机电系统原理及应用

1、机电系统原理及应用第一章绪论1、什么是机电系统？答：机电系统和电气系统有机结合在一起的高性能和多功能的一类新产品。2、机电系统实体由（机械技术）和（电子技术）利用（信息技术）结合起来。3、按机电系统的功能可以分为哪几种？答：1）在原有的机械本体上采用电子控制设备实现高性能和多功能。2）用电子设备局部置换机械控制机构。3）在信息机器中与电子设备有机结合的机构4）用 电子设备全面置换机械机构的信息处理机构5）在检测系统中与电子设备有机结合的机构6） 利用电子设备代替机械本体工作机构。4、机电系统组成以及作用是什么？答：组成：1）机械本体部分2）计算机部分3）执行机构部分4）动力部分5）传感器部分

2、作用：1）机械本体部分作用：支承2）计算机部分作用：分析、处理、发出指令3）执行机 构部分作用：完成各种动作4）动力部分作用：提供能量（电能）5）传感器部分作用：检 测信息。5、机械本体在技术上需要考虑哪些方面？答：1）减轻重量2）提高刚性3）实现通用化4）提高系统整体的可靠性。6、传感器根据用途分为（自身内部信息）的传感器和（检测对象的外部）传感器。7、检测装置由（检测）、（转化）、（指示）、（信息处理）、（记录）组成的。8、传感器向（高级化发展），主要是实现（元件化）和（智能化）。9、信息处理设备包括（可编程控制器）、（输入输出设备）、（显示器）、（外部存储器）。10、电力拖动电气控制线路

3、主要由（各种电器元件）、（电动机）等用电设备组成。11、电气设备图样有（电气原理图）、（电气设备安装图）、（电气设备接线图）。12、液压系统和气压系统的制作原理是什么？答：液压系统的制作原理：将机械能转化为压力能，在液压系统中的压力能转化为负载所需 的机械能。气压系统的制作原理：由空气压缩机将机械能转化成压力能，通过执行元件，把空气的 压力能转换为负载所需的机械能。13、液压传动的特点及发展趋势是什么？答：1）液压传动特点：液压传动必须用具有一定压力的液体作为工作介质；传动中要经两 次能量变换；先是用液压泵把机械能转变为液体的压力能，然后又把压力能转变成驱动负载 运动的机械能；液压传动必须在密

4、封容积内进行，且容积要发生变化，不密封则形不成压力， 容积不变化则不能实现传动速度要求。2）液压传动发展趋势：与电子信息技术相结合是当今液压技术发展的主要方向。14、液压系统由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）组成，气压系统由（气 源部分）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）组成。15、执行机构的执行方式（液压）、（气动）、（电动）三种。16、数控车床刀具的走刀运动就是利用（步进电动机驱动滚珠丝杠来完成的）。17、电器控制线路是由各种有触点的（接触器X （继电器）、（按钮）、（行程开关）等组成的 控制线路。18、电器控制线路的作用是实现对电力拖动系统的（起动X （反向

5、）、（制动）和（调速）等 运行性能的控制；实现拖动系统的（保护）；满足生产工艺要求，实现生产加工自动化。19、控制元件包括（压力控制阀）、（流量控制阀）、（方向控制阀）。20、什么是plc，它有什么特点？答：plc是一种用于程序来改变控制功能的工业控制计算机，除了能完成各种各样的控制功 能外，还有与其他计算机通信联网的功能。特点：1）控制程序可变，有很好的柔性2）plc采用了大规模集成电路和微机技术，外部连 线少，可靠性高3）plc功能完善4）plc容易掌握5）plc结构紧凑、体积小、性能价格比高， 省电。21、plc发展趋势有（数字量逻辑控制）、（运动控制）、（闭环过程控制）、（数据处理）、

6、（通 信连网）。22、plc主要由（cpu模块）、（I/O模块）、（编程器）、（电源）组成。23、cpu模块由（微处理器）、（存储器）组成。24、plc根据硬件结构不同可分为（整体式）、（模块式）、（混合式）。25、cpu模块的工作电压一般是（5V）。26、定时器的设定时间等于（分辨率）与（设定值）的乘积，设定最大值（32767）。27、双子毫秒计数器的最大定时时间间隔为（232）ms,约为（49.7）天。28、动力元件按输出流量分（定量液压泵）、（变量液压泵）；按结构形式不同分为（齿轮泵）、 （螺杆泵）、（叶片泵）、（柱塞泵）。29、液压缸分为（单作用型液压缸X（双作用型液压缸）、（双作用双

7、杠型液压缸）、（双作用 伸缩型液压缸）。30、plc的工作原理（将用户程序通过编程器，预先存入控制器的存储器中，工作时反复不 断的循环扫描程序，当条件满足时，立即执行）。31、液压马达中油压的高低决定了（输出力矩的大小），输出轴的转速由（油的流量来控制）。32、写出图所示梯形图的语句表程序LD I0.7AN Q3.2LD I0.7AN Q3.2O I0.2AI I0.3LDNI I0.5A M2.5OLDLPPA C42LPSSI Q0.5,1LPPLDAN I3.4LPSO M1.3NOTALD=1 Q0.3R M2.4,133、画出语句表程序对应的梯形图LD I0.7A M0.1O I0.

8、4=1 Q0.4CTU C41,30AN I2.7OLDALDLD I2.5LDI I0.3LD I0.5ON M0.2LDN M3.5ON I0.1A I0.3NOTED10.7 IS 10.5 0.3Q0.4KUH/HF34、判断题数控车床的主动力主要来自于电能。（”）液压系统是利用系统压力实现运动和动力的传动方式。（”）液压马达中，油压的高低决定了输出力矩的大小。（”）操作码又称编程指令。（”）1/ I是常开触点。（X）堆栈中的数据一般按先进先出的原则存取。（X）工件的旋转运动是车床的进给运动。（X）CA6140型卧式机床的加工对象只有轴类零件。（X）直流电机改变转速方法只能改变恒转矩。

9、（”）cpu模块的工作电压一般是5V。（”）第二章。A6140型卧式车床1、加工零件类型有（轴类）、（套筒类）、（盘类）的（回转表面）、（车削端面）、（螺纹）。2、孔类加工类型有（钻孔）、（扩孔）、（铰孔）。3、CA6140型卧式车床的特点是什么？答：CA6140型卧式车床的特点是万能性较大，结构复杂、自动化程度低、换刀较麻烦、加 工过程中的辅助时间较多，适用于单件、小批生产及修理车间。4、CA6140型卧式车床有哪几种运动？1）工件旋转：主运动（n），速度高，消耗功率大。电动机一皮带一轴一齿轮/离合器一主轴一卡盘一工件2）刀具移动：进给运动（f），速度低，消耗功率小。主轴一进给箱一丝杆一刀架

10、；溜板箱一光杆一刀架5、表面成形运动：主运动和进给运动是形成被加工表面形状所必需的运动。6、辅助运动：切入运动和刀架的快速移动是机床成形运动以外的辅助动作。7、CA6140型卧式车床的组成及作用（机床的总体布局）答：CA6140型卧式车床的是由（主轴箱）、（刀架部件）、（尾座）、（进给箱）、（溜板箱）、（床 身）组成。1.主轴箱：支承、传动主轴，实现24级主运动。2.刀架部件：装夹刀具，实现纵 横、斜向运动。3.尾座：顶尖支承工件，安装钻、铰刀。4.进给箱：变换机动进给量及螺纹 导程。5.溜板箱：连接进给箱和刀架的运动联系，变换进给方向，安装操作手柄。6.床身： 支承各主要部件。8、什么是传动

11、链？答：传动链构成一个传动联系的一系列传动件。9、什么是外联系传动链及特点是什么？答：外联系传动链：联系动源（电动机）和机床执行件（主轴、刀架、工作台）之间的传动 链。特点：改变执行件的运动速度和方向，不要求动力源和执行之间有严格的传动比关系。10、什么是内联系传动链及特点是什么？答：内联系传动链：联系运动相关的各执行件之间的传动链。特点：各执行件间的相对速度 有严格要求，无摩擦传动和传动比不准的传动件。11、CA6140型卧式车床能加工（米制）、（英制）、（模数制）、（径节制）螺纹。12、主轴箱由（卸荷皮带）、（双向多片式摩擦离合器）、（制动器）和（操纵机构）组成。13、离合器：双向多片式摩

12、擦离合器（安装在I和W轴上），作用（过载保护）、（传递运动 和扭矩）原理：利用摩擦力。14、操纵机构：变速操纵机构IIII之间安装变速操纵机构，WW之间安装变速操纵机构， IX、X也安装变速操纵机构WW之间分24级（高级分一段）（低级分三段）。15、制动器：W轴安装，作用：（刹车）。16、进给箱由（变换螺纹导程）、（进给量的变速机构）、（变换螺纹种类的移换机构）、（丝杠 和光杠的转换机构）、（操纵机构）等组成。17、溜板箱由（双向牙嵌式离合器）、（纵向、横向机动进给和快速移动的操纵机构）、（开合 螺母及其操纵机构）、（互锁机构）、（超越离合器）、（安全离合器）等组成。18、溜板箱使用的离合器有

13、（双向牙嵌式离合器）、（超越离合器）、（安全离合器）三种。19、CA6140型车床电气控制系统采用（继电器接触器）控制方式；主轴的正反转用机械式 （双向多片摩擦离合器）转换；主轴制动使用了（摩擦轮）刀具的快速移动由快速（电机）驱动。20、CA6140型车床电气原理图由（主电路）、（控制电路）、（信号、照明电路）三部分组成。21、主电路中三台电动机各种的作用是什么？答：M1为主轴电动机，带动主轴旋转和刀架作进给运动。M2为切削液泵电动机，输送切 削液。M3为刀架快速移动用电动机；M1和M2是同时工作的。22、控制电路电源为（交流110V）电压；信号电路为（交流6V）电压；照明电路为（交 流24V

14、 ）电压。23、低压断路器（自动开关）：低压断路器是一种用于自电路故障的保护器。作用：低压配 电的总电源开关；动切断可自动切断电路故障（短路、过载、欠压）。24、.转换开关又称就（组合开关）。用途：不频繁通断的电路，如小型电动机正反转。25、按钮：用途：短时接通或断开小电流电路的电器。常开按钮（起动按钮）未按下时，触 点断开，弹簧复位。常闭按钮（停止按钮）未按下时，触点接通，弹簧复位。复合按钮 即常开、常闭之组合。26、接触器：用途：遥控电器，频繁接通或断开交直流电路，具有欠压、失压保护功能。分类：（交流接触器）和（直流接触器）两种类型。27、电流继电器：过电流继电器其线圈串联在主电路中，当电

15、路的电流高于规定值而动作。 一作为电动机的过载及短路保护。欠电流断电器其线圈串联在主电路中，当电路的电流低于 规定值而动作。一磁场控制及失磁保护。电流继电器可分为（过电流继电器）和（欠电流继 电器）两种类型。28、电压继电器：过电压：电压超过规定值动作：一般控制，欠电压：电压低于规定值动作； 欠电压保护。电磁式继电器工作原理：与接触器相同。29、继电器分为（电流继电器）、（电压继电器）、（中间继电器）、（时间继电器）、（热继电器）、 （速度继电器）六种类型。30、时间继电器分为（电磁式时间继电器）、（电动式时间继电器）、（空气阻尼式（气囊式） 时间继电器）、（电子式时间继电器）五种类型。31、

16、 热继电器：原理：根据电流通过发热元件时所产生的热，使双金属片受热弯曲而推 动机构动作。32、速度继电器（反接制动继电器）：作用：与接触器配合，实现对电动机的反接制动。33、速度继电器分为（JY1型）和（JFZ0型）两种类型。34、CA6140型卧式车床主运动传动链ffi 2-3 CAfildfl用卧ffi 2-3 CAfildfl用卧式革床作割环洗.图f f M|【左）一3 由“（正转） 以主电或1扒，摇一 1反转） 时VIVI主轴转速及转速级数运动平衡式：计算主轴转速。nLnmxWx Cl s ) X XX 1如。2)D.Z iti褊r一盘Z主动轮齿数z 被劾轮也数n 1 -1450Xn

17、1 -1450XBO230炒冬乂空妃X史X.四伽43 5 SO 阙 5K转速级数: 正转：101400r/min名义：2X3X(1+2X2)=30 级因为:X X X X20面208C50W5050实际只有三种A因为:X X X X20面208C50W5050实际只有三种A实际：2X31+（2X2 1）=24 级反转：141580r/min名义：3X（1+2X2）=15 级实际：3X（1+ （2X21） ）=12 级第三章钻扩铰组合机床1、钻扩铰组合机床加工（箱体类）、（盘套类）零件。2、钻扩铰组合机床完成（钻孔）、（扩孔）、（加工螺纹）、（镗孔）、（车端面）和（凸台）的 孔加工还可以在（内镗

18、各种沟槽）以及（铣削平面）。3、钻扩铰组合机床的特点是什么？答：钻扩铰机床的特点：大量采用通用的零部件，质量高、性能稳定；设计制造周期短，维 修方便；采用多把刀具同时加工，有利于保证产品质量，降低生产成本；易于组成加工流水 线。4、在液压回转工作台上共设四个工位，（第一、二、三工位分别是钻孔、扩孔和铰孔工序） （第四工位是人工或机械手）。5、钻扩铰组合机床由（机械）、（液压）、（电气）或（气动）相结合的控制方式。6、钻扩铰组合机床的主轴箱共装有36把刀具（12把钻头、12把扩孔钻头和12把铰刀）。7、钻扩铰组合机床的组成及作用（钻扩铰机床的总布局）答：钻扩铰组合机床由：立柱、底座、液压回转台、

19、液压滑台、主轴箱、动力箱组成。立柱作用：安装动力滑台的支承件，动力滑台在其立导轨上升将运动。液压滑台作用：完成 刀具进给运动。动力箱作用：驱动机床各道具转动。主轴箱作用：带动刀具旋转。液压回转 台作用：实现工件工位的转换。底座作用：支承构件。8、（液压系统）是机床某些运动部件的（动力系统）。9、电力控制系统包括（电气控制元件）、（操作台）等所有（电控设备）或（元器件）。10、钻扩铰组合机床的自动工作循环答：卸工件一装工件一刀具复位一自锁销脱开、回转台抬起一回转台旋转、缓冲一回转台反 靠一回转台夹紧一刀具起动、快进一刀具工进及终端延时停留。人工（或机械手）卸去已加工工件。装入待加工工件。主轴箱快

20、速复位，主电动机停 转。自锁销脱开及回转台抬起。回转台旋转、缓冲。回转台反靠。回转台夹紧。 主轴箱起动，主轴箱快进。主轴箱工进及终端延时停留。11、钻扩铰组合机床的自动工作循环的顺序由（电气开关）和（挡铁进行控制）或是通过（pc 程序控制）。12、动力箱是主运动的（驱动装置）运动由动力箱通过主轴箱使刀具作（旋转运动）或它 通过主轴箱使（刀具旋转）。13、液压动力滑台用来实现组合机床（进给运动）的通用部件。14、液压动力滑台有（液压滑台）和（机械滑台）两种标准型式。15、液压动力滑台主要由（滑座）、【滑台体（简称滑台）】和（液压缸）三部分组成。16、分度回转台按传动方式分为（机械传动分度回转工作

21、台）、（液压传动分度回转工作台） （气动传动分度回转工作台）、（气动液压传动分度回转工作台）等。17、液压回转工作台主要由（回转工作台）部分和（回转装置）部分组成。18、主轴箱的功用是带动各（主轴）按照预定（转速）及（转向）旋转。19、主轴箱体由（前盖）、（后盖）及（中间箱体）三部分组成。20、主轴箱中齿轮和轴承的润滑是由（润滑液压泵）供油的。21、钻扩铰组合机床36把刀具的运动是由（交流电动机）驱动的。22、钻扩铰组合机床其余各种机械运动由（液压系统）驱动。23、液压动力滑台完成刀具的（进给运动）其自动工作循环过程：（原位停止）一（快速进 给）一（工作进给）一（延时停留）一（快速退回）。24

22、、液压回转工作台是靠（控制液压系统的油路）来实现工作台转位动作的。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：阻挡定位块升起-机械手卸料-阻挡定位块下降-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 一工作台旋转90 - 工作台定位销定位锁紧 - 推料缸出料。1）卸料阻挡

23、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主要由（加工单元）、（旋转工作台）、（搬运机械手）和（料库部分） 四部件组成。6、加工单元中刀具旋转由一台（220V、6W的交流电动机）驱动。7、工作台由（220V、6W的可调速交流电