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文檔簡(jiǎn)介
1、簡(jiǎn)答題1、試簡(jiǎn)述光電式轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量原理答:光電式轉(zhuǎn)速傳感器是一種角位移傳感器,由裝在被測(cè)軸(或與被測(cè)軸相連接的輸入軸)上的帶縫隙圓盤(pán)、光源、光電器件和指示縫隙盤(pán)組成。光源發(fā)生的光通過(guò)縫隙圓盤(pán)和指示縫隙照射到光電器件上。當(dāng)縫隙圓盤(pán)隨被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于圓盤(pán)上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同,因此圓盤(pán)每轉(zhuǎn)一周,光電器件輸出與圓盤(pán)縫隙數(shù)相等的電脈沖,根據(jù)測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)N,則可測(cè)出轉(zhuǎn)速為n 60 nZt 式中Z 圓盤(pán)上的縫隙數(shù);n 轉(zhuǎn)速(r/min); t測(cè)量時(shí)間(s)2、試述可編程控制器的工作原理答:可編程控制器有兩種基本的工作狀態(tài),即運(yùn)行( RUN和停止(STOP狀態(tài)。不管是在哪種狀態(tài),P
2、LC都是反復(fù)不斷地重復(fù)進(jìn)行,直至 PLC停機(jī)。在每次循環(huán)中,若處于運(yùn)行( RUN狀態(tài),可編程控制器完成 5個(gè)階斷,如圖所示。若處于停止( STOP狀態(tài),PLC也要循環(huán)進(jìn)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)。3、柔性制造系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有哪些?答:(1)柔性高,適應(yīng)多品種中小批量生產(chǎn);(2)系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)床工藝能力上是相互補(bǔ)充和相互替代的;(3)可混流加工不同的零件;(4)系統(tǒng)局部調(diào)整或維修不中斷整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作;(5)多層計(jì)算機(jī)控制,可以和上層計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng);(6)可進(jìn)行三班無(wú)人干預(yù)生產(chǎn)。4、為什么采用機(jī)電一體化技術(shù)可以提高系統(tǒng)的精度?答:機(jī)電一體化技術(shù)使機(jī)械傳動(dòng)部分減少,因而使機(jī)械磨損,配合間隙及受力變形等所引起的誤差
3、大大減少,同時(shí)由于采用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè),控制,補(bǔ)償和校正因各種干擾因素造成的誤差,從而提高精度。5、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)有哪些影響?答:轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大使機(jī)械負(fù)載增加,功率消耗大;使系統(tǒng)相應(yīng)速度變慢,降低靈敏度;使系統(tǒng)固有頻率下降,容易產(chǎn)生諧振。6、簡(jiǎn)述A/D D/A接口的功能。答:A/D接口的功能是將溫度、壓力等物理量經(jīng)傳感器變成的電壓、電流等信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。D/A接口是將二進(jìn)制數(shù)字量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。7、機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成要素有哪些?答:一個(gè)較完整的機(jī)電一體化控制系統(tǒng),包括以下幾個(gè)基本要素:機(jī)械本體、動(dòng)力源、傳感裝置、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制器等,各要素和環(huán)節(jié)之間通過(guò)接口相聯(lián)系。8、測(cè)試傳感
4、部分的作用答:測(cè)試傳感部分的作用:對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè),傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)分析處理后產(chǎn)生控制信息。9、傳感器是如何分類(lèi)的?答:傳感器的分類(lèi)方法有如下幾種:按用途、工作原理、變換原理、輸出信號(hào)性質(zhì)分類(lèi)。10、簡(jiǎn)述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的組成。答:步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路由脈沖信號(hào)發(fā)生器、分頻器、脈沖分配器和脈沖放大器組成。11、簡(jiǎn)述直流伺服電機(jī)兩種控制方式的特點(diǎn)。答:直流伺服電動(dòng)機(jī)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(chǎng)不變的情況下,通過(guò)控 制施加在電樞繞組兩端的電壓信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩;另一種是勵(lì)磁磁場(chǎng)控制,即通過(guò)改變 勵(lì)磁電流的大小
5、來(lái)改變定子磁場(chǎng)強(qiáng)度,從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。采用電樞電壓控制方式時(shí),由 于定子磁場(chǎng)保持不變,其電樞電流可以達(dá)到額定值,相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩也可以達(dá)到額定值,因而這種方式又 被稱(chēng)為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。而采用勵(lì)磁磁場(chǎng)控制方式時(shí),由于電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行條件下磁場(chǎng)已接近飽和,因而只能通過(guò)減弱磁場(chǎng)的方法來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于電樞電流不允許超過(guò)額定值,因而隨著磁場(chǎng)的減弱,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加,但輸出轉(zhuǎn)矩下降,輸出功率保持不變,所以這種方式又被稱(chēng)為恒功率調(diào)速方式。12、為什么說(shuō)接觸器自鎖線(xiàn)路具有欠壓和失壓的保護(hù)作用?答:當(dāng)失壓和欠壓時(shí),接觸器線(xiàn)圈的電磁吸引力消失或不足,接觸器觸點(diǎn)釋放,斷開(kāi)控制線(xiàn)路,從而使電 動(dòng)機(jī)主
6、電路斷開(kāi)。13、簡(jiǎn)述PLC系統(tǒng)與繼電器接觸器控制系統(tǒng)的區(qū)別。答:1)控制方式:繼電器控制系統(tǒng)的控制是采用硬件接線(xiàn)實(shí)現(xiàn)的,是利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)極延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合形成控制邏輯,只能完成既定的邏輯控制。PLC控制系統(tǒng)采用存儲(chǔ)邏輯,其控制邏輯是以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中,要改變控制邏輯,只需改變程序即可,稱(chēng)軟接線(xiàn)。2)工作方式:繼電器控制系統(tǒng)采用并行的工作方式,PLC控制系統(tǒng)采用串行工作方式。3)控制速度:繼電器控制系統(tǒng)控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制,工作頻率低,毫秒級(jí),機(jī)械觸點(diǎn)有抖動(dòng)現(xiàn)象。PLC控制系統(tǒng)是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制,速度快,微秒級(jí),嚴(yán)格同步,無(wú)抖動(dòng)。4
7、)定時(shí)與計(jì)數(shù)控制:繼電器控制系統(tǒng)是靠時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制,而時(shí)間繼電器定時(shí)精度不高,受環(huán)境影響大,調(diào)整時(shí)間 困難。繼電器控制系統(tǒng)不具備計(jì)數(shù)功能。PLC控制系統(tǒng)用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器,時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生,精度高,調(diào)整時(shí)間方便,不受環(huán)境影響。另外PLC系統(tǒng)具備計(jì)數(shù)功能。5)可靠性和維護(hù)性:繼電器控制系統(tǒng)可靠性較差,線(xiàn)路復(fù)雜,維護(hù)工作量大,PLC控制系統(tǒng)可靠性較高,外部線(xiàn)路簡(jiǎn)單,維護(hù)工作量小。14、PLC交流開(kāi)關(guān)量輸入模塊和直流開(kāi)關(guān)量輸入模塊分別適用什么場(chǎng)合?答:由于交流輸入模塊電路中增加了限流、濾波和整流三個(gè)環(huán)節(jié),因此,輸入信號(hào)的延遲時(shí)間要比直流輸 入電路的要長(zhǎng),但由于其輸入端
8、是高電壓,因此輸入信號(hào)的可靠性要比直流輸入電路要高。一般來(lái)說(shuō),交 流輸入方式用于有油霧、粉塵等惡劣環(huán)境,對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合,而直流輸入模塊用于環(huán)境較好, 電磁干擾輕,對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)要求較高的場(chǎng)合。15、PLC開(kāi)關(guān)量輸出模塊有哪幾種類(lèi)型?各能驅(qū)動(dòng)何種負(fù)載?答:PLC的輸出模塊有三種:繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。繼電器輸出型既可用于交流輸出,也用于直流輸出。晶體管輸出型用于直流輸出。雙向晶閘管輸出型用于控制外部交流負(fù)載16、PWM永寬調(diào)速原理。答:PW罐英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫(xiě),按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度,以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。
9、17、控制系統(tǒng)接地的目的。答:將電路、設(shè)備機(jī)殼等與作為零電位的一個(gè)公共參考點(diǎn)(大地)實(shí)現(xiàn)低阻抗的連接,稱(chēng)之謂接地。接地的目的有兩個(gè):一是為了安全,例如把電子設(shè)備的機(jī)殼、機(jī)座等與大地相接,當(dāng)設(shè)備中存在漏電時(shí),不致影響人身安全,稱(chēng)為安全接地;二是為了給系統(tǒng)提供一個(gè)基準(zhǔn)電位,例如脈沖數(shù)字電路的零電位點(diǎn)等,或?yàn)榱艘种聘蓴_,如屏蔽接地等。稱(chēng)為工作接地。工作接地包括一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地兩種方式。18、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指標(biāo)主要包括哪些方面?答:主要包括系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、使用條件、經(jīng)濟(jì)效益。19、機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)有哪些?答:機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)有:機(jī)械技術(shù),計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù),系統(tǒng)技術(shù),白動(dòng)控制技術(shù),傳
10、感器測(cè)試技術(shù)和伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)。20、簡(jiǎn)述機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,詳細(xì)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。答:詳細(xì)設(shè)計(jì)主要包括:系統(tǒng)總體設(shè)計(jì);業(yè)務(wù)的分組;機(jī)械本體及工具設(shè)計(jì);控制系統(tǒng)設(shè)計(jì);程序設(shè)計(jì);后備系統(tǒng)設(shè)計(jì);完成詳細(xì)設(shè)計(jì)書(shū)及制造圖樣;產(chǎn)品出廠及使用文件的設(shè)計(jì)。21、機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)有哪些要求?答:機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的要求有:精度;穩(wěn)定性;快速響應(yīng)性;還應(yīng)滿(mǎn)足小型、輕量、高速、 低沖擊振動(dòng)、低噪聲和高可靠性。22、S7-200 PLC有哪些硬件資源,如何對(duì)他們尋址?答:S7-200 PLC的硬件資源包括輸入輸出映像寄存器區(qū)(I/Q)、標(biāo)志位存儲(chǔ)器區(qū)(M)、特殊標(biāo)志位存儲(chǔ)器 區(qū)(SM、定時(shí)器存儲(chǔ)器
11、區(qū)(T)、計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)器區(qū)(C)、順序控制標(biāo)志位區(qū)(S)、變量存儲(chǔ)器區(qū)(V)、局部 存儲(chǔ)器區(qū)(L)、累加器(AQ /高速計(jì)數(shù)器(H。、模擬量輸入輸出寄存器(AI/AQ)等,S7-200 PLC的尋 址方式有立即數(shù)尋址、直接尋址和間接尋址三大類(lèi)。23、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中,如何用軟件進(jìn)行干擾的防護(hù)。答:軟件濾波用軟件來(lái)識(shí)別有用信號(hào)和干擾信號(hào),并濾除干擾信號(hào)的方法,稱(chēng)為軟件濾波軟件“陷井”軟件“看門(mén)狗” (WATCHDO瞅是用硬件(或軟件)的辦法要求使用監(jiān)控定時(shí)器定時(shí)檢查某段程序或接口,當(dāng)超過(guò)一定時(shí)間系統(tǒng)沒(méi)有檢查這段程序或接口時(shí),可以認(rèn)定系統(tǒng)運(yùn)行出錯(cuò)(干擾發(fā)生),可通過(guò)軟件進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位或按事先預(yù)定方式運(yùn)
12、行。24、滾珠絲杠副的軸向間隙對(duì)系統(tǒng)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(dāng)螺桿反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),將產(chǎn)生空回誤差。為了消除空回誤差,在螺桿上裝配兩個(gè)螺母1和2,調(diào)整兩個(gè)螺母的軸向位置,使兩個(gè)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(cè)面,使其產(chǎn)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(diào)整預(yù)緊方法有下列三種。 墊片調(diào)隙式 螺紋調(diào)隙式 齒 差調(diào)隙式25、機(jī)電一體化系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)接口電路通常使用光電藕合器,光電藕合器的 作用有哪些?答:1)能保護(hù)系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害,防止高壓對(duì)低壓信號(hào)系統(tǒng)的損壞。(2
13、)泄漏電流低,對(duì)于測(cè)量放大器的輸入端無(wú)須提供偏流返回通路。(3)共模抑制比高,能對(duì)直流和低頻信號(hào)(電壓或電流)進(jìn)行準(zhǔn)確、安全的測(cè)量。利用光電耦合方式實(shí)現(xiàn)載波調(diào)制,可獲得 10kHz帶寬,但其隔離性能不如變壓器耦合。26、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?答:由于任何一種 A/D轉(zhuǎn)換器都需要有一定時(shí)間來(lái)完成量化及編碼操作,因此,在轉(zhuǎn)換過(guò)程中,模擬量不能發(fā)生變化,否則,將直接影響轉(zhuǎn)換精度。采樣 /保持器(SamPLE/Hold)就是使在A/D轉(zhuǎn)換時(shí),保證輸入A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量不發(fā)生變化。模擬輸入通道中不一定非得采用采樣保持器。當(dāng)輸入的模擬
14、量信號(hào)變化緩慢時(shí),也可省去采樣/保持器。27、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是什么電機(jī)?它的驅(qū)動(dòng)電路的功能是什么?答:步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)電脈沖馬達(dá),是通過(guò)脈沖數(shù)量決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動(dòng)機(jī),成本較低,易于采用計(jì)算機(jī)控制,且比直流 交流電動(dòng)機(jī)組成的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)精度高,因而被廣泛應(yīng)用于開(kāi)環(huán)控制的伺服系統(tǒng)中。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路實(shí)際上是一個(gè)功率開(kāi)關(guān)電路,為使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能輸出足夠的轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作,提供的足夠功率的控制信號(hào)。28、伺服控制系統(tǒng)一般包括哪幾個(gè)部分?每部分能實(shí)現(xiàn)何種功能?答:伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對(duì)象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、檢測(cè)環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)等個(gè)五部分。比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號(hào)與系統(tǒng)的反饋信號(hào)進(jìn)行比較,以獲得輸
15、出與輸入間的偏差信號(hào),通常由專(zhuān)門(mén)的電路或計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn);控制器通常是計(jì)算機(jī)或PID控制電路;其主要任務(wù)是對(duì)比較元件輸出的偏差信號(hào)進(jìn)行變換處理,以控制執(zhí)行元件按要求動(dòng)作;執(zhí)行元件按控制信號(hào)的要求,將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象工作,機(jī)電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般指各種電機(jī)或液壓、氣動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)等。被控對(duì)象是指被控制的機(jī)構(gòu)或裝置,是直接完成系統(tǒng)目的的主體,一般包括傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行裝置和負(fù)載;檢測(cè)環(huán)節(jié)指能夠?qū)敵鲞M(jìn)行測(cè)量,并轉(zhuǎn)換成比較環(huán)節(jié)所需要的量綱的裝置,一般包括傳感器和轉(zhuǎn)換電路。29、機(jī)電一體化系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)接口電路通常使用光電耦合器,光電耦合器的 作用有哪些?答:(1)能保護(hù)系統(tǒng)元
16、件不受高共模電壓的損害,防止高壓對(duì)低壓信號(hào)系統(tǒng)的損壞。(2)泄漏電流低,對(duì)于測(cè)量放大器的輸入端無(wú)須提供偏流返回通路。(3)共模抑制比高,能對(duì)直流和低頻信號(hào) (電壓或電流)進(jìn)行準(zhǔn)確、安全的測(cè)量。30、什么是三相六拍通電方式?答:如果步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電循環(huán)的各拍中交替出現(xiàn)單、雙相通電狀態(tài),這種通電方式稱(chēng)為單雙相輪流通電方式。如 A ABt Bt BCtC t CAt 31、簡(jiǎn)述香農(nóng)采樣定理。答:采樣頻率大于2倍的信號(hào)頻率,才能正確復(fù)現(xiàn)原信號(hào)。32、什么叫傳感器?它是由哪幾部分組成的?答:傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的,便于應(yīng)用的某種物理量的測(cè)量裝置。敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基
17、本電路。33、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用驅(qū)動(dòng)電路中功率放大電路有哪幾種類(lèi)型?答:?jiǎn)坞妷?、雙電壓、斬波恒流、恒流源34、簡(jiǎn)述一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成要素。答:1)機(jī)械本體2)動(dòng)力與驅(qū)動(dòng);3)傳感測(cè)t部分;4)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5 )控制及信息處理單元35、直齒圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中消除齒側(cè)隙的常用方法?答:1)、偏心軸套調(diào)整法 2 )、雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法36、簡(jiǎn)述機(jī)電一體化對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的基本要求及機(jī)械系統(tǒng)的組成。答:對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的基本要求:高精度;快速響應(yīng);良好的穩(wěn)定性。機(jī)械系統(tǒng)的組成:傳動(dòng)機(jī)構(gòu);導(dǎo)向機(jī)構(gòu);執(zhí)行機(jī)構(gòu)。37、簡(jiǎn)述在微機(jī)控制系統(tǒng)中I/O控制方式及I/O接口的編址方式。答:程序控制方式、中斷控制方式、直
18、接存儲(chǔ)器存取方式。獨(dú)立編址;與儲(chǔ)存器統(tǒng)一編址。38、簡(jiǎn)述伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。答:1)比較環(huán)節(jié);2)控制器;3)執(zhí)行環(huán)節(jié);4)被控對(duì)象;5)檢測(cè)環(huán)節(jié)。39、DAC0832t哪三種輸入工作方式?有哪二種輸出工作方式?答:輸入工作方式:(1)直通方式 (2)單緩沖方式(3)雙緩沖方式輸出工作方式:(1)單極性輸出(2)雙極性輸出40、有一脈沖電源,通過(guò)環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進(jìn)電機(jī)定 子勵(lì)磁繞組,測(cè)得步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 100r/min ,已知轉(zhuǎn)子有24個(gè)齒,求:答:1)步進(jìn)電機(jī)的步距角; 1) K=2; M=5, Z=24; a =360/2*5*24=1.5 o2 )脈沖電源的頻率:
19、f=400Hz41、測(cè)量某加熱爐溫度范圍為1001124C ,線(xiàn)性溫度變送器輸出05V,用ADC0809 轉(zhuǎn)換器輸入到微機(jī)控制系統(tǒng)中,試求測(cè)量該溫度環(huán)境的分辨率和精度。答:4 C ; +2 C。42、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)電路有哪幾種類(lèi)型?答:?jiǎn)坞娫打?qū)動(dòng)電路雙電源驅(qū)動(dòng)電路斬波限流驅(qū)動(dòng)電路43、什么是步進(jìn)電機(jī)的使用特性?答:步距誤差步距誤差直接影響執(zhí)行部件的定位精度。最大靜轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在某相始終通電而處于靜止不動(dòng)狀態(tài)時(shí),所能承受的最大外加轉(zhuǎn)矩,亦即所能輸出的最大電磁轉(zhuǎn)矩,它反映了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)能力和低速步進(jìn)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載能力。啟動(dòng)矩一頻特性空載時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止突然啟動(dòng),并不失步地進(jìn)入穩(wěn)速運(yùn)
20、行所允許的最高頻率稱(chēng)為最高啟動(dòng)頻率。啟動(dòng)頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩有關(guān)。運(yùn)行矩頻特性步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)所能接受的最高頻率稱(chēng)為最高工作頻率,它與步距角一起決定執(zhí)行部件的最大運(yùn)行速度。最大相電壓和最大相電流分別是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每相繞組所允許施加的最大電源電壓和流過(guò)的最大電流。44、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些方面?答:應(yīng)包括系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、使用條件、經(jīng)濟(jì)效益。45、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中,電動(dòng)機(jī)通過(guò)絲杠螺母帶動(dòng)執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng):已知:步距角9 ,脈沖數(shù) N ,頻率f ,絲杠導(dǎo)程p ,試求執(zhí)行部件:答:位移量 L= ( 9 p/360 ° )N移動(dòng)速度 V=( 9 p/360 ° )
21、f46、測(cè)量某加熱爐溫度范圍為1001124C,線(xiàn)性溫度變送器輸出05V,用ADC0809轉(zhuǎn)換器輸入到微機(jī)控制系統(tǒng)中,試求測(cè)量該溫度環(huán)境的分辨率和精度。答:4 c ; +2 C。47、什么叫傳感器?傳感器的功用是什么?它是由哪幾部分組成的?各部分的作用及相互關(guān)系如何?答:傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的,便于應(yīng)用的某種物理量的測(cè)量裝置。傳感器的功用是:一感二傳。組成:傳感器一般是由敏感元件、傳感元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成。敏感元件:直接可以感受被測(cè)量的變化,并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的元件。轉(zhuǎn)換元件:敏感元件的輸出就是轉(zhuǎn)換元件的輸入,它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量?;巨D(zhuǎn)換電路
22、:上述的電路參量進(jìn)入基本轉(zhuǎn)換電路中,就可以轉(zhuǎn)換成電量輸出。傳感器只完成被測(cè)參數(shù)到電量的基本轉(zhuǎn)換。48、試簡(jiǎn)述采樣/保持器原理。答:采樣/保持由存儲(chǔ)電容C,模擬開(kāi)關(guān)S等組成,如圖所示。當(dāng) S接通時(shí),輸出信號(hào)跟蹤輸入信號(hào),稱(chēng)采樣階段。當(dāng)S斷開(kāi)時(shí),電容C二端一直保持?jǐn)嚅_(kāi)的電壓,稱(chēng)保持階段。由此構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單采樣/保持器。實(shí)際上為使采樣/保持器具有足夠的精度,一般在輸入級(jí)和輸出級(jí)均采用緩沖器,以減少信號(hào)源的輸出阻抗,增加負(fù)載的輸入阻抗。在電容選擇時(shí),使其大小適宜,以保證其時(shí)間常數(shù)適中,并選用漏泄小的電容。49、工業(yè)控制用的計(jì)算機(jī)主要有哪幾種類(lèi)型,它們分別適用于哪些場(chǎng)合?答:工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)主要有單片微型
23、計(jì)算機(jī)、可編程序控制器(PL。、總線(xiàn)工控機(jī)等類(lèi)型。根據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)的大小和控制參數(shù)的復(fù)雜程度,選用不同的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)或可編程控制器主要用于,控制量為開(kāi)關(guān)量和少量數(shù)據(jù)信息的模擬量的小系統(tǒng)。對(duì)于數(shù)據(jù)處理量大的系統(tǒng),則往往采用基于各類(lèi)總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的工控機(jī),如STD總線(xiàn)工控機(jī)、舊M-PC總線(xiàn)工控機(jī)、Multibus工控機(jī)等。對(duì)于多層次、復(fù)雜的機(jī)電一體化系統(tǒng),則要采用分級(jí)分步式控制系統(tǒng),在這種控制系統(tǒng)中,根據(jù)各級(jí)及控制對(duì)象的特點(diǎn),可分別采用單片機(jī)、可編程控制器、總線(xiàn)工控機(jī)和微型機(jī)來(lái)分別完成不同的功能。名詞解釋1、FMS 柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System )是由
24、兩臺(tái)或兩臺(tái)以上加工中心或數(shù)控機(jī)床組成,并在加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)物料流和信息流的自動(dòng)化,其基本組成部分有:自動(dòng)化加工設(shè)備,工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng),刀具儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng),多層計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等。2、I/O 接口 : I/O接口電路也簡(jiǎn)稱(chēng)接口電路。它是主機(jī)和外圍設(shè)備之間交換信息的連接部3、I/O 通道:I/O通道也稱(chēng)為過(guò)程通道。它是計(jì)算機(jī)和控制對(duì)象之間信息傳送和變換的連接通道。4、MPS系統(tǒng):模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)(Modular Production System )簡(jiǎn)稱(chēng)MPS系統(tǒng),它是德國(guó)FESTO公司結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)的特點(diǎn)研制開(kāi)發(fā)的模擬自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程,集機(jī)械、電子、傳感器、氣動(dòng)、通信為一體的 高度集成的機(jī)電一體化裝置
25、5、PLC 可編程控制器(Programmable Logical Controller )簡(jiǎn)稱(chēng)PLC.是一種在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái),并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心,把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置,廣泛應(yīng)用在各種生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制中。6、SPWM SPW腿指脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWK形。7、閉環(huán)控制系統(tǒng):閉環(huán)控制系統(tǒng)是指具有反饋的控制系統(tǒng)。變頻器:變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置,能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因素以及過(guò)流/過(guò)壓/過(guò)載保護(hù)等
26、功能。8、變頻調(diào)速:采用改變電機(jī)通電頻率的方式來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速的調(diào)速方式9、狽。量:是人們借助于專(zhuān)門(mén)的設(shè)備,通過(guò)一定的方法對(duì)被測(cè)對(duì)象收集信息,取得數(shù)據(jù)概念的過(guò)程。10、傳感器:傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的,便于應(yīng)用的某種 物理量的測(cè)量裝置。11、串行通信 :串行通信是數(shù)據(jù)按位進(jìn)行傳送的。在傳輸過(guò)程中,每一位數(shù)據(jù)都占據(jù)一個(gè)固定的時(shí) 間長(zhǎng)度,一位一位的串行傳送和接收。串行通信又分為全雙工方式和半雙工方式、同步方式和異步方式。12、單片機(jī):它是把組成微機(jī)的 CPU存彳if器I/O接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等制作在一塊集成芯片 上構(gòu)成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)。13、動(dòng)態(tài)誤差:動(dòng)態(tài)
27、誤差在被測(cè)量隨時(shí)間變化過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量時(shí)所產(chǎn)生的附加誤差稱(chēng)為動(dòng)態(tài)誤差。14、感應(yīng)同步器:感應(yīng)同步器是一種應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制造的高精度檢測(cè)元件,有直線(xiàn)和圓盤(pán)式兩 種,分別用作檢測(cè)直線(xiàn)位移和轉(zhuǎn)角。15、機(jī)電一體化:機(jī)電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用了機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等群體技術(shù),以系統(tǒng)為出發(fā)點(diǎn)的最佳功能價(jià)值的 系統(tǒng)工程技術(shù)。16、靈敏度:指在穩(wěn)態(tài)下,輸出的變化量 丫與輸入的變化量 X的比值。即為傳感器靈敏度。S=dy/dx= AY/AX17、敏感元件: 是直接可以感受被測(cè)量的變化,并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的元件。18、逆變器:逆變器是
28、將直流電變成交流電的電路。19、人機(jī)接口:人機(jī)接口( HMI)是操作者與機(jī)電系統(tǒng)(主要是控制微機(jī))之間進(jìn)行信息交換的接口, 主要完成輸入和輸出兩方面的工作。20、柔性制造系統(tǒng):柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System)是由兩臺(tái)或兩臺(tái)以上加工中心或數(shù)控機(jī)床組成,并在加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)物料流和信息流的自動(dòng)化。21、三相六拍通電方式: 如果步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電循環(huán)的各拍中交替出現(xiàn)單、雙相通電狀態(tài),這種通電方式稱(chēng)為單雙相輪流通電方式。如 A AB t Bt BCtC CAt22、伺服電動(dòng)機(jī): 伺服電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)控制電機(jī),其起動(dòng)停止、轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)角隨輸入電壓信號(hào)的大小及相位的改變而
29、改變。輸入的電壓信號(hào)又稱(chēng)控制信號(hào)或控制電壓,改變控制信號(hào)可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向,驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)完成所要求的各種動(dòng)作。23、伺月艮控制:伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作,從而獲得精確的位置、速度 及動(dòng)力輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)。24、伺月艮控制系統(tǒng): 一種能夠跟蹤輸入的指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作,從而獲得精確的位置、速度及動(dòng)力輸 出的自動(dòng)控制系統(tǒng)。25、通信協(xié)議:通信協(xié)議是指通信雙方就如何交換信息所建立的一些規(guī)定和過(guò)程,包括邏輯電平的定義、應(yīng)用何種物理傳輸介質(zhì)、數(shù)據(jù)幀的格式、通信站地址的確定、數(shù)據(jù)傳輸方式等。26、系統(tǒng)精度:指輸出量復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)要求的精確程度;27、線(xiàn)T生度:所謂傳感器的線(xiàn)性度
30、就是其輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線(xiàn)偏離直線(xiàn)的程度。又稱(chēng)為非線(xiàn)性誤差。28、響應(yīng)特性:指的是輸出量跟隨輸入指令變化的反應(yīng)速度,決定了系統(tǒng)的工作效率。29、壓電效應(yīng):某些電介質(zhì),當(dāng)沿著一定的方向?qū)λ┘恿Χ顾a(chǎn)生變形時(shí),內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象,同時(shí)在它的兩個(gè)表面上將產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后,它又重新恢復(fù)到不帶電的狀態(tài),這種 現(xiàn)象被稱(chēng)為壓電效應(yīng)。30、直接存儲(chǔ)器存?。―MA :硬件在外設(shè)與內(nèi)存間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換(dma而不通過(guò)cpu綜合題1、某光柵傳感器,刻線(xiàn)數(shù)為100線(xiàn)/mm設(shè)細(xì)分時(shí)測(cè)得莫爾條紋數(shù)為400,試計(jì)算光柵位移是多少毫米?若經(jīng)四倍細(xì)分后, 記數(shù)脈沖仍為400,則光柵此時(shí)的 位
31、移是多少?測(cè)量分辨率是多少?解:100: 1=400: x x=4 mm四細(xì)分:400: 1=400: x x=1mm分辨率:1 + 400=2.5( gm)2、若12位A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓是±2 .5V ,試求出其采樣量化單位q。若輸入信號(hào)為1V,問(wèn)轉(zhuǎn)換后的輸出數(shù)據(jù)值是多少。解: q=f max-fm./2i =5/212=0.00122 n=3.5/0.00122=28692869化為二進(jìn)制為 1011001101013、分析下圖調(diào)整齒側(cè)間隙的原理1、4錐齒輪2、3鍵5壓簧6 螺母7 軸2、周向彈簧調(diào)整法解:在錐齒輪4的傳動(dòng)軸7上裝有壓簧5,其軸向力大小由螺母 6調(diào)節(jié)。錐齒輪4
32、在壓簧5的作用下可軸向移動(dòng),從而消除了其與嚙合的錐齒輪1之間的齒側(cè)間隙。4、分析下圖差動(dòng)螺旋彳動(dòng)原理,設(shè)螺桿 3左、右兩段螺紋的旋向相同,且導(dǎo)程分別為Ph1和Ph2。2為可動(dòng)螺母解:當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)角時(shí),可動(dòng)螺母2的移動(dòng)距離為12" (PhlPh2)如果Phi與Ph2相差很小,則L很小。因此差動(dòng)螺旋常用于各種微動(dòng)裝置中。若螺桿3左、右兩段螺紋的旋向相反,則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)角時(shí),可動(dòng)螺母2的移動(dòng)距離為12( R1Ph2)可見(jiàn),此時(shí)差動(dòng)螺旋變成快速移動(dòng)螺旋,即螺母2相對(duì)螺母1快速趨近或離開(kāi)。這種螺旋裝置用于要求快速夾緊的夾具或鎖緊裝置中。5、已知數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)如圖所示,試說(shuō)明圖中的各個(gè)部分屬于機(jī)電
33、一體化系統(tǒng)巾的哪一個(gè)基本要素?解:圖中各部可分為:控制及信息處理單元:鍵盤(pán)、計(jì)算機(jī)、顯示; (2)測(cè)試傳感部分:光電編碼器、信號(hào)處理;(3)能源:電源;(4)驅(qū)動(dòng)部分:功放、電機(jī);(5)執(zhí)行機(jī)構(gòu):聯(lián)軸器、齒輪減速器、絲杠螺母機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)6、試分析圖示傳動(dòng)系統(tǒng)中,齒輪減速器的傳動(dòng)誤差對(duì)工作臺(tái)輸出精度的影響解:齒輪傳動(dòng)鏈位于電機(jī)之后,前向通道的閉環(huán)之外,其傳動(dòng)誤差的低頻分量和高頻分量都不能通過(guò)閉環(huán)控制來(lái)消除,都會(huì)影響輸出精度。7、如圖所示電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),已知工作臺(tái)的質(zhì)量為 m=50kg負(fù)載力為F1 = 1000N, 最大加速度為10m/s2',絲杠直徑為d = 20mm導(dǎo)程t =4mm齒輪減
34、速比為i=5 , 總效率為?=30%,忽略絲杠慣量的影響,試計(jì)算電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩。輸 Oi、同服電機(jī)解:(1)計(jì)算負(fù)載力負(fù)載力由外負(fù)載力、慣性負(fù)載力兩部分構(gòu)成外負(fù)載力F,-10i)ON慣性負(fù)載力Fe= 50X10-=500(2)電機(jī)上的免載力施為一 "y * (1000 <500) 六0vt J0, t>3Nm2,C12 分)解:8、已知某工作臺(tái)采用直流電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng), 已知工作臺(tái)的行程L=250mm 絲杠導(dǎo)程t = 4mm齒輪減速比為i=5 ,要求工作臺(tái)位移的測(cè)量精度為 o. 005mm忽 略齒輪和絲杠的傳動(dòng)誤差)。(1)試采用高速端測(cè)量方法,確定旋轉(zhuǎn)編碼器的每轉(zhuǎn)脈
35、沖數(shù)解:高速端測(cè)量 設(shè)傳感器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為,n,每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)工作臺(tái)的位移為r. r cin由測(cè)俄精度茴L=0.時(shí)5mli"則尺N二R - 4, =S 15。脈沖/舞理 iAL 5X0.005 匹“mf 4選取肛=20。光電熊碼器,則理論測(cè)量精度dL而=6???4<0M5(2)若將傳感器與絲杠的端部直接相連,no =500脈沖/轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)編碼器是否合用。解:傳感器直接與絲杠連接,與減速比無(wú)關(guān),尸畫(huà);一前而=皿昧沖,轉(zhuǎn)可知”。=500脈沖/轉(zhuǎn)的編碼器不合用。山響就型聯(lián)觸器身倫工作笆領(lǐng)權(quán)油珠理母9、已知電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三自由度位置控制系統(tǒng),單個(gè)自由度的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖所示,解:可以使用工業(yè)pc機(jī)
36、或者單片機(jī)完成系統(tǒng)的控制。具體可以有下三種方案:(至少提出兩個(gè)方案)(1)工業(yè)PC機(jī)集中控制方案:用一臺(tái)工業(yè)PC機(jī)對(duì)三個(gè)自由度實(shí)現(xiàn)集中控制,包括任務(wù)管理和三個(gè)自由度 的伺服控制,系統(tǒng)原理圖如下工業(yè)PC祖(2)工業(yè)PC機(jī)、單片機(jī)分級(jí)控制方案:用一臺(tái)工業(yè)PC機(jī)與三個(gè)單片機(jī)通信,對(duì)三個(gè)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)管理,每個(gè)單片機(jī)負(fù)責(zé)一個(gè)自由度的伺服控制,控制系統(tǒng)原理圖如下(3)單片機(jī)、單片機(jī)分級(jí)控制方案:用一個(gè)單片機(jī)作為主單片機(jī)與三個(gè)從單片機(jī)通信,對(duì)三個(gè)從單片機(jī)實(shí)現(xiàn)管理,每個(gè)從單片機(jī)負(fù)責(zé)一個(gè)自由度的伺服控制,控制系統(tǒng)原理圖如下10、采用PLC設(shè)計(jì)二臺(tái)電動(dòng)機(jī)A、B工作的系統(tǒng)。Y1X3Y2(1)按鈕X1為A電動(dòng)機(jī)起動(dòng),按
37、鈕 X2為A電動(dòng)機(jī)停止(輸出 Y1);(2)按鈕X3為B電動(dòng)機(jī)起動(dòng),按鈕 X4為B電動(dòng)機(jī)停止(輸出 丫2);(3)只有A電動(dòng)機(jī)在工作中,B電動(dòng)機(jī)才能工作 要求:畫(huà)出梯形圖,寫(xiě)出助記符指令程序。答:(1)梯形圖:(2)助記符指令程序:STRX1ORY1AND NOTX2OUTSTRORX4AND NOTANDY1OUTY211、下圖為小車(chē)送料過(guò)程示意圖?,F(xiàn)采用可編程控制器控制,寫(xiě)出小車(chē)PLC控制的梯形圖。小車(chē)的送料過(guò)程為:當(dāng)小車(chē)處于左限位開(kāi)關(guān)ST1處時(shí),按下啟動(dòng)按鈕,小車(chē)向右運(yùn)行;碰到右限位開(kāi)關(guān)ST2后,小車(chē)開(kāi)始裝料,裝料時(shí)間為 15秒;然后小車(chē)向左運(yùn)行,碰到左限位開(kāi)關(guān)ST1后,小車(chē)開(kāi)始卸料,卸
38、料時(shí)間為10秒;至此完成一次動(dòng)作。任何時(shí)候壓下停止按鈕,小車(chē)將停止動(dòng)作。根據(jù)上 述描述寫(xiě)出用PLC控制的梯形圖。卸料U0G輸入/輸出點(diǎn)的分配輸入輸出其它啟動(dòng)按鈕X400右行電磁閥Y430時(shí)間繼電器1 (15 秒)T450ST2X401裝料電磁閥Y431時(shí)間繼電器2 (10 秒)T451ST1X402左行電磁閥Y432停止按鈕X403卸料電磁閥Y43312、下圖為欲用可編程控制器控制的天塔閃光燈示意圖。控制要求是:按下啟動(dòng)按鈕后,L2、L4、L6、L8亮,1秒后滅;接著L3、L5、L7、L9亮,1秒后滅;再接著L2、L4、L6、L8亮,1秒后滅,如此循環(huán)下去。根據(jù)上述描述寫(xiě)出用PLC控制的梯形圖
39、輸入/輸出點(diǎn)的分配輸入輸出其它啟動(dòng)按鈕X400L2Y430時(shí)間繼電器1(1秒)T450停止按鈕 X401L4Y431時(shí)間繼電器2(1秒)T451L6Y432L8Y433L3Y434L5Y435L7Y436L9Y43713、三相變磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z=100,雙拍制通電,要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為120r/min ,輸入脈沖頻率為多少?步距角為多少?解: (20KHz 3.6 o)14、.編寫(xiě)程序:?jiǎn)纹瑱C(jī)讀P1.0的狀態(tài),把這個(gè)狀態(tài)傳到P1.7指示燈去,當(dāng)P1.0為高電平時(shí)指示燈亮,低電平時(shí)指示燈不亮,采用中斷完成這一輸入輸出過(guò)程, 每中斷一次完成一個(gè)讀寫(xiě)過(guò)程oCKJOUHA JMFmaixt f二電自型器向主程-序ORG000311:蚱拜中附U人1 地站A l 5PW1NT,指向! 1斷曲.號(hào)r程'序-OLOoH 4=">£ IT"M ATNSETBITO1選開(kāi)邊沿觸發(fā)方式SET
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