机电一体化试卷

第一篇：机电一体化试卷

1.机电-体化技术是以()部分为主体，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。A.自动化 B.电子c.机械

D.软件

2.导程 Lo =8mm 的丝杠的总质量为 6峙，标称直径为 40mm，则其转动惯量为(kg.mm 2 0 A.1200 B.480C.120 D.48 3.需要消除斜齿轮传动的齿侧间隙，采取调整法使得调整过程中能自动补偿齿侧 间隙。A.偏心套 B.轴向垫片c.薄片错齿

D.轴向压簧错齿

4.幅频特性和相频特性是模拟式传感器的()。A.静态特性指标 B.动态特性指标

c.输入特性参数 D.输出特性参数

5.闭环控制的驱动装置中，丝杠螺母机构位于闭环之外，所以它的（）。A.回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度 B.传动误差不影响输出精度，但回程误差影响输出精度 c.回程误差和传动误差都不会影响输出精度 D.回程误差和传动误差都会影响输出精度

6.PID 控制算法中，积分调节器的主要作用是()。A.消除静差 B.加快响应 c.减小振荡 D.提高稳定性

7.不进行参数的变换与调整，仅作为输入/输出的直接接口的是()。A.零接口 B.被动接口 c.主动接口 D.智能接口

8.HRGP-1A 喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的()。A.能源部分 B.测试传感部分 C 驱动部分 D.执行机构

1.以下产品属于机电一体化产品的是()。A.游标卡尺 B.移动电话

C.全自动洗衣机 D.非指针式电子表

2.为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法()。A.增大系统刚度 B.增大系统转动惯量

C.增大系统的驱动力矩 D.减小系统的摩擦阻力

4.光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线数为 100 线/mm，经四倍细分后，记数脉冲为 400，光栅位移是()mm。A.1 B.2 C.3 D.4 5.以下可对交流伺服电动机进行调速的方法是()。A.改变电压的大小 B.改变电动机的供电频率 C.改变电压的相位 D.改变电动机转子绕组臣数 7.以下()不属于系统功能结构图的基本结构形式。A.串联结构 B.并联结构 C.环形结构 D.星形结构

8.旋转变压器是机器人电液伺服系统中的(A.驱动元件 B.能量元件 C.检测元件 D.控制元件

1.以下产品不属于机电一体化产品的是(A.机器人 B.移动电话 C 数控机床 D.复印机

2.滚珠丝杆的滚珠在整个循环过程中始终与丝杠表面保持接触为(A.插管式 B.端盖式)。

c.内循环式 D.外循环式

3.下列哪个不是传感器的动态特性?()A.幅频特性 B.临界频率 C.相频特性 D.分辨率

4.在传感器的使用中，模拟式传感器与计算机进行接口必须用的器件为()。A.A/D 转换器 B.D/A 转换器 c.缓冲器 D.隔离器

5.闭环控制的驱动装置中，丝杠螺母机构位于闭环之外，所以它的（）。A.回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度 B.传动误差不影响输出精度，但回程误差影响输出精度 c.回程误差和传动误差都不会影响输出精度 D.回程误差和传动误差都会影响输出精度

6.针算机控制系统实际运行时，需要由用户自行编写()，具有实时性、针对性、灵活 A平台软件 B.开发软件 C系统软件 D.应用软件

7以下 C)不属于系统功能结构!型的基本结构形式。A.串联结构 B.并联结构 Cm 环形结构 D.星形结构

8.喷漆机器人中的手部属于系统中的()。A能源部分 B.测试传感部分 C驱动部分 D。执行机构

2.为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法(A.增大系统刚度 B.增大系统转动惯量

c.增大系统的驱动力矩 D.减小系统的摩擦阻力

4.以下可对交流伺服电动机进行调速的方法是()。A.改变电压的大小 B.改变电动机的供电频率 C.改变电压的相位 D.改变电动机转子绕组臣数

5.计算机控制系统实际运行时，需要由用户自行编写)，具有实时性、针对性、灵活 性和通用性。

A.平台软件 B.开发软件 C.系统软件 D.应用软件

6.以下()不属于系统功能结构图的基本结构形式。A.串联结构 B.并联结构 C.环形结构 D.星形结构

7.含有微处理器，可进行程序编制或适应条件变化的接口是()。A.零接口 B.被动接口 C.主动接口 D.智能接口

8.HRGP-1A 喷潦机器人中的活塞式液压缸属于系统中的()。A.能源部分 B.测试传感部分 C.驱动部分 D.执行机构

9.机电)体化产品与传统的机电产品相比，机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。(Y)10.机电一体化系统的机械系统与传统的机械系统相比，除了要求较高的制造精度外，还 应具有良好的动态响应特性和稳定性。(Y)11.滚珠丝杆副的行程是指丝杠相对于螺母旋转 3600 时，螺母上基准点的轴向位移。(X)12.传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参 数转换成便于测定的某种物理量。(Y)13.实际上传感器的响应总有一定延迟，希望延迟时间越短越好，传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽。(Y)14.脉宽调制(Pulse Width Modulator，简称 PWM)控制就是通过脉冲宽度进行调制的技术，即通过改变脉冲宽度改变输出的平均电压。(Y 15.自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定 的规律运行。(X)16.在确定计算机控制系统的控制周期时，从执行元件的要求来看，理论上需要输出信号 的周期越小越好。(X)17.虚拟设计是一种以先进产品设备的实物、样件、软件或影像作为研究对象，应用产品 设计方法学、系统工程学、计算机辅助设计的理论和方法进行系统分析和研究，探索掌握其关键技术，进而开发出同类的或更先进的技术。(X)18.在数控设备中，计算机数控装置是设备的核心部分，→般由专用计算机(或通用计算 机)、输入输出接口以及驱动控制装置等部分构成。(Y)

9的机电一体化是一个新兴的交叉学科，是机械和傲电子技术紧密集合的一门技术，机电 一体化产品具有智能化、人性化等特征，(Y)10.机电一体化产品的机械系统包括传动机构、导向机构、执行机构、轴系、机座或机架 5 大部分，是实现产品功能的基础。(Y)1 1.机电一体化系统要求传动机构具有刚度大、摩擦小、转动惯量小、阻尼合理、抗振性好 和可靠性高等特性。(Y)12.精密机械技术作为机电一体化系统的基础，为机电一体化系统提供了精密的机械本体，并为机电一体化系统提供了可靠、灵敏的驱动装置。(x)13.在机电一体化机械系统中，滚珠丝杠副是最常用的运动转换机构，在实际工程运用 中，滚珠丝杆副只能将回转运动转换为直线运动。(x)14.位移传感器还可以分为模拟式传感器和数字式传感器，模拟式传感器输出是以幅值 形式表示位移的大小，数字式传感器的输出是以脉冲数量的多少表示位移的大小。(Y)15.脉宽调制 CPulse Width Modulator，简称 PWM)控制就是通过脉冲宽度进行调制的技术，即通过改变脉冲宽度改变输出的平均电压。(Y)16.自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定 的规律单行。(x)17.PID 调节器由比例调节器、积分调节器和加法调节器通过线性组合而构成。(x)18.概念设计是指在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的工作原理及 其组合等，(Y)9.机电一体化系统是以机械装置为主体电子技术为核心，强调各种技术的协同和集成的 综合性技术。(Y)10.产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。(X)11.齿轮传动系统中各级传动比的最佳分配原则中等效转动惯量最小原则是使所设计的 齿轮传动系统换算到该齿轮传动系统输出轴上的等效转动惯量为最小。(X)12.传感器的敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。(Y)13.传感器的静态特性是特指输入量为常量时，传感器的输出与输人之间的关系。(X)14.开环系统没有反馈回路，只能依据时间和逻辑顺序决定被控对象的运行方式，开环系 统简单、稳定、可靠，但精度较低，无自动纠偏能力。(Y)15.直流伺服电动机和永磁同步交流伺服电动机都可以采用 PWM 控制方式进行调速控 制。(Y)16.PID 调节器由比例调节器、积分调节器和加法调节器通过线性组合而构成。(X)17.绿色设计是对已有的产品或技术进行分析研究，进而对该系统(产品〉进行剖析、重构、再创造的设计。(X)18.在数控设备中，计算机数控装置是设备的核心部分，一般由专用计算机、输入输出接口 以及机床控制器等部分构成。(Y)9.系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术的方法论(Y)10.进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比 E 取值越小越好。x 11.滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。y 12.采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产品开发 增加了产品开发成本，但是可以改进产品设计质量，提高面向客户与市场需求能力。（x)13.传感器的转换元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。(x)14.步进电动机的转动惯量越大，同频率下的起动转矩就越小。（y)15.脉冲分配器的作用是使步进电机各个绕组的通电顺序按一定规律变化。（y)16.一般说来，全物理仿真与计算机仿真相比较，在时间、费用和方便性上都具有明显的优点，是一种经济、快捷与实用的仿真方法。（x)17.现场总线系统采用一对一的设备连线.按控制回路分别进行连接，打破了传统控制系统的结构形式。(x)18.数控机床中的计算机属于机电一体化系统的控制及信息处理单元，而电机则属于系统 的驱动部分。(y)

19.步进电动机的输入信号是什么?如何实现对其转速和旋转方向的控制? 答:步进电机的输入信号是脉冲序列。步进电机的步矩角 α 与运行拍数 m、通电方式 k(m=k.N，单拍时 k=l，双拍时是 =2，N 为定子绕组的相数〉、转子的齿数 z 有关。步进电

机定子绕组通电状态的改变速度越快，其转子旋转的速度越快，即通电状态的变化频率越高，转子的转速越高。改变步进电机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向随之改变。20.机电一体化系统仿真在系统设计过程中所起的作用是什么? 答:在进行项目的设计和规划时，往往需要对项目的合理性、经济性等品质加以评价;在系统实际运行前，也希望对项目的实施结果加以预测，以便选择正确、高效的运行策略或提前消除设计中的缺陷，最大限度地提高实际系统的运行水平。采用仿真技术可以省时、省力、省钱地达到上述目的。21.PLC 控制系统有何优越性? 答 :PLC 主要具有可靠性高、环境适应性强、灵活通用、使用方便、维护简单，PLC 提供标准通信接口，可以方便地构成 PLC-PLC 网络或计算机-凹>C 网络，PLC 应用程序的编制和调试非常方便，PLC 具有监控功能。

19.什么是步进电机的步距角?它由哪些参数确定?.答 z 定子绕阻的通电状态每改变一次，它的转子便转过一个确定的角度，即步进电机的 步距角a

20.机电一体化系统仿真的模型主要有哪几种?分别应用于系统设计的哪个阶段? 答:机电一体化系统的仿真模型主要有 物理模型、数学模型和描述模型。当仿真模型

是物理模型时，为(全〉物理仿真;是数学模型时，称之为数学(计算机〉仿真。用己研制出来的系统中的实际部件或子系统代替部分数学模型所构成的仿真称为半物理仿真。计算机仿真、半物理仿真、全物理仿真分别应用在分析设计阶段(软件级)、部件及子系统研制阶段(软件一 硬件级〉实时仿真、系统研制阶段(硬件级)实时仿真阶段。21.何谓概念设计?简述概念设计的设计过程。

.答:概念设计是指在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理 及其组合等，确定出基本求解途径，得出求解方案。设计过程 设计任务抽象化，确定系统的总功能→将总功能分解为子功能，直到功能元→寻找子功能(功能元)的解→将原理解进行组合，形成多种原理解设计方案→对众多方案进行评价决策，选定最佳方案→概念产品。19.完善的机电一体化系统主要包括哪几部分? 答:机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件、信息处理及控制系统五部分相互 协调，共同完成所规定的目的功能。

20.齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有哪些? 答:齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有 圆柱齿轮传动 偏心套轴向垫片双片薄齿轮 错齿调整法(轴向拉簧式、可调拉簧式);斜齿轮传动:垫片错齿调整。21.计算机控制系统由哪几部分组成?每一部分的作用是什么?.答:计算机控制系统由硬件和软件两大部分组成。其中，硬件主要由计算机主机、接 口电路、输入/输出通道及外部设备等组成

(1)计算机是整个控制系统的核心。它接收从操作台传来的命令，对系统的各参数进行巡 回检测，执行数据处理、计算和逻辑判断、报警处理等，并根据计算结果通过接口输出控制(2)接口与输入/输出通道是计算机与被控对象进行信息交换的桥梁。

(3)计算机控制系统中最基本的外部设备是操作台，它是人机对话的联系纽带，通过它可 发出各种操作命令，显示系统的工作状态和数据，并可输入各种数据。

22.设有一大功率电动机驱动的二级齿轮传动减速传动系统如图所示，假设齿轮箱的传 动效率为 100%，齿轮箱的总传动比 i=3.2，己知齿轮采用相同材料，宽度 b 相同，各齿轮的模数 m=3，主动齿轮的齿数 Zj =20、Z3 = 25，请根据重量最小原则设计齿轮传动系统，推导并计算各级齿轮传动比和齿轮 2、齿轮 4 的齿数。

23.某部门欲开发一款用于焊接印刷电路板芯片的机械手，请制订出该款机械手产品的 开发设计流程。

第一阶段:产品规划阶段。进行需求分析和需求设计，以明确设计任务。例如: 机械手的用途:焊接芯片。工作方式:手动、自动方式。主要技术参数 :3 自由度等等。使用环境要求:生产线。(2 分)第二阶段:概念设计阶段。在功能分析的基础上，优化筛选取得较理想的工作原理方案。(2 分)第三阶段:详细设计阶段。对各功能模块进行细部设计，绘制相应的工程图。该阶段的工 作量既包括机械、电气、电子、控制与计算机软件等系统的设计，又包括总装图和零件图的绘

制。(2 分)第四阶段:设计实施阶段。首先根据机械、电气图纸和算法文件，制造、装配和编制各功能 模块;然后进行模块的调试;最后进行系统整体的安装调试，复核系统的可靠性及抗干扰性。(2 分)第五阶段:设计定型阶段。对调试成功的系统进行工艺定型，整理设计资料。小批量生 产、试销。(2 分)22.现有如下图所示的双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基本导程为 lo=6mm、左端齿 轮齿数为 100、右端齿轮齿数为 98.当两端转向相同时，一端的外齿轮相对于另一端的外齿轮转过 2 个齿时，试求两个螺母之产生的相对轴向位移?

23.答:(1)中央处理器 CPU PLC 的运算和控制核心，控制其它所有部件的运行，功能 当于人的大脑。(3 分〉

(2)存储器用来存储数据和程序，包括随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，存储系 程序和用户程序。(3 分〉

(3)输人/输出 0/0)单元是 CPU 与现场 1/0 设备或其它外部设备之间的连接部件。(3 分〉(4)电源包括系统电源和后备电池，其中后备电池可在停电时继续保持几十小时的供电。

22.一个四相八拍运行的步进电机，转子齿数为 50，则其步距角为多少?如要求步进电机 秒钟转 10 圈，则每一步需要的时间 为多少?

19.滚珠丝杠副消除轴向间隙的调整预紧方法有哪些? :攘珠丝杠副消除轴向间隙的调整预紧方法有 螺纹预紧调隙式、双螺母差齿预紧

调隙式、双螺母垫片预紧调隙式、弹簧式自动调整预紧式、单螺母变位导程自预紧式。20.什么是传感器的校准?并简述如何进行校准? 答:传感器在使用前、使用中或搁置一段时间再使用时必须对其性能参数进行复测或 做必要的调整和修正，以确保传感器的测量精度，这个复测调整过程称为校准。

为了对传感器有一个长期的、稳定的和高精度的基准，在一些测量仪器中特别是内部装有 微处理器的测量仪器中，很容易实现自动校准功能。对传感器进行校准时，需要精度比它高的基准器，这种基准器受时间的推移和使用的磨损等因素的影响，参数会随之改变。因此对这种基准器还要用更高精度的基准器来定期校准。

21.步进电动机的输入信号是什么?如何实现对其转速和旋转方向的控制?.答:步进电机的输入信号是脉冲序列。

步进电机的步矩角 与运行拍数、通电方式 k(m=k.，单拍时 k=l 双拍时 k=2 为定子绕组的相数)、转子的齿数 有关。步进电机定子绕组通电状态的改变速度越快，其转 子旋转的速度越快，即输入脉冲频率越高，转子的转速越高。改变步进电机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向随之改变。

22.已知某四级齿轮传动系统，各齿轮的转角误差为.6.rþl =.6.rþz =…=.6.如 =0.004 弧度，各级减退比相同，即 =iz =i =2.求该系统的最大转角误差 ðcþmax 综合题：根据机电一体化中计算机控制系统的设计思路，论述计算机控制系统设计步骤和关 键问题。

(1)确定系统的整体控制方案(2 分)首先应了解被控对象的控制要求，构思计算机控制系统的整体方案，确定整体方案后，画 出系统组成的初步框图，并附以说明，以作为下一步设计的基础和依据。(2)确定控制算法(2 分)在对任何一个具体的计算机控制系统进行分析、综合或设计时，一般都首先建立该系统的 数学模型，确定其控制算法。(3)选择微型计算机(2 分)主要确定①较完善的中断系统，②足够的存储容量，③完备的输入/输出通道和实时时钟。还应考虑字长、速度、指令等特殊要求。

选择计算机时，还应考虑成本高低、程序编制难易以及扩充输入/输出接口是否方便等因 素，从而确定是选用单片机、PLC，还是选用微型计算机系统。(4)系统总体设计(2 分)系统总体设计主要是对系统控制方案进行具体实施步骤的设计，其主要依据是上述的整 体方案初步框图、设计要求及所选用的计算机类型。(5)软件设计(2 分)软件设计主要是应用软件设计。(6)系统调试(2 分)计算机控制系统设计完成以后，要对整个系统进行调试。调试的步骤为:硬件调试→软件 调试→系统调试。

第二篇：机电一体化四月自考试卷

您好，欢迎你光临中国自考人.cn,请问有什么可以帮到您?

机电一体化系统设计、现代设计方法、计算机软件基础、英语

（二）。

我自考 机电一体化，你们这个网站上没有我的专业。很遗憾

自考咨询客服专员-自考老师22:43:24

请问4月考什么？或者可以搜索一下看是否有相关资料或试题？

（来自企业QQ 现代设计方法，机电一体化系统设计，计算机软件基础一，计算机软件基础二。

您好，这是历年真题下载链接，方便您下载。加油！祝您取得优异成绩！

您好，00015英语

（二）翻译（历年真题实战）版(针对2012年4月考试)(含325个知识点）已经上线，请您免费试用一章，体验一下在线学习，并在第一章第一个知识点处有历年真题及答案下载。如果您已经购买，则不受限制。加油！地址：http://.cn/main.php?app=wiki_free&id=1014本可课程精华版支持手机随时随地登录wap.zk8.com.cn备考学习

第三篇：机电一体化

只要你学会了机电一体化的所有课程已经很不错了，机电一体化课程画法几何与机械制图、工程力学、电工电子技术、机械设计基础、液压传动、金属材料与金属工艺学、微机原理与接口技术、C语言程序设计、自动控制原理、机床电气控制、机电一体化系统设计、数控系统及应用、可编程器原理及应用、计算机辅助设计与制造等，你是学习上面这些内容吗？如果是的话，就可以找机电厂，电厂，电气控制设备厂，或普通工厂的机电维修等工作，在工作中，就学点电气自动化的知识，这样深化你的机电一体化的知识。只要你认真领会了机电一体化化的实践知识，去到那里都会很容易找到工作的。因为现在的社会都是机电自动化的社会了。现在中型的小工厂都会用得上 机电一体化，只要有控制机械的工厂都可以去实践学习。刚开始就是不求工资的高低，只要在实践中深化自己，有了第一次的就业经验，第二次就也就会很容易了，因为招聘的人一般都会问你第一次在那里工作。工作的情况，经验的，你就要好好展示你的才华了。

管理员也可以呀，专门搞画法几何与机械制图、工程力学，C语言程序设计等工作，专门专业是很不错的，将来社会所有工厂都会陆续进行改造为机电一体化控制。前景无限呀。

至今机电一体化发展已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。对机电一体化技术的基本与成长进行了简要介绍,并阐述了机电一体化的发展进程及未来的发展趋势。机电一体化是现代技术的必然结果,机电一体化技术是现代科技发展的核心技术,机电一体化专业人才也是现代社会不可或缺的核心人才。现从机电一体化技术的发展、现状、前景等方面谈机电一体化技术以及培养适应现代社会工业发展需要机电一体化专业高职人才的必要性。机电一体化是我国制造业发展的重要基础专业之一.但我国目前这个专业高层次人才奇缺,高精尖方向大部分都被国外控制.因此,如果想在这个方面发展,如果有硕士研究生学历,并有实践经验,甚至是博士研究生,那么前途无量的.机电一体化的未来发展趋势探析

【论文关键词】：光机电一体化；技术特征；发展

【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。

近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。

1.光机电一体化技术特征

光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。

1.1 体积小，重量轻，适应性强，操作更方便

光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。

1.2 功能增加，精度大幅提高

光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。

1.3 部分硬件实现软件化，智能化程度提高

传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向“软件化”和“智能化”。

1.4 产品可靠性得到提高，使用寿命增长

传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。

1.5 融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品

光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。

1.6 产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高

光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。

2.研究现状和发展趋势

2.1研究现状

自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。

2.2 发展趋势

光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。

从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：

（1）激光技术

1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。

2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。

4）相干性，由于激光速频率单

一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。

（2）传感检测技术

1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。

2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。

3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。

其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。

（3）激光快速成型技术

激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。

（4）光能驱动技术

利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。

3.结语

技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。

参考文献

[1] 刘志，朱文坚.光机电一体化技术，现代制造工程，2001（12）

梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息，2000（8）

宋云夺编译.光机电一体化业的未来.光机电信息，2003（12）

左铁钏、施定源、陈铠.激光加工技术的优势及在工业生产中的应用.激光杂志，1999（4）

王家淳.激光焊接技术的发展与展望.激光技术，2001（2）

第四篇：机电一体化

第四章机电系统教学试验台

1、机电系统教学实验台的用途（教学实验设备）。

2、机电系统教学实验台的特点（模拟的自动化生产线，集机械、气动、PLC控制、交流调速和传感器等技术为一体）。

3、机电系统教学实验台的转台上设四个工位（第一工位:机械手上下料）；（工位二至四工位:加工工位）。

4、机电系统教学实验台的自动循环过程:

阻挡块升起→机械手卸料 →阻挡块下降→机械手取料 →机械手上料→ 刀具旋转、快进→ 刀具工进 →延时停留→ 刀具快退、停转 →工作台定位销松开→ 工作台旋转90°→工作台定位销定位锁紧→推料缸出料。

1）卸料阻挡定位块升起。2）机械手爪抓取已加工工件、提升、旋转至卸料位，松开工件，工件由坡形滑道滑入工件箱内。3）卸料阻挡定位块下降。4）机械手爪转至取料位、下降、抓取工件、上升并旋转至工作台的上料位、下降、放入待加工工件。5）刀具旋转、快进。6）刀具工进。7）刀具延时停留。8）刀具快退、停止。9）旋转工作台定位销松开。10）工作台旋转90°11）工作台定位销定位锁紧。12）推料缸送出一个工件至取料位。

5、机电系统教学实验台由主要的（加工单元）、（旋转工作台）、（搬运机械手）和（料库部分）部件组成。

6、刀具旋转由一台（220V、6W的交流电动机）驱动。

7、气缸的类型有（导杆气缸）、（普通气缸）、（旋转气缸）、（薄形气缸）和（手指缸）五种类型。

8、电磁换向阀使用（汇流板）安装，选用了（两位五通电磁阀）、（三位五通电磁阀）和（两位三通电磁阀）。

9、采用的普通的（空气压缩机），经三联件向系统供给压力空气。

10、常用的空气过滤器有（一次过滤器）和（二次过滤器）两种类型。

11、一次空气过滤器也称（简易滤器）作用：多接于干燥器之后，由（滤网）、（毛毡）、（硅胶）、（焦炭）等材料起吸附过滤作用。

12、二次空气过滤器作用：（各种分水滤气器）附过滤作用。

13、（分水滤气器）与（减压阀）、（油雾器）一起称为气动三大件。

14、油雾器的选用主要根据气动系统所需气体流量（选定通径）及油雾粒径大小来确定。

15、一次油雾器的油雾粒径约办（25~35μm）。

16、二次油雾器的油雾粒径可达（5μm）。

第五篇：机电一体化

1, 国内外数控技术发展状况

世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受3个月以后的订货合同，生产任务饱满。

20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已经历了50个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10～20万台，产值上百亿美元。

世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受3个月以后的订货合同，生产任务饱满。

我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50％，库存超过4个月。从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从2000年8月份的上海数控机床展览会和2001年4月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。但也反映了下列问题：

（1）低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销；

（2）高技术水平、全功能产品主要靠进口；

（3）配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口；

（4）应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；

（5）自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。

当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近300万台），但我们的机床数控化率仅达到1．9％左右，这与西方工业国家一般能达到20％的差距太大。日本不到80万台的机床却有近10倍于我国的制造能力。数控化率低，已有数控机床利用率、开动率低，这是发展我国21世纪制造业必须首先解决的最主要问题。每年我们国产全功能数控机床3000～4000台，日本1年产5万多台数控机床，每年我们花十几亿美元进口7000～9000台数控机床，即使这样我国制造业也很难把行业中数控化率大幅度提上去。因此，国家计委、经贸委从“八五”、“九五”就提出数控化改造的方针，在“九五”期间，我协会也曾做过调研。当时提出数控化改造的设备可达8～10万台，需投入80～100亿资金，但得到的经济效益将是投入的5～10倍以上。因此，这两年来承担数控化改造的企业公司大量涌现，甚至还有美国公司加入。“十五”刚刚开始，国防科工委就明确提出了在军工企业中投入6．8亿元，用于对1．2～1．8万台机床的数控化改造。

数控技术经过50年的2个阶段和6代的发展：

第1阶段：硬件数控（NC）

第1代：1952年的电子管

第2代：1959年晶体管分离元件