第一篇：《機電一體化綜合訓練》總結(機械)

兩自由度機械臂控制系統實習總結

實習任務：

兩自由度機械臂控制系統（機械部分）時間： 2009.8.10—2009.8.22 地點： 工程訓練中心203 一.實習目的、任務與要求

1.1目的

1.11學習機電控制技術，了解機電一體化設備的基本結構，控制方式和工業機器人的基本控制原理。

1.12學習研究系統基礎硬件構成。了解各部件名稱、功能、選型依據和使用方法。了解網絡系統配置及操作特點。

1.13學習研究系統基礎軟件，了解控制軟件平臺，了解示教再現控制方式及其演示軟件。學習對機器人控制中兩種坐標空間運動模式的操作設計。1.14通過機械臂的操作使用，了解部分控制器件的功能、使用方法和基本控制原理。了解機械臂素描繪圖控制的圖像處理技術。

1.15通過編程訓練，學習工業機器人控制繪圖語言的基本編程方法，了解機械臂繪圖的基本算法。

1.2任務及要求

1.21測定機械臂結構，描述機械傳動部分的結構形式、運動模式及減速器的結構原理，繪出機構運動示意圖。

1.22了解機械臂控制系統電器控制部分的主要器件,繪制控制系統框圖.標

注各部件的主要功能、型號及參數。

1.23學習使用鼠標、手寫板和攝像頭控制機械臂繪制圖案文字和素描肖像。1.24學習編寫控制程序。設計繪圖程序，控制機械臂繪出實際圖形。

二.實習環境

2.1實習設備

2.11硬件：GRB系列二自由度機械臂系統一套(GRB200）、PC 機一臺、GT-400-SG-PCI/ISA型四軸脈沖型開環運動控制卡、GCB-100兩軸驅動電氣箱、彩色顯示器、鼠標、手寫板和攝像頭。

2.12 軟件：WindowsXP操作系統、運動控制器Windows驅動程序和運動控制動態連接庫、機器人圖形示教和語言編程軟件。

三.實習內容

3.1 測定機械臂結構

GRB200 機器人關節1長度200mm,運動范圍±100°，關節2連桿長度150mm,運動范圍±50°。3.2 機械傳動部分的結構形式

二自由度機械臂只有兩個旋轉運動關節，主要使用交流伺服電機和諧波減速器驅動。

交流伺服電機運轉平穩，輸出力矩恒定，過載能力強，加速性能好，可以取得很高的控制精度，以松下Panasonic 小慣量交流伺服電機為例，電機軸后端帶有標準2500線增量式光電編碼器，控制器內部采用了4 倍頻技術，其脈沖當量為360°/（2500*4）=0.036°，控制精度遠高于步進電機。交流伺服電機軸后端帶有標準2500線增量式光電編碼器，控制精度遠高于步進電機。

諧波減速傳動是一種依靠齒輪的彈性變形運動來達到傳動目的的新型傳動方式，它具有重量輕、結構簡單、傳動比大、承載力強、運轉平穩和運動精度高等特點，廣泛用于工業機器人關節傳動領域。

關節控制軸1，2上還安置了光電式限位開關，結合電機上的增量光電編碼器作為機器人控制軸的相對位置定位，并能在硬件上確保關節軸不超出其行程范圍，保證了機器人本體和操作者的安全。

根據實際作業的需要可以在機器人關節2 的末端工具安裝點上在第二個旋轉運動關節的末端安裝了筆和筆架便于驗證機械臂末端的運動軌跡。

本體上引出2個關節控制軸的電機控制信號、編碼器角度反饋信號和關節軸限位信號，通過連接電纜和控制器連接。本體部件采用鋁合金材料加工成型，重量輕強度高，使得關節控制軸可以取得較高的控制速度和加速度。3.3 機械傳動部分的運動模式

機器人的空間坐標直接由各個關節的坐標來確定，所有關節變量構成一個關節矢量。所有關節矢量構成的空間稱為關節坐標空間。因此關節坐標空間運動就是直接操作各個關節的來完成機器人動作的運動。

其中, x：關節2 末端在直角坐標空間中的X 軸坐標值； y：關節2 末端在直角坐標空間中的Y 軸坐標值； q1 ：關節坐標空間中關節1 的坐標值； q2 ：關節坐標空間中關節2 的坐標值； l1 ：關節1 的長度，為200mm；

l2 ：關節2 的長度，為150mm（GRB400 關節2 長度為200mm）；

根據關節

1、關節2 的關節坐標值q1，q2，用運動學方程式可以計算出機器人關節2 末端，即繪圖筆末端點在XY平面的位置，這是機器人運動學正解。

3.4 機械傳動部分減速器的結構原理

諧波減速傳動是一種依靠齒輪的彈性變形運動來達到傳動目的的新型傳動方式，它具有重量輕、結構簡單、傳動比大、承載力強、運轉平穩和運動精度高等特點, 廣泛用于工業機器人關節傳動領域。

諧波減速傳動的工作原理如圖1-1所示：

圖1-1 諧波減速傳動的工作原理

諧波傳動包括三個基本構件：波發生器、柔輪、剛輪。

三個構件可任意固定一個，其余兩個一為主動、一為從動，可實現減速或增速（固定傳動比），也可變換成兩個輸入，一個輸出，組成差動傳動。

當剛輪固定，波發生器為主動，柔輪為從動時：柔輪在橢圓凸輪作用下產生變形，在波發生器長軸兩端處的柔輪輪齒與剛輪輪齒完全嚙合；在短軸兩端 處的柔輪輪齒與剛輪輪齒完全脫開；在波發生器長軸與短軸的區間，柔輪輪齒與剛輪輪齒有的處于半嚙合狀態，稱為嚙入；有的則逐漸退出嚙合處于半脫開狀態，稱為嚙出。由于波發生器的連續轉動，使得嚙入、完全嚙合、嚙出、完全脫開這四種情況依次變化，循環不已。

波發生器在柔輪內轉動時，迫使柔輪產生連續的彈性變形，此時波發生器的連續轉動，就使柔輪齒的嚙入—嚙合—嚙出—脫開這四種狀態循環往復不斷地改變各自原來的嚙合狀態。這種現象稱之錯齒運動，正是這一錯齒運動，作為減速器就可將輸入的高速轉動變為輸出的低速轉動。3.5 機構運動示意圖

如圖1-2所示：

圖1-2 機構運動示意圖

在PC機的控制下，程序通過一軸編碼器、二軸編碼器，分別驅動交流伺服電機、步進電機工作，再通過諧波齒輪減速器驅動大小機械臂轉動，小機械臂帶動畫筆工作，當畫筆間斷工作時，電磁鐵便工作，提起畫筆，最終完成所做的任務。兩自由度機械臂自由度計算：

根據機構運動示意圖可知空間機構共有6個活動構件，即n=6，P5=5，P3=3。則機械臂的空間自由度為：

F=6n-(5*P5+3*P3)=6×6-(5×5+3×3)=2 故該機械臂的自由度為2，即兩自由度機械臂。

四.實習總結

在這次機電一體化綜合訓練實習中，我們通過對兩自由度機械臂控制系統的學習初步學習了機電控制技術，了解了機電一體化設備的基本結構、控制方式和工業機器人的基本控制原理。通過機械臂的操作使用，了解部分控制器件的功能、使用方法和基本控制原理和機械臂素描繪圖控制的圖像處理技術，并且了解各部件名稱、功能、選型依據和使用方法。機械臂提供了機器人系統開發平臺，由通用運動控制器提供基本的電機位置和速度控制功能，數字IO功能；由PC提供的各種功能強大應用系統軟件和豐富的硬件擴展功能。采用面向對象的方法和語言來進行設計開發。

兩自由度機械臂控制系統幾乎涵蓋了機電一體化這門課的所有知識。先前學過的課程如機械原理，機械設計，電子技術等，使我很容易理解機電一體化系統的結構形式，工作原理；以前學過的C語言程序設計知識，在學習和理解機器人繪圖語言過程中起到了很大的作用，我們很快掌握了繪圖語言并能夠熟練應用。

持續好2周的機電一體化綜合訓練實習到今天終于圓滿的結束了，在這個實習的過程中，學到了很多在平時書本中學不到的東西，同時也發現了自己在學習中也存在許多不足之處，現將其總結如下：

（1）鞏固加深了以前所學的知識，讓我們深深地感受到實踐的不足，所學的理論知識必須經過實踐，切實地應用到實際中，才能真正地掌握知識，學以致用；

（2）通過這次實習接觸并使用了以前沒有見到過的高科技產物；

（3）加強了實踐能力的鍛煉，認識到自身的缺陷，實踐很難結合課本學到的知識，理論知識總是無法運用到實踐，也發現了自己對機械的了解還不是很透徹。

本次實習的不足之處：在還沒有進行機電一體化課程的前提下，進行機電一體化綜合實習，我們感覺實習很盲目，很被動，不能很直觀地理解其含義。雖然我們認真地實踐，進行實物觀察，閱讀實驗指導書和說明書，還是有很多知識不能完全掌握，對知識的理解不夠完善，不能很系統地清晰地理解整個機電一體化系統的結構及其工作原理。

五.展望

通過這次機電一體化實習，使我認識到在純機械技術較為完善的基礎上，增強與電子信息技術的融合，使機械與電子技術完美有機結合，才能更好地實現機電一體化系統的高附加價值化目標，即多功能化、高效率化、高可靠化、節省材料和能源。

以下是我對此次實習的一點建議，不對的地方希望老師批評指正。

我認為本次實習的優點:具有一套兩自由度機械臂控制系統供我們進行實物分析，并有PC機一臺及相應的機器人圖形示教和語言編程軟件，能夠編寫自己的繪圖程序，充分發揮了同學們這方面的主觀能動性。

存在的不足之處是：首先，此次實習的兩自由度機械臂服務器沒有開啟，同學們不能進行實際的機械繪圖來驗證程序；其次，同學們只能觀察機械臂的外部結構形狀，但其內部具體結構不能進行觀察，因此提出建議：在老師的指導下對兩自由度機械臂進行簡單的拆裝，搞清楚每一部件的具體結構，工作原理及它們之間的相對位置關系等，同時希望老師進行適當的講解。

第二篇：機電一體化 機械臂部分總結

1機械臂設備的工作原理

研究所使用的機械臂設備是固高科技(深圳)有限公司自行研究、開發的一款高性能二自由度串聯機械臂系統(GP．8．200．sv)，它可進行簡單的二維圖形的繪制，機械臂實體圖如圖1所示。該機械臂采用交流伺服電機作為驅動源，通過行星齒輪減速器直接驅動兩個運動關節，與電機耦合的增量式光電編碼器對機械臂的兩個控制軸進行位置定位。該機械臂使用基于DSP的運動控制器作為底層實時控制設備，PC機作為上層的控制系統，整個機械臂系統的控制結構框圖如圖2所示。

始于原點的控制軸為關節1，與其相連接的為關節2。機械臂通過控制這2個關節的協調運動帶動安裝在關節2末端的繪筆完成繪圖任務。機械臂接收到繪制曲線的指令后，以當前位置的直角坐標為繪圖的起始點，根據所要繪制曲線的參數方程及繪制精度均勻取曲線上的H個點，獲得完成繪圖任務所需的H個目標位置，然后利用運動學反解公式，將這些目標點轉化為2個關節相對應的關節坐標，再將關節坐標系下的目標位置、最大速度、加速度等參數轉換成伺服驅動器能夠識別的脈沖量，輸入到運動控制器中驅動伺服電機運動。機械臂關節位置的反饋信息由增 量式光電編碼器獲得，先將所得到的脈沖量轉換為關節坐標值，再進行運動學正解，就可以得到當前機械臂繪筆位置的直角坐標。圖3二自由度機械臂在平面直角坐標系中的投影圖 根據圖3，直接應用平面幾何的知識，即可得到 關節2末端坐標的運動學正解與反解的公式㈣。

當機械臂的繪筆在畫紙上進行實際繪圖時，觀察到以下問題。首先，機械臂實際繪出的圖形與光電編碼器反饋數據還原后的圖形有較大差異，表明反饋信息并不能真實反映實際輸出，而這個偏差是由于電機與機械臂關節之間存在傳動部件的耦合松動。其次，機械臂的繪筆在不同的位置、沿不同的方向繪出的圖形也有比較明顯的差別，而這往往是因為關節轉動所固有的機械特性。此外，繪出的圖線有小鋸齒狀，不平滑，仔細觀察后發現，繪圖過程中機械臂有輕微的 抖動，這可能是由于關節運動速度過快等原因造成的。圖5就是機械臂在畫紙上繪制四葉玫瑰線的實際圖形。因為無法改變機械臂關節轉動過程中的機械特性，于是僅針對在一個確定的起始位置、沿一個確定的方向的繪圖過程進行補償，如果起始點更換到其他

位置，補償思想不變。當機械臂的關節l處于60。同時關節2處于80‘的位置時，關節2末端的繪筆剛好

位于繪圖板的中部，因此以下的研究均以這個位置作 為繪圖的起始位置。

圖5機械臂實際繪制的四葉玫瑰線

Fig．5 Four-leafrose practically drawn by robot ann 由于光電編碼器反饋回的數據與實際輸出有較

大差距，為獲得較好的實際結果，所以根據實測的間 隙值設定其補償量，對運動控制器的參考輸入進行修 正。以改進圖5為例，進行簡單的常數補償。四葉玫 瑰線的中心點坐標為‰，yo)，可以看到X

在圖5的基礎上進行補償后，機械臂已經能夠繪

制出比較準確的曲線，但其平滑度還不夠理想。下面 針對關節的運動速度進行分析，期望通過降低速度來 消除曲線上的抖動，以獲得更好的繪圖效果。機械臂 的控制軸按照梯形速度曲線模式運動，即運動關節從 當前位置點運動到下一個目標點的過程中經歷3個階 段，第l階段速度根據設定的加速度值從零加速到最 大速度，第2階段加速度為零，速度保持已達到的最 大速度運行，第3階段速度再按設定的負向加速度減 速到零．并且此時到達要求的目標位置。寫入運動控 制器的每一條指令都含有目標位置、最大速度和加速 度這3個參數。加速度在系統初始化時已設定。而最

1一一I 大速度被定義為V=—Iv-—1"01STEP TIME，其中內和p分別J。i 表示當前點位置和下一目標點位置，STEP TIME是時 間參數。很顯然，當圖形軌跡的離散點完全確定以后． STEP TIME就決定著最大速度的取值，其系統默認值 為0 000 8。增大STEP TIME．則2個關節的運動速 度會相應減小。圖6顯示了補償之后取STEP TIME= 0．001 1時的實際繪圖結果，可以看出．曲線形狀已經 比較標準，且抖動被消除。

第二章機械臂控制系統概述

2．1二自由度機械臂運動學分析

2．1．1機械臂工作空間分析

機械臂的工作空間定義為：機械臂正常運行時，機械臂末端連桿上的工具原點在空

間的最大范圍。工作空間一般是一塊或多塊空間體積，它們具有一定的邊界曲面，邊界 曲面上的點對應的操作機的位置和姿態稱為機械臂的奇異位形，與這些奇異位形對應的

機械臂的速度雅可比矩陣是奇異的。由于硬件設計上的限制，該二自由度機械臂的工作 空間被限制在如圖2—1所示的空問內，空間段近似為(弧AB+弧BCD+弧DE+直線EF+弧FPG +直線GA)所圍成的封閉平面，驗證實驗也必須限制在這個空間內完成。

篇15頁

第二章機械臂控制系統概述

2．1．2機械臂運動學解

機械臂通常具有兩種運動方式：關節空間運動和直角坐標運動。關節空間運動模式

是指機械臂的運動直接由各個關節的運動坐標來確定，所有關節變量構成一個關節矢量。所有關節矢量構成的空間稱為關節空間。所謂關節空間運動模式，就是直接操作各個關 節的運動來完成機器人的運動。直角坐標運動模式是指機械臂術端工具的位置和方位通 常是在直角坐標空間中描述。直角坐標空間運動模式通過指定機械臂術端工具在直角坐 標空間中的運動來完成機械臂操作任務。

機械臂的實際運行是通過對關節運動軸的伺服控制來實現的，也就是最終的機械臂 的控制是在關節坐標空間進行的，但是對操作者來說，直角坐標空間更容易讓人理解和 接受，操作者對機械臂的操作一般是在直角坐標空間中進行的，這樣就需要建立一種關 節坐標空間和直角坐標空間的對應關系。也就是說，如果已知機械臂各個關節的坐標參 數，就需要求解機械臂木端在直角坐標空間中的坐標；反過來如果已知機械臂末端在直 角坐標空間的坐標就需要求解各個運動關節的坐標參數。前一個問題稱為機械臂的運動 學正解，后一個問題稱機械臂的運動學反解。

設機械臂的關節坐標空問中的變量記為q；【ql，q2?，吼】，機械臂木端工具在直角坐標 空間中的坐標記為x—k，Y，z，0?】，關節變量和直角坐標空間坐標存在如下運動學約束：，@，口)一0(2．1)這是一個隱式方程。如果能夠從式(2．1)求解出： x一，(g)(2．2)即由關節坐標變量表示的直角坐標變量，這就是機械臂的運動學J下解。一般地，可以得 到機械臂運動學的惟一正解。如果能夠從式(2．1)求解出： q=g(x)(2．3)也就是已知機械臂末端工具的直角坐標參數，求解出對應關節坐標空間中的各個關節變 量，這就是運動學的反解。通常，難以得到解析的運動學反解，而且運動學反解一般不 是唯一的，實際應用中通常采用幾何機械臂的運動學解。1．二自由度機械臂運動學正解

已知：關節1連桿長度‘，關節變量為ql(關節控制軸l角度位置)；關節2連桿長 度L，關節變量為q，(關節控制軸2角度位置)。

第16頁

第二章機械臂控制系統概述

求解：關節連桿末端工具安裝點在直角坐標空間的坐標x=b，Y】。

運動學所研究的主要問題包括兩個方面：正向運動 學，即給定機器人各關節角度，計算機器人末端的 位置與姿態；逆向運動學，已知機器人末端的位置 與姿態，來計算機器人對應這個位置與姿態的全部 關節角，運動學方程是實現機器人運動控制的數學 基礎。

利用D．H方法對每一個連桿建立

坐標系如圖l所示，根據圖l所建立的坐標系，得到 各連桿的D—H參數和關節變量(表1)。各連桿之 間的齊次變換矩陣為，一般表達式為：

第三篇：機電一體化綜合訓練實習報告 第三站

機電一體化綜合訓練實習報告

機電一體化是將機械、電子與信息技術進行有機的結合，以實現工業產品和生產過程整體最優化的一種新技術。機電一體化是當今世界機械工業技術和產品發展的主要趨勢，也是我國機械工業發展的必由之路。

模塊化生產系統融機械、氣動、傳感、電氣及計算機技術于一體，提供機電一體化綜合訓練平臺，它既接近于工業生產實際設備，又便于學生實際操作訓練，其模塊式單元結構，提供了設計創新的平臺。

模塊化生產系統的實驗目的是熟悉機電一體化系統的基本結構要素，學習相關技術，提高實際能力，促發創新精神。

一、實習任務及要求

? 剖析模塊生產系統中各機械部分的工作原理及功能、機械結構和傳動方式，繪制工作原理圖、主要部件圖及其裝配圖，并在此基礎上加以改進。

? 剖析模塊生產系統的氣壓傳動過程，熟悉氣壓傳動的基本元件和回路，繪制各工作站氣壓傳動回路工作原理圖，在理論分析的基礎上能正確的選擇各組成元件；了解各種傳感器的基本結構、工作原理、特性及應用。

? 測試、分析模塊生產系統的電氣控制電路，繪制電路控制原理圖和電氣控制原理框圖。

? 運用可編程序控制器編程軟件，核對各站控制程序及控制端口，剖析原設計編程原理，論述控制過程。

? 運用可編程序控制器編程軟件，設計新的控制方式，編制新的控制程序并能實現 機構的合理運動。

? 剖析模塊生產系統的結構和控制程序，論述該設計的優缺點，提出新的設計方案。

二、實習內容

本次實習我們小組負責加工站，此站的工作是在接收前站的信息后，回轉臺將工件在四個工位間轉換，鉆孔單元打孔，檢測單元檢測被加工的工件正、次品，并產生成品或廢品信息，通知下站。

三、實習過程

我們第三小組成員先是共同完成了機械部分的內容，包括各個工作站的運動原理分析、機構運動簡圖的繪制、本站加工站的裝配圖及零件圖的繪制。之后分工完成了氣動、傳感器、PLC及電氣控制部分。其中我負責了氣動部分，包括了氣壓回路的原理分析及示意圖的繪制。

? 機械部分

系統的組成： 該模擬生產線是由獨立的六個工作站相互連接而成。由總線控制方式完成各站間的通信。這六個站分別為上料檢測站、搬運站、加工站、安裝站、安裝搬運站和分類站。這六個站連接成生產線后可完成工件類別的檢測、加工、搬運、安裝和分類將大工件按順序排好后提升傳送。1.上料檢測站

回轉上料臺將工件依次送到檢測工位 提升裝置將工件提升并檢測工件顏色 2.搬運站

將工件從上站搬運至下一站 3.加工站

用回轉臺將工件在四個工位間轉換 鉆孔單元打孔

檢測單元檢測正、次品 4.安裝站

選擇要安裝工件的料倉 將工件從料倉中推出 將工件安裝到位 5.安裝搬運站

正品：將上站正品工件拿起放入安裝工位

將安裝好工件拿起放下站

次品：將上站次品工件拿起放人堆放次品處 6.分類站

按工件類型分類 將工件推入庫房

原理說明：

上料檢測站將大工件按順序排好后提升傳送，搬運站將大工件從上料檢測站搬至加工站，加工站將大工件加工并檢測被加工的工件，產生成品或廢品信息，通知下站，安裝搬運站將成品送至安裝工位，安裝站再將小工件裝入大工件中，最后，由安裝搬運站再將安裝好的工件送至分類站，分類站將工件按類送入相應的料倉并統計工件的數量和總量，如加工站有廢品產生，則安裝搬運站將廢品直接送入廢品收料站。

各站連成一模擬生產線后，相互之間要進行通訊，把加工過程中所產生的數據如工件顏色、裝配信息、廢品信息等，送至下站。

本站的機構運動簡圖：

（其他站的機構運動圖及原理分析見目錄指示）

這是整個生產線的核心部分。用電機帶動回轉臺旋轉，將工件在四個工位間（工件在轉盤上的凹槽內）轉換。主要是給工件轉孔，檢測工件的質量（正品還是次品）。轉盤的轉動靠電磁感應器控制，檢測質量是通過光電傳感器進行的。在加工過程中主要由PLC控制，通過氣缸執行。

? 氣動部分

1)氣壓回路示意圖如下

2)氣壓回路過程的說明

壓縮氣體經過空氣過濾器過濾后,由三個三位四通電磁換向閥控制著活塞桿的水平、上下運動，從而帶動刀具、檢測傳感器和固定臂作往復運動。

其中換向閥是借助于閥心與閥體之間的相對位置變化，是閥體相連的各通道之間實現接通或斷開來改變流體流動方向的閥。本站使用的是三位四通電磁換向閥，它是利用電磁鐵吸力推動閥心來改變閥的工作位置。

3)氣壓回路的特點

氣壓系統的氣體壓力能由靜音氣體壓縮機提供，壓縮氣體經過儲氣罐和過濾器一系列的過濾除雜處理之后，分別到達不同的電磁換向閥。換向閥控制著氣體運動的方向，即壓力的方向，使氣缸的活塞向不同的方向伸出，從而使模擬生產線完成生產工作。氣壓傳動與液壓傳動一樣是一種傳動形式，也是一種能量轉換裝置，它利用壓縮空氣作為工作介質來實現能量的轉換、從而進行能量的傳遞和分配；與機械傳動相比，氣壓傳動有許多優點：

(1)氣壓傳動使用空氣作為工作介質，空氣可以從大氣中取之不盡，無介質供應困難和介質費用支出，用過的空氣可直接排人大氣而較少污染環境，因此可以簡化管路設備。

(2)氣壓傳動反應快，動作迅速，一般只需O．02～ 0．03 S就可以建立起需要的壓力和速度。

(3)空氣的粘度很小，在管道中流動時的壓力損失較小，故壓縮空氣便于集中供應和長距離輸送。

(4)空氣的性質受溫度的影響小。高溫下不會發生燃燒和爆炸，使用安全；溫度變化時，其粘度的變化極小，不會影響傳動性能。

(5)氣動元件維護使用方便，管路不易堵塞，也不存在介質變質、補充和更換等問題。

四、總結

在這次實習之前，機電一體化及模塊化生產系統對我來說是相當模糊的概念，理論與實際完全銜接不上。而當看到生產線模型的時候，我覺得那工作運行的過程雖然看似很簡單，但深入研究工作流水線后，各個環節都有其獨特的功能及要求，并且相互的有所聯系，它們的原理以及設計理念都是為了得到最終的產品。

首先熟悉了模塊生產系統的基本結構要素，進行實際參觀操作，掌握了模塊生產系統各部分的功能、結構、工作原理和設計方法將以前學習的機械理論知識加以運用，得到各個工作站的基本運動原理，并將其聯系起來，組成一個完整的生產線。接下來在分析我們小組負責的工作站的過程中，進行了機械的測繪、制圖，進一步熟悉和運用了以前學習的CAD制圖。最后對其各個部分進行了相關的知識查閱，獲得了氣動、傳感器、電氣控制和PLC技術等方面的新知識，有了更深的認識和理解，學會了其基本應用。通過這次實習，提高了我們的實際能力，同時也加強了我們的團隊合作精神。

五、展望

隨著現代科學技術的不斷發展，企業對于生產技術更加系統化的要求越來越高，機電一體化作為工業生產不可或缺的一部分，其重要性越來越突出，相關的機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的綜合運用的技術也必須不斷的提高。

而機械電子工程，這門實用性較強的學科，使得我這名該專業的學生，必須要在熟練掌握專業知識及其相關知識的基礎上，多將理論跟實際聯系起來，盡可能的參與實踐活動中，培養自己的實際工作能力，能夠具備分析電子設備和信息系統的基本能力，并逐步掌握初步的設計、管理能力。目前我們的實習機會不是很多，希望在以后的實習過程中，能夠不斷的培養相應的能力，能夠“吃深、吃透”，努力使自己成為一個有發展前景的專業人才。或許我們在機械設計能力上比不上機制的學生，在設備控制上比不上電氣的學生，但我們同樣有機會成為復合型人才，發揮我們的應能的作用。

機電一體化產業覆蓋面很廣，既要抓住傳統產業的電子信息技術改造，使機械與電子技術結合；又要在新產品設計之初，統一考慮機械與電子的融合，使生產出來的新產品真正做到機電一體化。應對一些技術含量低、污染大、耗能高的產品實施技術改造，替代為質量高、功能強、性能好、成本低的機電一體化產品，是傳統機械工業更有光明的發展前途。

第四篇：mechatronic(機電一體化)機械專業英語

Mechatronic

1.Introduction

Mechatronics is a design process that includes a combination of mechanical engineering, electronic engineering, material engineering, chemical engineering and industrial engineering.Mechatronics is a multidisciplinary field of engineering, that is to say, it rejects splitting engineering into separate disciplines.Nowadays, with the increasing of economy, Interdisciplinary research becomes an irreversible tendency.Which means mechatronic is facing unprecedented challenges.The old mechanics cannot catch the pace of new world, so they need to be changed.In order to stand steady from the competition, they must provide high value by being innovative during the process of transformation and upgrading.2.Mechatronic system application

Mechatronics are useful on so many fields, such as Machine vision, Automation and robotics, Servo-mechanics and so on.Mechatronic system apply to Machine vision(MV)

Mechatronic make the possibilities of MV, technology and methods used to provide imaging-based automatic inspection and analysis for such applications as automatic inspection, process control, and robot guidance in industry, came true.Mechatronic system apply to Automation and robotics

Imagine that just push some simple bottoms lightly can you control a huge, smart, intelligent robots.Is it only dreamed? No, it is reality.When mechatronic system applies to automation and robotics we can meet that easily.Mechatronic system apply to Servo-mechanics

Common type of servo provides position control.Servos are commonly electrical or partially electronic in nature, using an electric motor as the primary means of creating mechanical force.Other types of servos use hydraulics, pneumatics, or magnetic principles.Whatever type it is, it can be separate as feedback system, transducer system and control system.And all of it cannot be kept in functional order without mechatronic system engineering.3.Future challenges

Mechatronic products--products that blend mechanical, electrical and software technologies--have exploded far beyond such industries as high-tech, aerospace and consumer product goods.That means more and more product development teams that once may have been comprised of mechanical engineers and electrical engineers are now adding software to the mix.Multiple engineering disciplines are being challenged to work together in mechatronic product development, such as on this printed circuit board assembly created in PTC's Pro/Engineer.Additional challenges of mechatronic product development noted by PTC include MCAD changes not reaching electrical engineers quickly enough, ECAD designers working ahead of the mechanical engineer and failing to relay that information, and software development largely removed from the product development change management process.

第五篇：《機電一體化》綜合練習題

機電一體化 練習題

第一章 概論 名詞解釋

機電一體化技術：綜合應用了機械技術、微電子技術、信息處理技術、自動控制技術、檢測技術、電力電子技術、接口技術及系統總體技術等群體技術，以系統為出發點的最佳功能價值的系統工程技術。

填空：

在機電一體化中傳感器輸出電信號的參量形式可以分為:（電壓輸出）（電流輸出）（頻率輸出）三種形式。

選擇

在機電一體化系統中，通過傳感器檢測某一部位運動位移并進行反饋、間接控制目標運動的系統為（B）。A 開環系統 B 半閉環系統 C 閉環系統

在機電一體化系統中，通過傳感器直接檢測目標運動并進行反饋控制的系統為（C）。A 開環系統 B 半閉環系統 C 閉環系統

伺服控制系統一般包括控制器、被控對象、執行環節、比較環節和（D）等個五部分。

A 換向結構 B 轉換電路 C 存儲電路 D檢測環節

以下哪一項，不是工業三大要素（C）。A 物質 B 能量 C 資源 D 信息

把產品的設計、制造及其相關過程作為一個有機整體進行綜合協調的工作模式稱為（A）A 并行模式

B 快速響應設計模式 C 反求設計 D 綠色設計

PLC指的是（D）。A.機器人 B.計算機集成系統 C.脈寬調制 D.可編程邏輯控制器

第二章 機械系統部件的選擇與設計 填空：

滾珠絲桿中滾珠的循環方式：（內循環）（外循環）。

判斷：

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。（√）

問答：

滾珠絲杠副的軸向間隙對系統有何影響？如何處理？

答：如果滾珠螺旋副中有軸向間隙或在載荷作用下滾珠與滾道接觸處有彈性變形，則當螺桿反向轉動時，將產生空回誤差。為了消除空回誤差，在螺桿上裝配兩個螺母1和2，調整兩個螺母的軸向位置，使兩個螺母中的滾珠在承受載荷之前就以一定的壓力分別壓向螺桿螺紋滾道相反的側面，使其產生一定的變形，從而消除了軸向間隙，也提高了軸向剛度。常用的調整預緊方法有下列三種。墊片調隙式 螺紋調隙式 齒差調隙式

第三章 執行元件的選擇與設計 填空：

根據使用能量的不同，執行元件可劃分為（電動式）（液動式）（氣動式）等幾種類型。

微型計算機對步進電機進行控制有（串行）（并行）兩種方式。鍵盤的工作方式有（編程掃描方式）（定時掃描方式）（中斷掃描方式）三種。

選擇

1.步進電動機，又稱電脈沖馬達，是通過（B）決定轉角位移的一種伺服電動機。

A 脈沖的寬度 B 脈沖的數量 C 脈沖的相位 D 脈沖的占空比

簡單

1.簡述直流伺服電機兩種控制的基本原理。

答：直流伺服電動機的控制方式主要有兩種：一種是電樞電壓控制，即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；另一種是勵磁磁場控制，即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和輸出轉矩。采用電樞電壓控制方式時，由于定子磁場保持不變，其電樞電流可以達到額定值，相應的輸出轉矩也可以達到額定值，因而這種方式又被稱為恒轉矩調速方式。而采用勵磁磁場控制方式時，由于電動機在額定運行條件下磁場已接近飽和，因而只能通過減弱磁場的方法來改變電動機的轉速。由于電樞電流不允許超過額定值，因而隨著磁場的減弱，電動機轉速增加，但輸出轉矩下降，輸出功率保持不變，所以這種方式又被稱為恒功率調速方式。

2.簡述光電隔離電路的作用。

計算題：

1.三相變磁阻式步進電動機，轉子80個齒。

(1)要求電動機轉速為60r/min,單雙拍制通電，輸入脈沖頻率為多少?(2)要求電動機轉速為100r/min，單拍制通電，輸入脈沖頻率為多少? 2.三相交流感應電動機，電源頻率50Hz，空載轉速為1450r/min。(1)該電動機為幾極，空載轉差率是多少?(2)堵轉時定子、轉子繞組電勢頻率各為多少?(3)空載時，定子、轉子繞組電勢頻率各為 解：1.1)K=2;M=3, Z=80;α=360/2*3*80=0.75o

f=480Hz 2)K=1;M=3, Z=80;α=360/1*3*80=1.5o

f=400Hz 2.三相交流感應電動機，電源頻率50Hz，空載轉速為1450r/min。(1)4極，空載轉差率n=(1500-1450)/1500=3.3%(2)50Hz(3)50Hz 16.5 Hz

第四章 微機控制系統的選擇及接口設計 填空：

程序設計語言分為（機器語言）、（匯編語言）、（高級語言）三大類。在計算機和外部交換信息中，按數據傳輸方式可分為 ： 串行 通信和 并行 通信。

選擇：

其指令用“0”“1”符號所組成的代碼表示，能夠直接解釋與執行的指令體系是（A）。A 機器語言 B 匯編語言 C 高級語言

下列哪個引腳，是8086的時鐘輸入信號（D）。A ALE B RESET C INTR D CLK

下列哪種單片機產品，使用時必須配置外部的程序存儲器（C）。A 8051 B 8751 C 8031

七段LED顯示塊中通常有（C）個發光二極管。A 4 B 7 C 8

判斷：

ROM是能夠將程序和數據讀出和寫入的存儲器。（錯誤）

8086/8088CPU的最小工作模式允許系統中包括兩個或多個微處理器一起工作。（錯誤）

8087是一種專用于數值運算的處理器。（正確）

問答題：

簡述機電一體化系統對檢測傳感器的基本要求？ 傳感器的選用原則及注意事項？

第五章 問答：

1.在對傳統機械加工機床進行機電一體化改造之前，首先要選擇機床的哪些性能指標？

2.在對傳統機械加工機床進行機電一體化改造之前，對進給系統必須作怎樣的設計計算？

第六章 填空：

工業機器人按照坐標形式可分為（直角坐標型）（圓柱坐標型）（極坐標型）（SCARA型）（多關節型）五類。

問答：

工業機器人的主要性能指標有哪些？

答：握取重量、運動速度、自由度、定位精度和程序編制與存儲容量。