总论
机电一体化系统:
机械系统、动力系统、执行元件系统、电子信息处理系统、传感检测系统(P5)
机电一体化系统:涵义)及生产过程(P1、基本组成(P5)、功能分析(P6)及系统接口(P9)、设计方法(P13-P14)、设计流程(P11-P13)
机电一体化的目的:使系统高附加值化,如多功能、高效、高可靠性、省材料、并向轻、薄、短、小型化发展(P11)
机电一体化的三大效果:省能、省资源、智能化(P11)
机电结合的三种方法:机电互补法(简单的代替)、结合法(强调有机结合组成部件)、组合法(实现产品重构)(P13-P14)
机电一体化系统的设计类型:开发性设计(通过抽象的原理获得原创性产品,设计空间为无穷大)、适应性设计(总体方案基本不变、进行局部适应性修改,设计空间有限)、变异性设计(设计方案和结构功能不变,尺寸规格改变,无设计变量)(P14)
思考题:
1、机电一体化的定义、特点及产生背景(P1)
2、机电一体化的相关技术(P3-P5)
3、机电一体化的基本组成及功能分析(P5-P8)
4、机电一体化系统的结合方法及设计类型(P13-P14)5、设计流程(P11-P13)
机电一体化系统的机械系统部件选择与设计
机械的工作特点:自动化(高定位精度、良好的动态特性)(P22)
要求:响应快、稳定性好、精度高、无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼(P22)
机械结构:传动系统(频率、摩擦、间隙、刚度)支承系统(刚度、频率、摩擦)
为确保机械工作要求可采取的措施:
1、采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件2、缩短传动链,提高传动与支承刚度,丝杠预紧3、选择最佳传动比,提高分辨率,降低等效传动惯量4、缩小反向死区5、改进支承结构,提高刚度,减小震动和噪声平(P22)
刚度和抗振性:刚度是抵抗载荷变形的能力,有静刚度和动刚度。抗振性是承受受迫振动的能力,动刚度大抗振性好。(P48)
提高抗振性的措施:1、提高静刚度:就是提高固有频率,避免共振。2、增大阻尼:增大阻尼对提高动刚度作用很大。3、减轻重量:可以提高固有频率。4、采取隔振措施。
机电一体化系统执行元件的选择与设计
步进电机的特点:1、位移量与输入电脉冲数有严格的对应关系,误差不会累积2、稳定运行时的转速与控制脉冲的频率有严格的对应关系3、控制性能好、不易丢步4、控制系统简单,工作可靠(抗干扰能力强),成本低(P91-92)
步进电机的选择要求:1、必须保证步进电机的输入转矩>负载所需要的扭矩,与矩频特性匹配2、要求计算机械系统的负载惯量和机械系统所需求的启动频率,并与之与步进电机惯-频特性相匹配,并有一定余量。3、步距角与机械系统相匹配,得到要求的分辨力。
思考题:1、了解各种执行元件的特点及应用场合(P86-87)
2、掌握伺服电机控制方式的三种基本形式,并能分析各自的特点及应用场合
3、掌握步进电机的原理(P93-95)及驱动方法(P101-P111)、选择及应用方法。
4、了解直流伺服电机的特点及驱动方法(P111-P114)。
机电一体化系统微机控制系统的选择及接口设计
硬件与软件、专用与通用的问题(P118)
确定总体控制方案,选择控制系统(P119)
接口设计和通讯设计(P121
考虑输
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