H 0.7
7 同步带传动主要失效形式及其特点
同步带的特点：
利用齿形带的齿形与带轮的轮齿依次相啮合传递运动和动力。兼有链传动、齿轮传动、带传动的优点。
同步带传动主要失效形式有：
(a) 承载绳断裂
(b) 爬齿和跳齿
(c) 带齿的磨损
(d) 其他失效方式
K P C f f f f f L a w a c t h ε
???? ??=3=ε3/10=εε
8 滚珠丝杠螺母副的设计计算
设计滚珠丝杠副的已知条件：平均工作载荷 Fm( N )，使用寿命 T(h)，丝杠的工作长度( 或螺母的有效行程 ) L(m)，丝杠的转速n （ 平均转速nm 或最大转速nmax ) ( r ／min )，以及滚道硬度HRC 和运转情况。
一般的设计步骤及方法如下：
(1)．丝杠副的计算载荷Fc ( N )
KF —载荷系数，按表1选取；
KH —硬度系数，按表2选取；
KA —精度系数，按表3选取；
FM —平均工作载荷（ N ）。
载荷性质 无冲击平稳运转 一般运转 有冲击和振动运转
KF
1~1.2 1.2~1.5 1.5~2.5
滚道实际硬度HRC
≥58
55 50 45 40 KH
1.0 1.11 1.56
2.4
3.85
精度系数 C 、D E 、F G H KA 1.0 1.1 1.25 1.43
(2)．计算额定动载荷
式中： Nm —丝杠副的平均转速（r/min ）；
Lh '—运转寿命（h ）；
F c —计算载荷（N ）。
例6-1 试设计一数控铣床工作台进给用滚珠丝杠副。已知平均工作载荷Fm ＝
3800N ，丝杠工作长度L ＝1.2m ，平均转速nm ＝100r/min ，最大转速nmax ＝10000r/min ，使用寿命T ＝15000h 左右，丝杠材料为CrWMn 钢，滚道硬度为58~62HRC ，传动精度要求 解：(1) 求计算载荷Fc
(2) 根据寿命条件计算额定动载荷
m A H F C F
K K K F =4
''1067.1?=h m C a L n F C 03
.0±=σN F K K K F m A H F C 456038000.10.12.1=???==
第四章 机电一体化系统常用传感器
1 传感器的定义、组成、作用及功能
定义： 能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置被
称为传感器。
组成： 传感器由敏感元件、转换元件和其他辅助部件组成。
作用： 信息的探测、感知和捕获。
功能： 检测能感受到的被测量的信息，并按一定规律转换成为电信号或其他所
需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
2 快速性，稳定性及可靠性概念
快速性是要求系统有一定的响应速度，即要求被控制量能够迅速地根据输入信号所规定的形式变化。
稳定性是一个系统能交付使用的首要条件，包括两方面的含义，一是绝对稳定性，就是通常所说的系统稳定；另一方面是相对稳定性，即输出量振荡的强烈程度。
可靠性指系统在预定时间内，在给定工作条件下，能够满意工作的概率。一般强调系统的无故障运行时间和故障排除时间。
3 试述绝对式编码器的特点
（1）可以直接读取角度坐标的绝对值，绝对式光电编码零点固定，输出为矩形波的二进制码，输出是轴角位置的单值函数，两者具有一一对应的关系；
（2）位置信息不容易丢失，编码器本身具有机械位置的存储功能，即使停电或其他原因造成坐标值清除，通电后仍然读出与机械位置相对应的位置值；
（3）没有累计误差；
（4）现有绝对式光电编码器多为单转式，它所能测量的轴角范围为0°—360°，不具有多转检测能力；
（5）对位置绝对式信号进行采样处理时，由于延时时间的存在，不适应高速控制的要求。
4 莫尔条纹的特点及计算
特点：
1.莫尔条纹的位移与光栅的移动成比例。
N L n F C h m C a 2042210
67.11500010045601067.144''≈???=?=
2.莫尔条纹具有位移放大作用。
3.莫尔条纹具有平均光栅误差的作用。
光栅每移动过一个栅距W ，莫尔条纹就移动过一个条纹间距B
莫尔条纹的间距B 与两光栅条纹夹角之间关系为
通过光电元件，可将莫尔条纹移动时光强的变化转换为近似正弦变化的电信号 其电压为：
θθW W B ≈=2sin 2W x
U U U m π2sin 0+=
第46届世界技能大赛xx省选拔赛机电一体化项目技术文件
1.1 本项目的简要技术描述 (1) 1.2 考核目的 (1) 1.3 相关文件 (1) 2. 选手的能力要求 (1) 3. 竞赛项目 (2) 3.1 竞赛任务模块 (2) 3.2 任务简述及要求 (3) 3.2.1 任务A（已知单元安装、编程、调试及运行） (3) 3.2.2 任务B(已知单元和未知模块组成的生产线安装、编程、调试、运行) (3) 3.3 命题方式 (3) 4. 评分标准及排名 (3) 4.1 评价分（主观分） (4) 4.2 测量分（客观分） (4) 4.3 评分流程说明 (4) 4.3.1 评分流程 (4) 4.3.2 评分说明 (5) 4.4 统分方法 (5) 4.5 参赛队排名 (6) 4.6 裁判员和选手 (6) 4.6.1 裁判组 (6) 4.6.2 裁判任职条件及组成 (6) 4.6.3 选手的条件和要求 (7) 5. 竞赛相关设施设备 (7) 5.1 竞赛设备及要求 (7) 5.3 竞赛准备要求 (8) 5.3.1 PLC控制器 (8) 5.3.2 PLC编程电脑 (9) 5.3.3 触摸屏 (9) 5.4 赛场每个比赛工位所需设施 (10) 5.5 现场设施工具清单 (11) 5.6 工具仪器清单 (12) 5.7 耗材清单 (12) 6. 项目特殊规定 (12) 6.1 选手安全防护措施要求 (12) 6.2 有毒有害物品的管理和限制 (13) 6.3 选手其他约定 (13) 6.3 裁判要求及约定 (14)
7.1 场地面积要求 (15) 7.2 场地照明要求 (15) 7.3 场地消防和逃生要求 (15) 7.4 医疗设备和措施 (16) 8. 健康要求和绿色环保 (16) 8.1 环境保护 (16) 8.2 循环利用 (16) 9. 开放现场的要求 (16) 9.1 对于公众开放的要求 (16) 10. 相关文件 (17)
机电系统设计提纲 第1章概述 1 机电一体化概念 以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。 2 机电一体化共性关键技术 （1）精密机械技术（2）信息处理技术（3）自动控制技术（4）检测传感技术（5）伺服驱动技术（6）系统总体技术 3 机电一体化的作用及目的 作用： （1）机电一体化技术可为改造传统设备开辟新的发展途径 （2）机电一体化技术将加快机电工业赶超国际水平的步伐 （3）机电一体化技术将加速改善我国的出口产品结构 （4）机电一体化可增强企业的生产经营能力 目的： 机电一体化的目的是使产品多功能化、高效率化、高智能化、高可靠化、省材料省能源化、并使产品的结构向轻、薄、细、小巧化方向发展，不断满足人们生活的多样化要求和生产的省力化、自动化需求。 4 机电一体化系统的基本组成要素 机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。 第三章机电一体化系统中的机械设计 1 精度（静刚度、动刚度、定位精度等）、误差概念 精度的概念 （1）准确度：用系统误差大小来表示，反映了测量值偏离真值的程度。（2）精密度：用随机误差大小来表示，反映了测量值与真值的离散程度。（3）精确度：系统误差和随机误差大小的综合反映。 （4）设计精度：指在设计时要求达到的精度。 （5）零件精度：包括零件制造的几何尺寸误差和形状位置误差。 （6）运动精度：指设备主要零部件在以工作速度运动时的精度，常用运动误差来表示。 （7）装配精度：指零部件装配后零部件或设备的尺寸和相对位置误差，包括
外形尺寸、作业位置尺寸。 （8）定位精度：指机床或仪器重要部件在运动终点所能达到的实际位置的精度，是一个评价综合性能的精度指标。 （9）重复定位精度：指运动部件沿某个坐标轴向规定位置移动，作多次双向或单向定位时，其实际位置和规定位置的偏差。 （10）几何精度：指机床、仪器在不运动或运动速度较低时的精度。综合反映零部件和组装后设备的几何形状误差和相对位置误差。 （11）传动精度：指机械传动链单向传动时，其输入端与输出端瞬时传动比的实际值与理论值之差。通常是以传动误差和空程误差来衡量。 （12）测量精度：指计量仪器或测量系统的使用精度，是一个综合性的精度指标，常用测得值与被测值的偏差程度来衡量。 （13）重复精度：指在同一测量方法及测试条件下，在不太长的时间间隔内，连续多次测量同一个物理参数，所得数据的分散程度。 （14）复现精度：指在不同的测量方法和测试条件下，以较长的时间间隔对同一物理参数作多次测量所得数据的接近程度。 （15）动态精度：指系统的动态参数误差。 误差的概念 （1）误差：对某个物理量进行测量时，所测得的数值与真值之间的差值。反映了测量值对真值的偏离程度。 （2）真值理论真值约定真值相对真值 （3）绝对误差：测得值与被测值的真值之差。 （4）相对误差：绝对误差与被测量真值之比。 （5）随机误差：在多次测量中，大小和符号都不可预定的误差。 （6）系统误差：系统误差对的大小和方向在多次测量过程中是不变的，或者是按一定规律变化的。 （7）粗大误差：在系列测得值中有个别数值明显过大，超出在正常条件下随机误差应有的范围的误差。 （8）静态参数误差：测定静态参数所得的误差。 （9）动态参数误差：测定动态参数所得的误差。 （10）原理误差：在设计过程中，因拟定系统工作原理而作的近似假定，或采用近似理论，以及为使结构简单而采用近似的简化机构和电路等，都会使实际的作用效果与理论上出现差异，所造成的误差。 （11）制造误差：包括零件制造误差、电子元器件误差和零部件、产品的装配调整误差等。 （12）运行误差：指设备在工作过程中，由于各种原因产生的误差。 （13）传动误差：指输入轴单向回转时，输出轴转角的实际值相对于理论值的变动量。 （14）空程误差：输入轴由正向回转变为反向回转时，输出轴在转角上的滞后量。 2 齿轮传动的作用及其优缺点 作用：用来传递转矩和转速。
《机电一体化概论》期末模拟试题 一、单项选择题 1.“机电一体化”与英文单词（ C ）一致。 A. Mechanics B. Electronics C. Mechatronics D. Electric-Machine 2.下列哪个不是传感器的动特性（ D ） A.临界速度 B.临界频率 C.稳定时间 D.分辨率 3.感应同步器定尺绕组中感应的总电动势是滑尺上正弦绕组和余弦绕组所产生的感应电动势的( C ) A.代数和 B.代数差 C.矢量和 D.矢量差 4.光栅莫尔条纹宽度的计算公式是（B 表示莫尔条纹的宽度，W 表示栅距，θ表示两光栅线纹夹角） ( A ) A.W B θ = B. cos W B θ = C. sin W B θ= D. tan W B θ = 5.直流测速发电机输出的是与转速( C ) A.成正比的交流电压 B.成反比的交流电压 C.成正比的直流电压 D.成反比的直流电压 6.下列哪项不是齿轮传动的优点（ D ） A.传动效率高 B.传动比准确 C.结构紧凑 D.制造成本低 7.右图称( B ) A.直流伺服电动机调节特性 B.直流伺服电动机机械特性 C.直流伺服电动机动态特性 D.直流伺服电动机调速特性 8. 不变)属于（ C ）调速 A.恒功率 B.变功率 C.恒转矩 D. 变转矩 9.步进电机一般用于（ A ）控制系统中。 A.开环 B.闭环 C.半闭环 D.前馈 10.计算步进电动机步距角的公式为( A ) A. 360KmZ ? B. 180cos sm T Km ? C. 60f KmZ D. 360180Km ? ?- 11.步进电动机三相六拍通电方式为（ B ） A.A-B-C-A B.A-AB-B-BC-C-CA-A C.AB-BC-CA-AB D.AC-CB-BA-AC 12.对于交流感应电动机，其转差率s 的范围为（ B ） A.1 附件1 2019年度机械行业职业教育技能大赛 “三向杯”机电一体化系统设计与装调技术项目 竞赛样题(高职组） 选手须知： 1.任务书共 27 页，附页图纸 31 页，故障排查表 1 页，如出现任 务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判申请更换任务书。2.竞赛任务完成过程配有两台编程计算机，参考资料（竞赛平台相 关的器件手册等）放置在“D:\参考资料”文件夹下。 3.参赛团队应在4小时内完成任务书规定内容；选手在竞赛过程中 创建的程序文件必须存储到“E:\技能竞赛\竞赛编号”文件夹下，未存储到指定位置的运行记录或程序文件均不予给分。 4.选手提交的试卷不得出现学校、姓名等与身份有关的信息，否则 成绩无效。 5.由于错误接线、操作不当等原因引起PLC、触摸屏、变频器、工业 机器人控制器及I/O组件、伺服放大器的损坏，将依据大赛规程进行处理。 6.在完成任务过程中，请及时保存程序及数据。 场次：工位号：日期： 机电一体化系统设计与装调技术项目任务书(高职组) 一、竞赛设备说明 竞赛平台由颗粒上料单元、加盖拧盖单元、检测分拣单元、工业机器人搬运单元、智能仓储单元5个工作单元组成，实现空瓶上料、颗粒物料上料、物料分拣、颗粒填装、加盖、拧盖、物料检测、瓶盖检测、产品分拣、机器人搬运合格产品入盒、盒盖包装、贴标、入库等自动生产全过程。 系统每个工作单元都配有独立的控制PLC 和人机交互的按钮板，系统可以联机运行，同时各单元也可以单站运行。5台PLC 通过RS485进行通讯，可以任意选择其中一个工作单元作为主站，触摸屏与主站进行串口通讯。 二、工作过程概述 本系统工作过程概述如下： (一)颗粒上料单元上料输送带逐个将空瓶输送到主输送带；上料检测传感器检测到有空物料瓶到位，上料输送带停止；同时循环输送带机构将供料机构的物料推出，根据物料颗粒的颜色进行分拣；当空瓶到达填装位后，填装定位机构将空瓶固定，主输送带停止；填装机构将分拣到位的颗粒物料吸取放到空物料瓶内；物料瓶内填装物料到达设定的颗粒数量后，填装定位气缸松开，主输送带启动，将物料瓶输送到下一个工位。如图0-2所示。 图0-1 SX-815Q 机电一体化综合实训设备 《机电一体化技术与系统》教学大纲 课程编码： 课程名称：机电一体化技术 学时/学分：32学时/1.5学分 先修课程：《机械原理》、《机械设计》、《电工学》、《可编程控制技术》、《液压与气压传动》。 适用专业：机械设计制造及其自动化 开课教研室：机电一体化教研室 一、课程性质与任务 1．课程性质：本课程属于机械设计制造及其自动化专业选修课程，强调知识结构系统性和教学体系完整性的统一，使学生对机电一体化技术有较全面的认识，比较系统地掌握机电一体化系统各元部件的选择、计算的基本理论和方法，初步具备机电一体化系统的设计能力。 2．课程任务：任务是使机械设计制造及自动化的学生在机电一体化技术方面具有较广泛的知识，了解机电一体化系统（产品）涉及的相关技术，重点掌握典型机电一体化系统构建、设计，使学生在今后的工作中具有综合应用多学科知识的能力。二、课程教学基本要求 1．要求掌握的基本知识 机电一体化的一般知识。机电一体化的组成，各部分的性能、特点。 2．要求掌握的基本理论和方法 交流逆变技术，位置检测技术，plc控制系统基本原理。常用电动机基本工作原理，交流伺服电机特点及其调速方法，机械部件与气液控制技术基本原理。 3．要求掌握的基本技能 一、能设计电气电路图（就是控制电机启停、正反转，星三角这样的），并能完成配线。二、能进行PLC编程，能设计PLC控制电路。三、能用AUTOCAD画机械零件图，并进行简单的机械设计。三、具有较强的自学能力，能看懂设备的说明书等。 4.考核方式以平时作业和期末考试相结合的方式进行。平时占30%左右，期末占70%左右。 三、课程教学内容 教学内容 1.第一章绪论 内容：机电一体化系统的意义；机电一体化系统设计工作的组织；机电一体化系统所代表产品的范围及分类；机电一体化系统设计的发展趋势。 2.第二章交流逆变技术 内容：熟悉电力电子器件，掌握整流电路的分析方法，熟悉PWM逆变原理。 重点：整流电路的分析方法。 难点：PWM逆变原理。 3.第三章位置检测技术 内容：熟悉包括行程开关、接近开关、光电开关检测开关原理及功能。 重点：在了解各种开关原理基础上会进行简单的设计。 难点：传感器接口技术，以及各传感器和plc输入模块连接。 4.第四章PLC控制系统 内容：PLC控制系统，系统组成与PLC结构，PLC的工作原理，PLC的规格与型号，PLC连接技术 重点：PLC连接技术，程序编制。 难点：PLC的应用与实践。 5.第五章伺服传动技术 内容：伺服系统的结构组成及分类，直流伺服系统结构和原理，直流伺服系统的稳态误差分析，直流伺服系统的动态校正，交流伺服系统的分类及应用。异步型交流电动机的变频调速的基本原理及特性，异步电动机变频调速系统。步进电动机的结构、工作原理及使用特点，环形分配器；功率驱动器的种类及其工作原理。 重点: 直流伺服电机特性和调速原理，直流伺服系统组成的基本原理，交流伺服电机特点及其调速方法，变频调速装置的基本原理。 难点：直流伺服电机特性和调速原理，交流伺服电机特点及其调速方法。 6.第六章机械传动与支承技术 2016年中国技能大赛——第44届世界技能大赛机电一体化项目全国选拔赛技术工作文件 1.本项目的技术描述 1.1本项目的简要技术描述 机电一体化技术涉及机械、电子、气动和计算机技术。集机械、气压工程、编程、机器人技术及系统开发等技能于一体。机电一体化技术人员能满足自动化行业的各种需求，能搭建工业自动化系统，能够设计、制造、维护和修理自动化设备及对设备控制系统编程。 1.2选手的竞赛能力和要求 竞赛以实际操作技能为主。为全面考查参赛选手的职业综合素质和技术技能水平，选手能力要求包括：工作的组织与管理，交流与人际沟通，机电一体化系统开发，使用工业控制器，软件编程，电路设计，分析、运行和维修七大部分，具体要求内容及说明见表1。 表1 竞赛能力要求及说明 2.裁判员和选手 2.1裁判长 裁判长应具有较强的组织协调能力，处理问题公平、公正。从事本职业（项目）技术工作15年以上。具有本职业（项目）高级技师职业资格或副高级及以上专业技术职务，且在本职业（项目）领域具有一定的影响力。参与过省级以上职业技能竞赛相关技术工作，具备国家职业技能竞赛裁判员资格或世界技能大赛执裁经验者。 2.2裁判员的条件和组成 2.2.1裁判员基本条件 参加全国选拔赛技术工作的裁判人员，应具备以下条件： ⑴热爱祖国，遵纪守法，诚实守信，具有良好的职业道德，身体健康； ⑵裁判员应具有团队合作、秉公执裁等基本素养，具有本职业（项目）技师及以上职业资格或中级及以上专业技术职务。有省级以上职业技能竞赛技术工作经历且在省级选拔活动中担任技术专家，或具备国家职业技能竞赛裁判员资格者优先。 2.2.2裁判员的组成 裁判员由每个参赛地区或行业（以下简称各参赛代表队）依据 密封线内不要答题 《机电设备概论》试题 A 一、填空题（每空 1 分，共 20 分） 、 、 二、选择题（每小题 3 分，共 30 分） 3、下列对带传动的描述中，错误的一项是_____ 7、下列对电梯主要参数的描述中，错误的一项是_____ ○— ○— — 考 号 姓 名 班 级 ○— ○— — XXXX 学校 2013-2014 学第二学期期末考试 、 、 等。 2、机电设备按用途可以分为三类：即_______类、 类和民生类。 3、电器控制系统按照所使用的器件分 控制和 控制。 4、_______________简称 PLC ，广泛的应用于性能较为先进的机电设备控制系 统 中。 5、金属切削机床是制造机器的机器，因此又被称为_______________。 6、车床的主运动和进给运动是形成被加工表面形状的必需运动，称为 __________ 运动。 7、CA6140 型车床的电气控制系统采用了_______________控制方式。 8、数控机床主要有 、 、 、 以及辅助装置所组成。 9、喷墨和激光打印机均属于_______式打印机。 10、设备清洗换油的两种方式是 和 。 1、现代机电设备使用_____提供动力。 A 、人力、畜力 B 、蒸汽 C 、普通电动机 D 、控制电动机 2、下列哪一项不属于传统机电设备的功能实现部分 A 、原动部分 B 、本体 C 、传动部分 D 、工作部分 A 、CPU B 、NC C 、ROM D 、MDI 5、数控钻、铣、镗、磨床均属于_____数控车床 A 、金属切削类 B 、金属成型类 C 、特种加工类 D 、其他类 6、载货电梯属于_____电梯 A 、超高速 B 、高速 C 、中速 D 、低速 全国职业院校技能大赛中职组机 电一体化设备组装与调试赛项 样题 ××智能生产设备组装与调试工 作 任 务 书 中国.山东.潍坊 2016.4 工作任务与要求 页脚内容1 一、按《××智能生产设备组装图》（图号01）组装智能生产设备，并实现该设备的生产功能。 二、按《××智能生产设备电气原理图》（图号02）连接××智能生产设备的控制电路，你连接的电路应符合工艺规范要求。 三、按《××智能生产设备气动系统图》（图号03）安装气动系统的执行元件、控制元件和连接气路，调节气动系统的工作压力、执行元件的进气量。使气动系统能按要求实现功能，气路的布局、走向、绑扎应符合工艺规范要求。 四、请你正确理解××智能生产设备的生产过程和工艺要求、意外情况的处理等，制作触摸屏的界面，编写××智能生产设备的PLC控制程序和设置变频器的参数。 注意：在使用计算机编写程序时，请你随时在计算机E盘保存已编好的程序，保存文件名为工位号加A （如03号工位文件名为“03A”）。 五、请你安装、调整传感器的位置和灵敏度，调整机械部件的位置，完成××智能生产设备的整机调试，使××智能生产设备能按照要求完成生产任务。 六、请你填写组装与调试记录中的有关内容。 注意！ 本次组装与调试的××智能生产设备，用触摸屏控制。 你可以同时使用触摸屏和按钮模块上按钮、开关控制，但没有加分。 你也可以单独使用按钮模块上的按钮、开关控制。这时，你需要在《××智能生产设备电气原理图》上画出增加的电路，但原电路不能改动。单独使用按钮模块上的按钮、开关控制不能得触摸屏的相关分。 ××智能生产设备说明 页脚内容2 页脚内容3 图1零件及其插装位置 ××智能生产设备有按照顾客的需求，完成产品原料配置，加工成型与检测，产品分拣包装，记录产品信息等功能。是一种多品种、小批量的智能生产设备，该设备各部件名称及其安装位置如图1所示。 ××智能生产设备 上电，若设 备的气动机械手在B 料台/废品仓上方且手爪张开，各推送气缸的活塞杆在缩回位置，加工装置/成品仓、带输送机的电动机停止的初始位置，则触摸屏显示首页如图2所示。若××智能生产设备的相关部件不在初始位置，则需手动复位，复位后出现触摸屏首页。 按进入按钮，进入按钮变色且页面弹出“密码”对话框如图3所示，输入设备管理人员发给你的密码（235A ），可进入触摸屏的下一页面。若输入密码错误，出现要求重输密码的对话框如图4所示，输入正确密码可进入下一页面；若输入密码错误，则出现“你不能进入，请离开！”的警告且进入按钮闪烁5s 后熄灭，返回如图2所示的页面后，可再次按进 入按钮。 输入正确密码进入 第1章绪论 1.1 机电一体化技术的产生与发展 机电一体化技术的产生： 机械化技术的发展：工业革命开始…… 控制技术发展：20世纪30年代，开始快速发展，以军工技术为载体…… 信息处理技术的发展：20世纪60年代，开始快速发展，以大规模集成电路为载体… 机电一体化技术的产生：自从控制技术快速发展，就…… 20世纪70年代，60年代提出，70开始快速发展 机电一体化技术的发展： 自动化技术发展的必然产物：各个学科综合结果，尤其自动化技术+计算机技术。 （日本：机械制造领域：为提高生产效率，自动化生产、生产过程信息化控制； 美国：主动将自动化技术（正像乔布什说的“人们并不清楚自己需要什么，需要你来告诉他们”）、信息化技术推广到工程技术的各个领域； 英国学者：各个领域发展过程中的自然渗透，涉及大量学科。 中国：国家9.5开始大力支持；各个高校对机电一体化的理解） 1.2 机电一体化的相关技术 图1控制系统的基本组成 图2 机电一体化技术体系 传感器技术、自动控制技术、精密机械技术、伺服传动技术、系统总成技术 1.2.1 传感器技 传感器：能检测各种物理量，将测得的各种参量转换为电信号，并输送到信息处理部分的功能器件。 完成对各种信息的检测、收集，这些信息包括： 位移、位置、速度、加速度、力； 压力、流量、温度； 电压、电流 因此传感器首先需要有敏感元件部分。 输出量通常为 模拟电流、电压、数字量，因此传感器通常配有专用的信号处理电路。 1.2.2 信息处理技术 完成对信息的输入、输出、计算、分析、存储。通常为专用控制装置，以及计算机、单片机、A/D、D/A 完成上位机的信息交换功能。 1.2.3 自动控制技术 各种控制单元，以自动化过程为控制目的的各种逻辑控制；以某些参数值为控制目的的各种参数控制；以某些综合指标为控制目标的最优化控制。等等。 高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、示教再现、检索等技术。 各种控制理论、特殊控制策略、专用算法 1.2.4 伺服传动技术 电机拖动技术 液压传动及伺服控制技术 气压传动技术 1.2.5 精密机械技术 为更好地与控制技术结合，精密机械技术较一般的同类机械精度要求更高，要有更好的可靠性及维护性，同时要有更新颖的结构。 职业技术学院 2013～2014学年第2 学期期末考试试卷 《机电设备概论》（A） 班级________学号___________姓名__________得分________ 一、选择题（每题2分，共30分） 1、现代机电设备使用_____提供动力。 A、人力、畜力 B、蒸汽 C、普通电动机 D、控制电动机 2、下列对带传动的描述中，错误的一项是_____ A、带传动利用传动带作为中间的挠性件，依靠传动带与带轮之间的摩擦力来传递运动 B、常见的有平带传动、V带传动、圆带传动和同步带传动 C、带传动可以把主动件的回转运动变成从动件的直线往复运动 D、带传动具有传动平稳，无噪声的优点 3、下列对PLC的描述中，错误的一项是_____ A、由中央处理器、输入输出模块、编程器、外围设备和电源组成 B、编程方程比较简单，程序可读性强 C、抗干扰性强，运行可靠，可以在恶劣环境中使用 D、采用模块式结构，组态灵活，维修费用高 4、下列对CA6140型卧式车床的描述中，错误的一项是_____ A、我国设计制造的一种普通卧式车床，在我国机械加工业中使用极为广泛 B、工件的最大加工长度有750MM、1000MM、1500MM和2000MM 四种 C、结构简单，自动化程度低，加工过程中的辅助时间较多 D、适用于单件、小批生产及修理车间使用 [使用班级：机电1201] [出卷教师：] 第 1 页共 6 页 5、数控的符号是_____ A、CPU B、NC C、ROM D、MDI 6、数控钻、铣、镗、磨床均属于_____数控车床 A、金属切削类 B、金属成型类 C、特种加工类 D、其他类 7、TND360型数控车床可以安装_____种刀具 A、7 B、8 C、9 D、10 8、RGV和AGV分别表示_____ A、有轨和无轨小车 B、无轨和有轨小车 C、有轨和随行夹具 D、托盘和随行夹具 9、工位数少，精度不高的小型组合机床的自动生产线上的随行夹具的返回方式是_____ A、上方返回 B、下方返回 C、水平返回 D、垂直返回 10、_____制导的AGV是AGV的未来发展方向 A、电磁感应 B、感应 C、光学 D、激光束 11、载货电梯属于_____电梯 A、超高速 B、高速 C、中速 D、低速 12、拽引电动机采用的是_____ A、直流电动机 B、交流电动机 C、同步电动机 D、异步电动机 13、下列对传真机的描述中，错误的一项是_____ A、传真机属于通信类设备 B、传真机属于办公用机电类设备 C、传真机按照用途可以分为相片传真机、报纸传真机气象传真机和文件传真机 D、按传送机的传送色调可以分为黑白和彩色传真机 14、当复印机出现卡纸故障时，可初步判断为_____ A、定影系统故障 B、转印系统故障 [使用班级：机电1201] [出卷教师：] 第 2 页共 6 页 附件1：全国职业院校技能大赛工作任务书样题 2018 年全国职业院校技能大赛中职组机电一体化设备组装与调试赛项××智能车间××单元搭建 工 作 任 务 书 2017.09 1.按《××智能车间××单元设备立柱组装图》（图号00）组装各立柱，按《××智能车间××单元设备组装图》（图号01）组装皮带输送机及其他机械构件，并实现该设备的生产功能。 2.按《××智能车间××单元设备电气原理图》（图号02）连接×× 智能车间××单元设备的控制电路，你连接的电路应符合工艺规范要求。 3.按《××智能车间××单元设备通信拓扑图》（图号03）连接×× 智能车间××单元设备的网络并根据通信协议设置通信参数，你连接的网络应通信稳定且符合工艺规范要求。 4.按《××智能车间××单元设备气动系统图》（图号04）安装气动系统的执行元件、控制元件和连接气路，调节气动系统的工作压力、执行元件的进气量。使气动系统能按要求实现功能，气路的布局、走向、绑扎应符合工艺规范要求。 5.请你参考××智能制造系统说明，正确理解××智能车间××单元设备的生产过程和控制要求、意外情况的处理等，制作触摸屏的界面，编写××智能车间××单元设备的PLC 控制程序和设置变频器的参数。 注意：在使用计算机编写程序时，请你随时在计算机E 盘保存已编好的程序，保存文件名为工位号加A（如03 号工位文件名为 “03A”）。 6.请你安装、调整传感器的位置和灵敏度，调整机械部件的位置，完成××智能车间××单元设备的整机调试，使××智能车间××单元设备能按提交的订单及要求完成配料、加工和送到指定的产品领取口。 7.根据要求正确使用RFID 读写器：现场提供两个电子标签（一个有数据标签和一个空白标签），使用RFID 读写器将有数据的标签 机器人学的进步与应用是二十世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义的自动化，尤其在当今的工业制造中，机器人学已取得了最伟大的成功[1]。进入二十一世纪，人们已经愈来愈亲身地感受到机器人深入生产、生活和社会的坚实步伐。一方面随着各个国家老龄化越来越严重，更多的老人需要照顾，社会保障和服务的需求也更加紧迫，老龄化的家庭结构必然使更多的年青家庭压力增大，而且生活节奏的加快和工作的压力，也使得年轻人没有更多时间陪伴自己的孩子，随之酝酿而生的将是广大的家庭服务机器人市场。另一方面服务机器人将更加广泛地代替人从事各种生产作业, 使人类从繁重的、重复单调的、有害健康和危险的生产作业中解放出来 服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，到目前为止尚没有一个严格的定义，不同国家对服务机器人的认识不同。国际机器人联合会经过几年的搜集整理，给了服务机器人一个初步的定义：服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完成有益于人类健康的服务工作[3]，即除了手术机器人、诊断机器人、护理机器人、康复机器人等医用机器人外，也包括各种家用机器人、娱乐机器人、体育机器人、玩具机器人、导游机器人、保安机器人、排险机器人、清洁机器人、秘书机器人、建筑机器人、邮拾和送信机器人以及加油机器人等。随着开发研究的进一步开展和价格的大幅度下降，服务机器人将广泛进入医院、家庭、工地、办公室和体育娱乐场馆，直接与人类共处，为人类排忧解难 中国机器人专家、工程院院士徐扬生教授说：“只要10年时间，机器人将在世界范围内，普及到每个人的日常生活之中。这将是一个巨大的市场，预计将比现在的汽车市场还要大。”②韩国科学家预测：到2015年至2020年，每个韩国家庭将拥有一个机器人。③日本专家估计：到2020年日本将有25%的人口年龄超过65岁，护理型机器人将供不应求。④德国科学家预计：将在未来的几十年间，家庭生活中将出现的最大变化就是机器人的普及，家庭服务机器人将在日常家庭生活中扮演越来越重要的角色，承担越来越多的工作从二十世纪八十年代中期开始，机器人已从工厂的结构化环境进入人的日常生活环境—医院、办公室、家庭和其它杂乱及不可控环境，成为不仅能自主完成工作，而且能与人共同协作完成任务或在人的指导下完成任务的智能服务机器人，特别是最近几年，对会清洁地面、割草或充当导游、保姆和警卫等自主移动机器人技术上的进步，大家都有目共睹日本将机器人作为一个战略产业，给予了大力支持，而且日本根据目前机器人产业面临的问题，提出了加强机器人研究和推动机器人产业化的具体措施，日本机器人工业之所以领先世界，一方面和他们的机器人文化也有关，在日本，有一种“让机器人成为人”的氛围，在日本，由于人口不多，而且老龄化趋势严重，他们需要机器人来承担劳力的工作，因此培养起浓厚的机器人文化；另一方面，日本政府也希望机器人研发成为本国的支柱产业，所以投入大量资金，为了攻克更关键的服务机器人技术，日本在2006 年至2010 年间，每年投入1000 万美元用于研发服务机器人。 韩国将服务机器人技术列为未来国家发展的10大“发动机”产业，他们已经把服务型机器人作为国家的一个新的经济增长点进行着重发展，对机器人技术给予了重点扶持，通过不断地努力，韩国近几年来也逐渐跻身研究机器人的世界潮流。韩国信息通信部官员表示，虽然韩国的机器人技术起步比美国、日本和欧洲的竞争者要晚，但是有望在未来5～10年内迎头赶上 美国是机器人的发源地，尽管美国在机器人发展史上走过一条重视理论研究，忽视应用开发研究的曲折道路，但是美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位，其技术全面、先进，适应性也很强。例如：专治中风的机器人医生将在密歇根州圣约瑟夫默西奥克兰医院率先上岗，这种机器人头部是一个显示屏，能显示网络另一端医生的形象和声音，显示屏上方安装了一个摄像头，可以把医院现场的图像和声音传回给医生，有了这种机器人，医生在 填空题 4. 机电一体化研究的核心技术是接口问题。 5. 机电一体化系统（产品）构成的五大部分（或子系统）是：机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统。 6. 机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。 7. 机电一体化系统（产品）按设计类型分为：开放性设计、适应性设计、变异性设计。 8. 机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为：机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法。 9. 机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。 10.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）：以能源转换为主和以信息转换为主。 11. 丝杠螺母机构的基本传动形式有：螺母固定丝杆转动并移动、丝杆转动螺母移动、螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动四种形式。 12. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分为单圆弧和双圆弧两类；按滚珠的循环方式分为内循环和外循环两类。 13. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有：双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧自动调整预紧四种方式。 14. 滚珠丝杠副常选择的支承方式有：单推—单推式、双推—双推式、双推—简支式、双推—自由式。 15. 机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式。 16. 在机电一体化系统机械传动中，常用的传动比分配原则有：重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。 17. 常用导轨副的截面形式有：三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。 18. 导轨刚度主要指：结构刚度、接触刚度和局部刚度。 19. 机电一体化系统（产品）中，常可选择的执行元件：电磁式、液压式、气压式和其他形式的执行元件。 20. 电动机的工作特性分为恒转矩工作和恒功率两个阶段，其转折点的转速和功率分别称为：额定转速和额定功率；伺服电动机用于调速控制时，应该工作在恒转矩阶段。 21. 步进电机按转子结构形式可分为：反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机三种。 22. 步进电机的工作方式有：单拍工作方式和倍拍工作方式。 23. 步进电机的开环控制精度主要由步进电机的结构形式和工作方式决定的；为了进一步提高步进电机的控制精度，可以采用细分电路来提高控制精度。 24. 依据步进电机的工作原理，步进电机的驱动控制电路主要由：方向控制电路、环形分配电路、驱动放大电路等组成。 25. 机电一体化系统中，常用的微型计算机类型有：单片机控制系统、单板机控制系统、工业微型计算机控制系统三种。 26. 提高机电一体化控制系统工作可靠性的措施主要有：隔离技术、和屏蔽技术、滤波技术 27. 常用传感器主要分为模拟信号检测传感器、数字信号检测传感器、开关信号检测传感器三种形式。 28. 机电有机结合分析设计方法主要有稳态设计方法和动态设计方法两种。 专科毕业论文 题目：机电一体化技术在我国的发展应用 学生姓名 学号 20130429 指导教师张进年 院系西北大学继续教育学院 专业机电一体化 年级 诚信声明 本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或在网上发表的论文。 特此声明。 论文作者签名：杨健 日期：2015年10月12 日 目录 摘要.............................................................................................I 目录.............................................................................................II 1 绪论 (1) 1.1 现实背景和理论背景 (1) 1.1.1现实背景 (1) 1.2 研究的目的和意义 (1) 2 机电一体化概述 (2) 2.1 机电一体化的基本概念 (2) 2.2机电一体化产品的优越性 (3) 2.3机电一体化产品的分类 (4) 3 机电一体化技术在我国的应用与发展 (5) 3.1国内外机电一体化技术发展状况： (5) 3.1.1国外机电一体化发展现状 (5) 3.1.2国内机电一体化发展现状 (7) 3.2机电一体化技术在我国的应用 (8) 3.2.1在现代机械制造业中的应用 (8) 3.2.2在饮料行业中的应用 (9) 3.2.3在钢铁企业中的应用 (9) 3.2.4在煤矿中的应用 (10) 3.3我国机电一体化技术发展存在的一些问题及解决对策 (12) 3.3.1缺乏核心技术是我国机电一体化产品出口的软肋 (12) 3.3.2技术壁垒是我国机电一体化产品出口的新拦路虎 (13) 3.4 机电一体化技术的发展趋势 (15) 总结 (18) 参考文献 (19) 致谢 (20) 机电设备复习题 填空 1、卧式数控车床有水平导轨和倾斜导轨两种，而较高档次的数控卧式车床一般 都采用_______。 2、TND360型数控车床可以安装_______种刀具。 3、加工中心的结构分为两大部分：一是主机部分；二是_______部分。 4、自动运行小车分为有轨（RGV）和无轨（_______）两大类。 5、自动扶梯与电梯的不同，它是在_______上运行的运输设备。 6、拽引机是电梯拽引系统中的重要装置，一般选用_______电动机。 7、激光打印机属于_______式打印机。 8、在3秒内传送一页A4原稿的传真机为_______传真机。 9、彩色复印机能够处理（最大_______）的普通幅面。 10、用_______来减少两物体摩擦表面间的摩擦和磨损或其它形式的表面破坏的方法叫做润滑。 11、电梯的曳引机按照结构不同，主要有和 两种类型。 12、电梯的曳引钢丝绳主要有和两种规格。 13、电机可分为交流电机和电机两种。 14、喷墨和激光打印机均属于式打印机。 15、打印机按照原理的不同可分为、 两种。 16、设备清洗换油的两种方式是和。 17、设备预防修理分为和、 两种。 18、_______________简称PLC，广泛的应用于性能较为先进的机电设备控制系统中。 19、金属切削机床是制造机器的机器，因此又被称为_______________。 20、车床的主运动和进给运动是形成被加工表面形状的必需运动，称为 __________运动。 21、CA6140型车床的电气控制系统采用了_______________控制方式。 22、数控铣床的结构特征，体现在其主轴特征和控制铣床运动的__________特 征两方面。 23、JCS—018型立式加工中心，是一种具有自动换刀装置的CNC数控 _______________。 24、AGV运行轨迹通常采用_______________制导。 25、静电复印的原理：利用光导体在光照后改变其_______________。 单项选择 1、现代机电设备使用_____提供动力。 A、人力、畜力 B、蒸汽 C、普通电动机 D、控制电动机 2、下列哪一项不属于传统机电设备的功能实现部分？ A、原动部分 B、本体 C、传动部分 D、工作部分 A、CPU B、NC C、ROM D、MDI 7、数控钻、铣、镗、磨床均属于_____数控车床 A、金属切削类 B、金属成型类 C、特种加工类 D、其他类 8、TND360型数控车床可以安装_____种刀具 1 .概论 随着科学技术的发展，世界正面临着以信息技术为中心的技术革命，其目标是极大地提高劳动生产率和产品质量。信息技术有三大支柱，即测量与控制技术、计算机技术和通信技术。机械技术和微电子技术、计算机技术和信息技术的结合，是机械技术与电子技术发展的共同趋势之一。特别是新兴的微电子技术、信息技术引入传统的机械技术之中，已使传统的机械类产品在功能上、性能上以及制造技术上提高到了一个新的水平，创造出许多不曾有过的新产品与新设备，带来了巨大的经济效益和社会效益。 因此，运用机电一体化技术设计机电一体化的设备或产品，改变机械产品与机械工业的面貌，满足社会和生活的物质需要，已成为工程设计人员的历史使命。本章将介绍机电一体化系统的基本概念、系统组成要素和机电一体化系统的设计任务。 1．1机电一体化系统的概念 1．1．1系统的基本概念 “系统”这个名词，使用非常广泛。在不同的词典、手册和专著中系统的定义都是：系统是由相互作用的依赖的若干组成部分按一定规律结合成的、具有特定功能的有机整体。 系统具有如下特征： “集合性”，系统是许多元素的集合。 “关联性”，系统的各个组成部分之间是互相联系的互相制约的。 “目的性”，系统总是具有特定的功能，特别是人所创造或改选的系统，总是有一定的目的性。 “环境适应性”，系统总是存在并活动于一个特定的环境中，与环境不断进行物质、能量、信息的交换。系统必须适应环境。 对于系统工程还很难给出一个人们所公认的定义，这里列举一个较典型的解释。 “系统是为了更好地达到系统目标，而对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机理等进行分析和设计的技术”（1967年日本工业标准JIS）。 由于系统是研究系统共性的跨学科的方法性技术，那么它研究和处理任何问题时都应遵循以下基本原则。 机电一体化设备组装与调试样题 2016年全国职业院校技能大赛选拔赛（中职组） 机电一体化设备组装与调试赛项样题 请你仔细阅读配料装置的工作说明，在240min内，按要求完成下面的工作任务在完成工作任务的过程中，请你遵守安全操作规程。 工作任务与要求 一、按《警示灯与接料平台组装图》组装警示灯和接料平台。 二、按《配料装置组装图》组装配料装置，并满足图纸提出的技术要求，其中触摸屏的安装位置自定，要求安装合理方便操作。 三、请你按《配料装置气动系统图》连接连接配料装置的气路。气管与接头的连接必须可靠，不漏气；气路的走向合理，符合安全要求；气管与信号线、导线等不能绑扎在一起。 四、根据PLC输入输出端子（I/O）分配表，如表1所示，在赛场提供的图纸上画出配料装置电气控制原理图并连接电路。你连接的电路应符合下列要求： 1.凡是你连接的导线，必须套上写有编号的编号管。交流电机金属外壳与变频器的接地极必须可靠接地。 2.工作台上各传感器、电磁阀控制线圈、送料直流电机、警示灯、触摸屏的连接线，必须放入线槽内；为减小对控制信号的干扰，工作台上交流电机的连接线不能放入线槽。 表1 PLC输入输出端子（I/O）分配表 五、请你正确理解配料装置的调试、配料要求以及触摸屏画面要求、正常工作过 程和故障状态的处理等，编写配料装置的PLC控制程序、制作触摸屏画面和设置通讯参数、设置变频器的参数，其中电子过流保护电流为0.3A，点动工作频率为15 Hz。 注意：在使用计算机编写程序时，请你随时保存已编好的程序，保存的文件名为工位号+A （如3号工位文件名为“ 3A）。 六、请你调整传感器的位置和灵敏度，调整机械部件的位置，完成配料装置的整体调试，使配料装置能按照要求完成调试与配料。 配料装置说明 配料装置各部件和器件名称及位置如图1所示： 接通配料装置电源后，若装置在原点则绿色警示灯闪烁，若不在原点则红色警示 灯闪烁。 ? ? oooo? O 0^0 O OOOG O O ^0^0O Q OOG O Q_O ooOOOO OOOOOOOOOOOO&OOOOOOOOOOOOOOOOQOOOOOOOOO --------- 图1配料装置部件示意图 配料装置的生产 配料装置的生产有1种不同的生产模式，即A模式，系统必须处于原点才能启动。A模式主要是对工件进行快速分拣，把原料中不合格的原料挑选出来。 淮南文汇职业中专学校二〇一一年秋学期期末考试 《机电设备概论》A试卷 满分：110分时间：120分钟制卷人：卢彬 一、填空题（每空1分，共15分） 1、自20世纪初起，__________已成为驱动各种机械的基本动力。 2、机电设备按用途可以分为三类：即_______类、信息类和民生类。 3、机电设备一般由设备的本体和_______________部分构成。 4、_______________简称PLC，广泛的应用于性能较为先进的机电设备控制系统中。 5、金属切削机床是制造机器的机器，因此又被称为_______________。 6、车床的主运动和进给运动是形成被加工表面形状的必需运动，称为__________运动。 7、CA6140型车床的电气控制系统采用了_______________控制方式。 8、数控铣床的结构特征，体现在其主轴特征和控制铣床运动的__________特征两方面。 9、JCS—018型立式加工中心，是一种具有自动换刀装置的CNC数控_______________。 10、AGV运行轨迹通常采用_______________制导。 11、某电梯的型号为“TKJ1000/1.6——JX”，该电梯的额定载重量为_______kg。 12、电梯使用的拽引钢丝绳，采用_______作为芯子。 13、喷墨和激光打印机均属于_______式打印机。 14、静电复印的原理：利用光导体在光照后改变其_______________。 15、用_______来减少物体摩擦表面间的摩擦和磨损或其他形式的表面破坏的方法叫润滑。 二、单项选择题（每小题1分，共20分） 三、多项选择题（每小题2分，共10分；多选、错选和少选超过1个均不得分） 四、判断题（每小题1分，共10分） 1、电动机是根据电磁感应原理和电磁力原理工作的。 2、中央处理器（CPU）由处理器和存储器组成。 3、普通车床的主运动是指刀具的移动。 4、闭环控制系统是指不带反馈装置的控制系统。 5、柔性制造生产线是指生产线的结构材料质地柔软。 6、使用中起重设备的起重量可以超过额定重量20Kg。 7、TKZ1000 / 2.5—JX表示：直流乘客电梯，额定载重量1000 Kg，额定速度2.5 m/s，集选控制方式。 8、G1传真机传送一页A4原稿的速度最快。 9、故障停机后再修理不会产生不良影响，不会造成损失的设备，适合采用预防修理。 10、设备诊断技术是防止事故发生的有效措施，也是设备维修的重要依据。机电一体化系统设计与装调技术项目-样题
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