第一篇：機電一體化卷一

1“機電一體化”與英文單詞（C）一致。

A.Mechanics C.Mechatronics

B.Electronics

D.Electric-Machine 2從控制的角度來講，機電一體化系統可分為（A）。Ａ 開環和半閉環,閉環控制系統 Ｂ 開環和半閉環控制系統 Ｃ半閉環和閉環控制 Ｄ以上都不對

3下列不是機電一體化系統設計方案的常用方法的是（B）

A 取代法

B 整體設計法

C組合法

D變參數設計法4（A）就是用電氣控制取代原系統中的機械控制機構。

A 取代法

B 整體設計法

C組合法

D其它。5機電一體化系統（產品）設計方案的常用方法中，（B）用于新產品的開發。A 取代法

B 整體設計法

C組合法

D其它。6（C）就是選用各種標準功能模塊組合設計成機電一體化系統 A 取代法

B 整體設計法

C組合法

D其它。7點位控制機床是指（A）的數控機床

A

僅控制刀具相對于工件的定位點坐標，不規定刀具的運動軌跡 B 必須采用開環控制

C

刀具沿各坐標軸的運動之間有確定的函數關系 D

以上都不對

8閉環控制系統比開環及半閉環系統（B）

A 穩定性好 B 精度高 C 故障率低 D 效率高9機電一體化技術實際上就是計算機應用技術，兩者之間沒有什么區別.(X)10機電一體化技術只是將計算機作為核心部件，他研究的是機電一體化系統，而不是計算機應用本身。（V）

11自動控制技術的側重點是討論控制原理、控制規律、分析方法和自動系統的構造，而機電一體化技術只是將自動控制技術作為重要的支撐技術。(V)12中國的神5航天飛船的開發設計屬于開發性設計。（V）13全自動洗衣機代替半自動洗衣機的設計屬于變參數設計。（X）14操作指導控制系統中計算機輸出不直接用來控制生產對象(V).下列摩擦中，呈線性變化的為（C）

A 靜摩擦力

B庫侖摩擦力

C粘性摩擦力

D三者均是

對于小功率傳動設備選用質量最小原則時，各級傳動比的分配原則為（C）

A前大后小

B 前小后大

C相等

D不確定

對于小功率傳動設備選用等效轉動慣量最小原則時，各級傳動比的分配原則為（B）A 前大后小

B 前小后大

C相等

D不確定

對于大功率傳動設備選用質量最小原則時，各級傳動比的分配原則為（A）A前大后小

B 前小后大

C相等

D不確定

適當增加系統的慣量可以改善低速爬行現象，所以盡量增加慣量

(X)

下列哪項不是齒輪傳動的優點（D）

A.傳動效率高 B.傳動比準確 C.結構緊湊 D.制造成本低 下列屬于直齒圓柱齒輪傳動機構調隙方法的是（C）

A 軸向壓簧調整法 B墊片調整法 C 偏心軸套調整法 D周向壓簧調整法齒輪傳動機構采取措施消除齒測間隙的目的是提高（B）A嚙合精度

B雙向傳動精度

C加工精度

D準確度 下列不屬于齒輪消除齒測間隙方法的是（D）

A偏心軸套調整法

B墊片調整法

C壓簧調整法

D雙螺母調整法 下列齒輪齒測間隙消除方法中，（C）的側隙能自動補償。A偏心軸套調整法

B墊片調整法

C壓簧調整法

D雙螺母調整法 下列方法（C）不可以用來消除滑動螺旋傳動的空回 A 單向作用力

B徑向調整法

C周向調整法

D軸向調整法 下列說法錯誤的是（B）

A導軌的作用是支撐和引導運動部件

B滑動摩擦導軌結構簡單摩擦阻力小

C導向精度是指運動件按照給定方向作直線運動的準確程度

D導軌的耐磨性要好（B）易作低速導軌

A凹形導軌

B凸形導軌

C圓柱面凹形導軌

D以上都不對（A）易作高速導軌

A凹形導軌

B凸形導軌

C圓柱面凹形導軌

D以上都不對 下列不是導軌間隙調整方法的是（B）

A采用磨、刮相應的面或者加墊片的方法

B采用雙螺母結構

C 采用斜鑲條

D采用平鑲條 滾珠導軌之間的摩擦為（B）

A滑動摩擦

B 滾動摩擦

C 液體摩擦

D靜壓摩擦 下列不是靜壓螺旋傳動特點的是（C）

A摩擦阻力小

B壽命長

C 傳動不可逆

D傳動平穩 溫度屬于（B）

A 數字信號 B模擬信號 C 電信號 D 以上都不對滾珠絲杠不能自鎖。（V)移和轉角。（V)

直線運動導軌是用來支承和引導運動部件按給定的方向作往復直線運動（V）

感應同步器是一種應用電磁感應原理制造的高精度檢測元件，有直線和圓盤式兩種，分別用作檢測直線位

數字式位移傳感器有光柵、磁柵、感應同步器等，它們的共同特點是利用自身的物理特征，制成直線型和圓形結構的位移傳感器，輸出信號都是脈沖信號，每一個脈沖代表輸入的位移當量，通過計數脈沖就可以

統計位移的尺寸。（V）

影響螺旋傳動的傳動精度的主要是螺距誤差、中徑誤差、牙型半角誤差（V)螺桿軸向竄動誤差是影響螺旋傳動的傳動精度的因素（V）螺桿軸線方向與移動件的運動方向不平行而形成的誤差是影響螺旋傳動的傳動精度的因素（V）

溫度誤差是影響螺旋傳動的傳動精度的因素（V）

滑動螺旋傳動具有傳動比大，驅動負載能力強等特點。（V）

螺母固定，螺桿轉動并移動的形式適用于工作行程較長的情況。（X）螺旋副零件與滑板的剛性連接結構多用于受力較大的螺旋傳動。（V）

利用塑料螺母調整空回主要是利用塑料彈性。（V）滾珠螺旋傳動具有可逆性，并且能自鎖。（X）

直線運動導軌的作用是用來支撐和引導運動部件按給定的方向作往復直線運動（V）

下列哪個不是傳感器的動特性（D）

A 臨界速度 B 臨界頻率 C穩定時間 D分辨率

直線運動導軌的作用是用來支撐和引導運動部件按給定的方向作往復直線運動（V）

感應同步器定尺繞組中感應的總電動勢是滑尺上正弦繞組和余弦繞組所產生的感應電動勢的(C A 代數和 B 代數差 C矢量和 D矢量差

光柵莫爾條紋寬度的計算公式是（B表示莫爾條紋的寬度，W表示柵距，θ表示兩光柵線紋夾角）WAB??

B?cosWB?

B?sinWC?

B?tanWD?

直流測速發電機輸出的是與轉速(C)A.成正比的交流電壓 B.成反比的交流電壓 C.成正比的直流電壓 D.成反比的直流電壓 屬于傳感器動態特性指標的是（D）

A．重復性 B．線性度 C．靈敏度 D．固有頻率 檢測系統要用（C）將被測的物理量變為電量.A變送器

B轉換器

C傳感器

D D/A轉換器 54下列屬于模擬式位移傳感器的是（A）

.A可變磁阻電感傳感器

B光柵傳感器

C感應同步器

D磁柵

下列變量中有量綱的為（B）

A線性度B 靈敏度

C 遲滯

D分辨率)

(A)

下列屬于數字式位移傳感器的是（B）

.A可變磁阻電感傳感器

B光柵傳感器

C渦流式傳感器

D互感型差動變壓器式 下列關于傳感器的說法錯誤的是（C）.A傳感器一般由敏感元件、傳感元件和轉換電路組成 B線性度、靈敏度為傳感器的靜態特性 C重復特性為傳感器的動態特性 D傳感元件將敏感元件輸出的非電量轉換為電量。下列關于莫爾條紋的說法錯誤的是（C）A光柵是利用莫爾條紋來測量位移B莫爾條紋有放大作用 C莫爾條紋與光柵條紋平行D莫爾條紋也為明暗相間的條紋

（A）是一種能夠將被測量轉換成易于測量的物理量的預變換裝置.A敏感元件 B傳感元件 C基本轉換電路 D以上都不對 傳感器能檢測到的最小輸入增量稱為（D）A靈敏度 B重復特性 C線性度 D分辨力

傳感器在靜態標準條件下，輸出變化對輸入變化的比值稱為（B）A重復特性 B靈敏度 C分辨力 D線性度

儀表從零位開始，改變輸入量，使其緩慢的增加，直到儀表的示值發生可以察覺得到的變化時，相應的輸入量的最小變化量為（A）。

A靈敏限

B靈敏度

C分辨率

D回程誤差

傳感器按輸出信號的性質分為模擬傳感器和（B）。

A有源傳感器

B數字傳感器

C參量型傳感器

D發電型傳感器 金屬導線的電阻隨其變形而發生改變的一種物理現象，稱為（D）。A熱電效應

B壓阻效應

C壓電效應

D應變效應 逆向壓電效應中能量的轉化為（C）

.A分子勢能-->電能

B電能-->分子勢能

C電能-->機械能

D機械能-->電能 對石英晶體施加（A）方向的外力產生壓電效應。

A X軸

B Y軸

C Z軸

D所有

常用的壓電陶瓷材料是（D）A二氧化硅

B康銅

C碳酸鉛

D鋯鈦酸鉛系化合物

為防止電網電壓等對測量回路的損害，其信號輸入通道應采用隔離技術，這種功能放大器稱為（D）A 測量放大器 B 程控增益放大器 C同相放大器 D 隔離放大器

一位移傳感器，當輸入變化量為0.2mm時，對應的輸出電壓的變化量為5V ,則此傳感器的靈敏度為（C）。A 0.04 mm/ V B 25 V/m

C 25V/mm

D 25

70感應同步器是一種應用電磁感應原理制造的高精度檢測元件，有直線和圓盤式兩種，分別用作檢測直線位移和轉角。（V）

數字式位移傳感器有光柵、磁柵、感應同步器等，它們的共同特點是利用自身的物理特征，制成直線型和圓形結構的位移傳感器，輸出信號都是脈沖信號，每一個脈沖代表輸入的位移當量，通過計數脈沖就可以統計位移的尺寸。（V）

線性度屬于傳感器的動態特性（X）

電感式傳感器也就是自感式傳感器。（X）

天然壓電材料要經過極化處理才會具有壓電效應。（X）壓電陶瓷的壓電系數大于石英晶體的壓電系數。（V）

將兩個應變片接入直流電橋構成半橋電路時，兩應變片只能接在電橋的相對邊。（X）傳感器在靜態標準條件下，輸出變化對輸入變化的比值稱為線性度（X）傳感器在正反行程中輸出/輸入特性曲線的不重合程度稱為重復特性。（X）敏感元件是一種能將被測量轉換成易于測量的物理量的預變換裝置。（V）計算機控制系統就是采用（A）來實現的工業自動控制系統。A 計算機 B 單片機 C PLC D 總線工控機

將數字量轉換為模擬量的器件為（B）。A A/D B D／A C I／O D DC 將模擬信號轉換為數字量的器件是（A）。A A/D B D／A C I／O D DC（C）作用是將檢測的非電量轉變為電量。A 變送器 B AD轉換器 C 傳感器 D DA轉換器

（A）作用是將傳感器得到的電信號轉變為適用于計算機接口使用的標準電信號。A 變送器 B AD轉換器 C 傳感器 D DA轉換器 電動機在計算機控制系統中擔當的角色為（B）。A 控制核心 B 執行機構 C 被控對象 D 檢測裝置

傳感器在計算機控制系統中擔當的角色為（D）。A 控制核心 B 執行機構 C 被控對象 D 檢測裝置 87直接數字控制簡稱為（C）。A CNC B SCC C DDC D PID 監督計算機簡稱為（B）。A CNC B SCC C DDC D PID（A）控制系統中計算機輸出不直接用來控制生產對象。A 操作指導 B直接數字 C監督計算機 D 分級計算機

不屬于工業控制機的是（D）。A 單片機 B PLC C 總線工控機 D PC機 MCS-48單片機具有（A）CPU。A 8 位 B 16 位 C 32 位 D 64位 PLC采用（A）程序設計語言。A 梯形圖 B VB C VC D 匯編語言 MCS-96單片機具有（B）CPU。A 8 位 B 16 位 C 32 位 D 64位 單片機使用場合是（B）。

A 辦公室環境 B 家用電器 C 邏輯控制的工業現場的控制 D 以上都不對 關于模擬量IO通道的說法錯誤的是（D）

A 它可以將傳感器得到的參數變換為二進制代碼傳送給計算機

B 它可以將計算機輸出的數字控制量變換為控制操作執行機構的模擬信號 C 它是計算機主機和外部連接的橋梁

D 它可以將計算機發出的開關動作信號傳遞給生產機械中的各個電子開關 PD稱為（B）控制算法。

A.比例

B.比例微分

C.比例積分

D.比例積分微分 應用軟件是用戶根據要解決的控制問題而編寫的各種程序（V）.D/A轉換的方式可分為并行轉換和串行轉換方式。（V）異步通信常用于并行通道。（X）

100查詢I/O方式常用于中斷控制中。（X）

在計算機接口技術中I/O通道就是I/O接口。（X）同步通信常用于并行通信。（X）

無條件I/O方式常用于中斷控制中。（X）數控銑床屬于輪廓控制系統（V）.采樣就是用采樣開關將模擬信號按一定時間間隔抽樣成離散數字信號的過程（X）.采樣周期越大，所得到的數字信號越準確（X）中斷控制I/O方式的效率高于直接程序控制方式（V）.MCS-51單片機具有（A）CPU。A 8 位 B 16 位 C 32 位 D 64位 PLC使用的場合是（C）.A 辦公室環境 B 家用電器 C 邏輯控制的工業現場的控制 D 以上都不對

8位D/A轉換器的分辨率為（A）A 8位

B 1/8 C 8

D 不確定

111計算機控制方式中，最普通的一種是（）控制方式。A 操作指導

B 直接數字

C 分級計算機

D 監督計算機

（A）是將輸入的指令信號與系統德反饋信號進行比較，以獲得輸出與輸入之間的偏差信號的環節。A 比較環節 B控制器 C 執行環節 D檢測環節

（B）主要任務是對比較元件輸出的偏差信號進行變換處理，以控制執行元件按照要求動作.A 比較環節 B控制器 C 執行環節 D檢測環節

（C）的作用是按照控制信號的要求，將輸入的各種形式的能量轉化為機械能，驅動被控對象工作.A 比較環節 B控制器 C 執行環節 D檢測環節 115（D）是直接完成系統目的的主體.A 比較環節 B控制器 C 執行環節 D 被控對象

（D）能夠對輸出進行測量并轉換成比較環節所需要的量綱的裝置.A 比較環節 B控制器 C 執行環節 D檢測環節 117（A）執行元件能將電能轉換為電磁力 A電磁式 B液壓式 C氣壓式 D壓電式（B）執行元件能將電能轉換為液體壓力 A電磁式 B液壓式 C氣壓式 D壓電式（C）執行元件能將電能轉換為氣體壓力 A電磁式 B液壓式 C氣壓式 D壓電式 下列執行元件屬于電磁式執行元件的是（C）A 液壓馬達 B液壓缸 C 步進電機 D氣壓缸（A）主要用在負載較大的大型伺服系統中

A液壓伺服馬達 B直流伺服電動機 C 交流伺服電動機 D步進電機

122（A）是在定子磁場不變的情況下，通過控制施加在電樞繞組兩端的電壓信號來控制電動機的轉速和輸出轉矩

A 電樞電壓控制 B勵磁電壓控制 C勵磁電流控制 D勵磁強度控制

123半閉環控制的伺服系統主要采用（A）傳感器。A 角位移 B 直線位移

C 直線感應器

D以上都不對（A）電動機又稱為電脈沖馬達。

A 步進 B直流伺服 C交流伺服 D三相異步 125變頻調速器又稱為（A）

A

VVVF

B

VVFC

CVF

D VVF 把交流電變為固定直流電的裝置稱為(A)A

整流器 B逆變器 C 斬波器 D調壓器 把固定直流電變成固定的交流電的裝置為(B)A

整流器 B逆變器 C 斬波器 D調壓器 消除或抑制由于電場耦合引起的干擾的屏蔽稱為

（A）A 電場屏蔽 B 磁場屏蔽 C 電磁場屏蔽 D以上都不對

（C）隔離只適用于開關量的傳輸。

A光電隔離

B 變壓器隔離

C 繼電器隔離

D三者均可

130產生干擾信號的設備稱為（B）

A干擾源

B 傳播途徑

C 接受載體

D磁場

干擾形成的三個要素：干擾源、傳播途徑和接收載體，其中缺少一個要素也可以產生干擾.(X)下列哪個不是干擾形成的要素（D）

A 干擾源 B傳播途徑 C接收載體 D 電動機

通信功能是實現DNC, FMC, FMS的必備條件（V）

（B）是一種無人駕駛，以許的蓄電瓶驅動的物料搬運設備，其行使路線和停靠位置是可編程的。

A RGV

B AGV

C

FAL

D MC

140高硬度材料適合用（D）法去毛刺。A機械法

B 振動法

C 熱能法

D 電化學法

（A）是指柔性制造單元

A FMC B

FMS

C FML

D CIMS

（B）是指柔性制造系統.A FMC B

FMS

C FML

D CIMS（C）是指柔性制造線

A FMC B

FMS

C FML

D CIMS（C）是指柔性裝配線.A FMC B

FMS

C FAL

D CIMS

（D）計算機集成制造系統.A FMC B

FMS

C FML

D CIMS 電動機機械特性越硬，電動機的負載能力越強。(V)電動機機械特性越硬，電動機的負載能力越弱.(X)電動機機械特性越軟，電動機的負載能力越強。(X)電動機機械特性越軟，電動機的負載能力越弱。(V)150勵磁磁場控制就是通過改變勵磁電流的大小來改變定子磁場強度，從而控制電動機的轉速何輸出轉矩。(V)

第二篇：機電一體化技術A卷

線號 學 名 姓 訂 級 班裝 業專 青島黃海學院2015-2016學年第二學期期末考試試卷

《機電一體化技術》 A卷

考試形式：開卷 考試時間：100分鐘

所有答案均要寫在答題紙上，寫在試卷上無效

一、簡答題（每題5分，共60分。）

1.簡述一個典型的機電一體化系統的基本組成要素。2.試簡述光電式轉速傳感器的測量原理。

3.滾珠絲杠副的軸向間隙對系統有何影響？如何處理？ 4.簡述機電一體化對機械系統的基本要求及機械系統的組成。5.步進電動機是什么電機？它的驅動電路的功能是什么? 6.伺服控制系統一般包括哪幾個部分？每部分能實現何種功能？

7.在模擬輸入通道中，采樣/保持器有什么作用？是否模擬輸入通道中必須采用采樣/保持器？為什么？ 8.柔性制造系統的主要特點有哪些？ 9.試述可編程控制器的工作原理。

10.列出3種常用的數字濾波方法？并說明它們各自的特點。11.什么是現場總線？并列出幾種典型的現場總線。12.什么是傳感器的靈敏度？靈敏度誤差如何表示？

二、分析設計題(每題20分，共40分。)

13.三相交流異步電動機M的正反轉控制，主電路如圖1所示，要求如下：按下正轉按鈕SB1，電機M正轉，按下反轉按鈕SB2，電機M反轉，按下停止按鈕SB3，電機停轉。請按照如下步驟設計：（1）畫出輸入/輸出端口分配表；（2）畫出梯形圖。

《機電一體化技術》試題

第1頁（共2頁）

圖1 電動機正反轉主電路

圖2為實驗室常采用的冰浴法熱電偶冷端溫度補償接線圖。請回答：1）圖中依據了熱電偶兩個基本定律，分別指出并簡述其內容； 2）將冷端至于冰水槽的主要原因是什么？ 3）對補償導線有何要求？

圖2 冰浴法熱電偶冷端溫度補償接線圖

《機電一體化技術》試題

第2頁（共2頁）

14.（（（

第三篇：機電一體化

只要你學會了機電一體化的所有課程已經很不錯了，機電一體化課程畫法幾何與機械制圖、工程力學、電工電子技術、機械設計基礎、液壓傳動、金屬材料與金屬工藝學、微機原理與接口技術、C語言程序設計、自動控制原理、機床電氣控制、機電一體化系統設計、數控系統及應用、可編程器原理及應用、計算機輔助設計與制造等，你是學習上面這些內容嗎？如果是的話，就可以找機電廠，電廠，電氣控制設備廠，或普通工廠的機電維修等工作，在工作中，就學點電氣自動化的知識，這樣深化你的機電一體化的知識。只要你認真領會了機電一體化化的實踐知識，去到那里都會很容易找到工作的。因為現在的社會都是機電自動化的社會了。現在中型的小工廠都會用得上 機電一體化，只要有控制機械的工廠都可以去實踐學習。剛開始就是不求工資的高低，只要在實踐中深化自己，有了第一次的就業經驗，第二次就也就會很容易了，因為招聘的人一般都會問你第一次在那里工作。工作的情況，經驗的，你就要好好展示你的才華了。

管理員也可以呀，專門搞畫法幾何與機械制圖、工程力學，C語言程序設計等工作，專門專業是很不錯的，將來社會所有工廠都會陸續進行改造為機電一體化控制。前景無限呀。

至今機電一體化發展已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不但發展,還將被賦予新的內容。對機電一體化技術的基本與成長進行了簡要介紹,并闡述了機電一體化的發展進程及未來的發展趨勢。機電一體化是現代技術的必然結果,機電一體化技術是現代科技發展的核心技術,機電一體化專業人才也是現代社會不可或缺的核心人才。現從機電一體化技術的發展、現狀、前景等方面談機電一體化技術以及培養適應現代社會工業發展需要機電一體化專業高職人才的必要性。機電一體化是我國制造業發展的重要基礎專業之一.但我國目前這個專業高層次人才奇缺,高精尖方向大部分都被國外控制.因此,如果想在這個方面發展,如果有碩士研究生學歷,并有實踐經驗,甚至是博士研究生,那么前途無量的.機電一體化的未來發展趨勢探析

【論文關鍵詞】：光機電一體化；技術特征；發展

【論文摘要】：介紹了光機電一體化技術特征，研究了國內外技術現狀和發展趨勢，指出了未來發展前景和一些重要技術熱點。

近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發展，在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此，光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。

1.光機電一體化技術特征

光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下技術特征。

1.1 體積小，重量輕，適應性強，操作更方便

光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現，甚至實現操作全自動化和智能化。

1.2 功能增加，精度大幅提高

光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制 水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3 部分硬件實現軟件化，智能化程度提高

傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能，使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向“軟件化”和“智能化”。

1.4 產品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩定性。

1.5 融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產品

光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識，包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。

1.6 產品系統性增強，各部分系統間協調性要求提高

光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統協調性。

2.研究現狀和發展趨勢

2.1研究現狀

自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。

2.2 發展趨勢

光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業，而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。

從世界科學技術的發展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：

（1）激光技術

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產品進行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單

一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術

1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。

2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。

（3）激光快速成型技術

激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場，極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。

（4）光能驅動技術

利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段，如果能發現具有優異光作用特性的動態物質，則可使光能驅動技術廣泛應用。

3.結語

技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術，產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。

參考文獻

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梁進秋.微光機電系統國內外研究進展.光機電信息，2000（8）

宋云奪編譯.光機電一體化業的未來.光機電信息，2003（12）

左鐵釧、施定源、陳鎧.激光加工技術的優勢及在工業生產中的應用.激光雜志，1999（4）

王家淳.激光焊接技術的發展與展望.激光技術，2001（2）

第四篇：機電一體化

第四章機電系統教學試驗臺

1、機電系統教學實驗臺的用途（教學實驗設備）。

2、機電系統教學實驗臺的特點（模擬的自動化生產線，集機械、氣動、PLC控制、交流調速和傳感器等技術為一體）。

3、機電系統教學實驗臺的轉臺上設四個工位（第一工位:機械手上下料）；（工位二至四工位:加工工位）。

4、機電系統教學實驗臺的自動循環過程:

阻擋塊升起→機械手卸料 →阻擋塊下降→機械手取料 →機械手上料→ 刀具旋轉、快進→ 刀具工進 →延時停留→ 刀具快退、停轉 →工作臺定位銷松開→ 工作臺旋轉90°→工作臺定位銷定位鎖緊→推料缸出料。

1）卸料阻擋定位塊升起。2）機械手爪抓取已加工工件、提升、旋轉至卸料位，松開工件，工件由坡形滑道滑入工件箱內。3）卸料阻擋定位塊下降。4）機械手爪轉至取料位、下降、抓取工件、上升并旋轉至工作臺的上料位、下降、放入待加工工件。5）刀具旋轉、快進。6）刀具工進。7）刀具延時停留。8）刀具快退、停止。9）旋轉工作臺定位銷松開。10）工作臺旋轉90°11）工作臺定位銷定位鎖緊。12）推料缸送出一個工件至取料位。

5、機電系統教學實驗臺由主要的（加工單元）、（旋轉工作臺）、（搬運機械手）和（料庫部分）部件組成。

6、刀具旋轉由一臺（220V、6W的交流電動機）驅動。

7、氣缸的類型有（導桿氣缸）、（普通氣缸）、（旋轉氣缸）、（薄形氣缸）和（手指缸）五種類型。

8、電磁換向閥使用（匯流板）安裝，選用了（兩位五通電磁閥）、（三位五通電磁閥）和（兩位三通電磁閥）。

9、采用的普通的（空氣壓縮機），經三聯件向系統供給壓力空氣。

10、常用的空氣過濾器有（一次過濾器）和（二次過濾器）兩種類型。

11、一次空氣過濾器也稱（簡易濾器）作用：多接于干燥器之后，由（濾網）、（毛氈）、（硅膠）、（焦炭）等材料起吸附過濾作用。

12、二次空氣過濾器作用：（各種分水濾氣器）附過濾作用。

13、（分水濾氣器）與（減壓閥）、（油霧器）一起稱為氣動三大件。

14、油霧器的選用主要根據氣動系統所需氣體流量（選定通徑）及油霧粒徑大小來確定。

15、一次油霧器的油霧粒徑約辦（25~35μm）。

16、二次油霧器的油霧粒徑可達（5μm）。

第五篇：機電一體化

1, 國內外數控技術發展狀況

世界制造業在20世紀末的十幾年中經歷了幾次反復，曾一度幾乎快成為夕陽工業，所以美國人首先提出了要振興現代制造業。90年代的全世界數控機床制造業都經過重大改組。如美國、德國等幾大制造商都經過較大變動，從90年代初開始已出現明顯的回升，在全世界制造業形成新的技術更新浪潮。如德國機床行業從2000年至今已接受3個月以后的訂貨合同，生產任務飽滿。

20世紀人類社會最偉大的科技成果是計算機的發明與應用，計算機及控制技術在機械制造設備中的應用是世紀內制造業發展的最重大的技術進步。自從1952年美國第1臺數控銑床問世至今已經歷了50個年頭。數控設備包括：車、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類專機，形成龐大的數控制造設備家族，每年全世界的產量有10～20萬臺，產值上百億美元。

世界制造業在20世紀末的十幾年中經歷了幾次反復，曾一度幾乎快成為夕陽工業，所以美國人首先提出了要振興現代制造業。90年代的全世界數控機床制造業都經過重大改組。如美國、德國等幾大制造商都經過較大變動，從90年代初開始已出現明顯的回升，在全世界制造業形成新的技術更新浪潮。如德國機床行業從2000年至今已接受3個月以后的訂貨合同，生產任務飽滿。

我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展的階段，許多機床廠從傳統產品實現向數控化產品的轉型。但總的來說，技術水平不高，質量不佳，所以在90年代初期面臨國家經濟由計劃性經濟向市場經濟轉移調整，經歷了幾年最困難的蕭條時期，那時生產能力降到50％，庫存超過4個月。從1995年“九五”以后國家從擴大內需啟動機床市場，加強限制進口數控設備的審批，投資重點支持關鍵數控系統、設備、技術攻關，對數控設備生產起到了很大的促進作用，尤其是在1999年以后，國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金，使數控設備制造市場一派繁榮。從2000年8月份的上海數控機床展覽會和2001年4月北京國際機床展覽會上，也可以看到多品種產品的繁榮景象。但也反映了下列問題：

（1）低技術水平的產品競爭激烈，互相靠壓價促銷；

（2）高技術水平、全功能產品主要靠進口；

（3）配套的高質量功能部件、數控系統附件主要靠進口；

（4）應用技術水平較低，聯網技術沒有完全推廣使用；

（5）自行開發能力較差，相對有較高技術水平的產品主要靠引進圖紙、合資生產或進口件組裝。

當今世界工業國家數控機床的擁有量反映了這個國家的經濟能力和國防實力。目前我國是全世界機床擁有量最多的國家（近300萬臺），但我們的機床數控化率僅達到1．9％左右，這與西方工業國家一般能達到20％的差距太大。日本不到80萬臺的機床卻有近10倍于我國的制造能力。數控化率低，已有數控機床利用率、開動率低，這是發展我國21世紀制造業必須首先解決的最主要問題。每年我們國產全功能數控機床3000～4000臺，日本1年產5萬多臺數控機床，每年我們花十幾億美元進口7000～9000臺數控機床，即使這樣我國制造業也很難把行業中數控化率大幅度提上去。因此，國家計委、經貿委從“八五”、“九五”就提出數控化改造的方針，在“九五”期間，我協會也曾做過調研。當時提出數控化改造的設備可達8～10萬臺，需投入80～100億資金，但得到的經濟效益將是投入的5～10倍以上。因此，這兩年來承擔數控化改造的企業公司大量涌現，甚至還有美國公司加入。“十五”剛剛開始，國防科工委就明確提出了在軍工企業中投入6．8億元，用于對1．2～1．8萬臺機床的數控化改造。

數控技術經過50年的2個階段和6代的發展：

第1階段：硬件數控（NC）

第1代：1952年的電子管

第2代：1959年晶體管分離元件