A. 一、簡答題 1、簡述機電一體化對機械系統的基本要求及機械繫統的組成。 2、柔性製造系統的主要特點
2（1）柔性高，適應多品種中小批量生產；（2）系統內的機床工藝能力上是相互補充和相互替代的；（3）可混流加工不同的零件；（4）系統局部調整或維修不中斷整個系統的運作；（5）多層計算機控制，可以和上層計算機聯網；（6）可進行三班無人干預生產。
3 伺服控制系統一般包括控制器、被控對象、執行環節、檢測環節、比較環節等個五部分。
單片機 單片機:單片機是把組成微型計算機的各個功能部件,如中央處理器CPU,RAM,ROM,I/O介面電路,定時器/計數器以及串列通信介面等集成在一塊晶元中,構成一個完整的微型計算機.
B. 機電一體化產品對機械繫統的基本要求是什麼採用何種消除滾珠絲杠副的軸向間隙
普通車床的數控改造
論文編號:JX331 所有圖紙,任務書.論文字數:36751.頁數:80
摘 要
數控機床在機械製造業中發揮著巨大的作用，但數控機床一次性投資較大，對機床進行數控化改造不失為一良策。本設計利用數控裝置對CA6140普通車床進行控制,主傳動系統部分採用交流調頻主軸電動機經帶輪及分級齒輪變速箱驅動主軸，通過變頻器和齒輪變速箱實現分段無級變速；進給系統採用步進電機通過減速後驅動滾珠絲杠運動，在縱向進給系統中通過一級齒輪減速後驅動滾珠絲杠，在橫向進給系統中通過二級齒輪減速驅動滾珠絲杠；刀架改為自動轉位刀架(四工位)從而實現自動換刀；通過MCS-51系列8051單片機對數據進行計算處理，由I/O介面輸出步進脈沖信號控制進給速度和行程；為了保持切削螺紋的功能，要在主軸外端或其它適當部位裝上脈沖發生器；將車床的手動尾座改造成為可控電動尾座。
本次設計的數控改造為經濟適用型，改造簡單易行，可降低勞動強度，提高生產效率。主要介紹了經濟型數控機床進給伺服系統設計計算。闡述了CA6140普通數控車床的主軸系統的改進及機床縱向、橫向進給系統的改造設計及計算。
關鍵詞： CA6140車床；數控改造；滾珠絲杠；步進電動機
ABSTRACT
The NC machine plays a very great role in mechanical engineering．Although the investment needs a great deal of money，it is a good way to try digital modification for ordinary lathe.The spindle speed of CA6140 remains the manual function of shifting gears．The alteration is easy and it can rece labor intensity
and improve proctive efficiency． but the NC Machine larger one-time investment, NC machine tools for the transformation of a good after all. The design of the device using NC Lathe CA6140 control, part of the main transmission system using AC spindle motor and graded by the pulley driven spindle gearbox, through the inverter and gearbox to achieve sub; Feed System used by stepper motor driven ball screw slowdown after campaign vertical feed system through a gear after the ball screw drive, in the horizontal feed system through two gear-driven ball screw; Tool to automatically transfer tool carrier (4-position), thus achieving automatic tool change; by MCS-51 series 8051 data to be dealt with. from the I / O interface stepper pulse output signal to control the feed rate and itineraries; In order to maintain the function of cutting thread, to the outer end of spindle or other appropriate location loaded pulse generator; Lathe will be transformed into Tailstock manually controlled electric Tailstock. The design of the NC transformation of the economy - the application, transforming simple, can rece labor intensity, improve proction efficiency. Introced a major economic NC machine tool servo system design. Expounded the CA6140 ordinary NC lathe spindle system improvements and vertical machine, horizontal feed system of the design and calculation.
Keywords：CA6140 lathe；digital modification；ball screw；stepping motor
目 錄
第一章概述....................................................1
1.O 引言.......................................................1
1.1 經濟型數控改造的實際意義...................................1
1.1.1 技術分析.................................................1
1.1.2 經濟分析.................................................1
1.1.3 市場分析.................................................2
1.1.4 生產分析.................................................2
1.1.5 綜合分析.................................................2
1.2 數控機床的基本結構及工作原理...............................2
1.3數控機床的分類..............................................4
1.3.1 按加工工藝方法分類.......................................4
1.3.2 按控制運動的方式分類.....................................4
1.3.3 按驅動裝置的特點分類.....................................4
1.4 數控機床的特點及應用范圍...................................6
1.4.1 數控機床的加工特點.......................................6
1.4.2數控機床的應用范圍........................................7
第二章經濟型車床數控改造總體方案的確定........................8
2.1設計任務....................................................8
2.2總體數控改造方案設計........................................8
第三章主傳動系統設計...........................................10
3.1概述........................................................10
3.1.1數控機床主傳動系統的特點..................................10
3.2主傳動系統的配置方式........................................11
3.2.1 主傳動系統的主軸電動機的選型.............................11
3.2.2交流主軸電機的調速........................................12
3.2.3分級變速齒輪箱的傳動系統設計..............................13
3.2.4主傳動系統組件的結構形式..................................17
第四章伺服進給系統的結構設計與計算.............................19
4.1伺服進給傳動系統概述........................................19
4.2步進電動機及開環進給控制....................................20
4.2.1步進電動機的驅動控制......................................20
4.2.2、步進電機的驅動放大電路..................................23
4.2.3步進電動機參數說明........................................26
4.3縱向進給系統的設計計算......................................27
4.3.1 設計參數.................................................27
4.3.2縱向進給切削力的確定......................................28
4.3.3 縱向進給滾珠絲杠螺母副的計算和選型.......................28
4.3.4縱向進給減速齒輪的設計與校核..............................31
4.3.5縱向進給步進電動機的計算和選型............................32
4.4橫向進給系統的設計計算......................................35
4.4.1橫向進給切削力的確定......................................35
4.4.2橫向進給切削力的確定......................................35
4.4.3 橫向進給滾珠絲杠螺母副的計算和選型.......................35
4.4.4橫向進給減速齒輪的設計與校核..............................37
4.4.5橫向進給步進電動機的計算和選型............................40
4.5 滾珠絲杠的安裝.............................................42
4.5.1滾珠絲杠的安裝形式........................................42
4.5.2滾珠絲杠軸承的校核........................................43
4.5.3消除齒輪間隙的措施：......................................46
第五章自動回轉刀架的設計.......................................48
5.1自動回轉刀架主要類型及特點..................................48
5.2自動回轉刀架的設計計算......................................48
5.2.1自動回轉刀架步進電動機的選用..............................49
5.2.2自動回轉刀架的蝸輪蝸桿設計計算............................49
第六章電動尾座的設計...........................................53
6.1設計方案....................................................53
6.2電動尾座改造部分設計計算....................................53
6.2.1電動尾座驅動電動機的選擇..................................53
6.2.2電動尾座用的齒輪設計......................................53
第七章主軸編碼器的設計.........................................56
7．1編碼器工作原理.............................................56
7．2主軸編碼器的安裝...........................................57
第八章數控車床數控系統設計.....................................58
8.1概述........................................................58
8.2 計算機數控（CNC）系統的簡..................................59
8.2.1概述......................................................59
8.2.2微處理器數控（MNC）系統的組成.............................60
8.3 CNC系統的硬體結構..........................................62
8.3.1 單微處理機與多微處理機結構...............................62
8.3.2大板式結構與功能模塊式結構................................63
8.4 CNC系統的軟體..............................................64
8.4.1 CNC系統軟體的組成與功能..................................64
8.4.2 CNC系統軟體的特點和結構..................................67
8.4.3.CNC系統軟體結構的分類....................................69
8.5CNC系統的工作過程...........................................70
8.5.1 CNC系統的數據段歷程.....................................70
8.5.2 CNC系統自動工作時的總體流程..............................70
8.6 運動軌跡的插補原理.........................................71
8.6.1 運動軌跡插補的概念.......................................71
8.6.2 運動軌跡插補的方法.......................................72
8.6.3 逐點比較法...............................................72
結論...........................................................79
參考文獻.......................................................80
致謝...........................................................81
以上回答來自:
C. 機電一體化系統的基本結構要素有哪些
1.機械本體 機械本體包括機架、機械連接、機械傳動等，它是機電一體化的基礎，起著支撐系統中其他功能單元、傳遞運動和動力的作用。與純粹的機械產品相比，機電一體化系統的技術性能得到提高、功能得到增強，這就要求機械本體在機械結構、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面能夠與之相適應，具有高效、多功能、可靠和節能、小型、輕量、美觀的特點。
2.檢測感測部分 檢測感測部分包括各種感測器及其信號檢測電路，其作用就是檢測機電一體化系統工作過程中本身和外界環境有關參量的變化，並將信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據檢查到的信息向執行器發出相應的控制。
3.電子控制單元 電子控制單元又稱ECU（Electrical Control Unit ），是機電一體化系統的核心，負責將來自各感測器的檢測信號和外部輸入命令進行集中、存儲、計算、分析，根據信息處理結果，按照一定的程度和節奏發出相應的指令，控制整個系統有目的地進行。
4.執行器 執行器的作用是根據電子控制單元的指令驅動機械部件的運動。執行器是運動部件，通常採用電力驅動、氣壓驅動和液壓驅動等幾種方式。
5.動力源 動力源是機電一體化產品能量供應部分，其作用是按照系統控制要求向機械繫統提供能量和動力使系統正常運行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能，以電能為主。
D. 機電一體化對機械繫統有哪些要求
電路要穩定，不要有斜率震盪的現象；電壓保持恆定；機械潤滑與配合方面不要有過多摩擦力矩。
機電一體化技術專業應用領域廣泛。畢業生主要可從事數控設備的維護、調試、操作、製造、安裝和營銷等技術與管理工作，就業崗位群大。本專業培養具有機械、電子、液（氣）壓一體化技術基本理論，掌握機電一體化設備的操作、維護、調試和維修，掌握應用機電一體化設備加工的工藝設計和加工工藝的基本方法和基本技能的工程技術人才。還包括電、車、鉗三種工人的職業。
E. 機電一體化系統對執行元件有哪些基本要求
1）慣量小，動力大。
2）體積小，重量輕。
3）安裝方便、便於維修維護。
4）易於實現自動化控制
F. 簡述機電一體化對機械繫統的基本要求及機械繫統的組成。
對機械繫統的基本要求:高精度;快速響應;良好的穩定性。
機械繫統的組成:傳動機構;導向機構。
G. 機電一體化產品對機械傳動系統有哪些要求
機電一體化系統對機械傳動系統的要求有：精度；穩定性；快速響應性；還應滿足小型、輕量、高速、低沖擊振動、低雜訊和高可靠性。