机电一体化专业课程设计实验室建设方案

机电一体化专业课程设计实验室建设方案

建设目标

本实验室建成后，能够满足：机床结构设计、机床电气与PLC控制技术、机电传动与控制、机床数控技术和机电一体化技术与应用等核心专业课程相关实验项目、课程设计以及毕业设计项目的需要。

配置方案和预算

序号模块、部件名称主要技术参数数量小计

1 机械电子工程专业课

程设计平台型材桌面，尺寸：1000m m×800mm

电气安装板，尺寸：700m m×600mm

四个移动滚轮，整体平台尺寸：1000m m×

800mm×800mm（高）

12

2 直线运动模块组装套

件滚珠丝杠1根，滚动导轨2根，安装基座

1个，挡块2个，电机安装法兰、步进电

机1套，电磁感应限位开关2个，相应的

安装工具和配件等

12

3 开放式单轴直线运动

模块行程200mm，配施耐德交流伺服电机和驱

动1套，成型铝材基座和滚动导轨等

12

4 一体化单轴直线运动

模块行程200mm，配直流伺服电机，成型铝材

基座，滑动导轨

12

5 带视觉检测功能的直

线传送带变频调速功能、交流电机传动，皮带输送

线等，USB视觉检测功能、电机分拣装置

12

6 三自由度圆柱坐标机

械手三坐标步进电机驱动、智能控制与驱动器、

气动手爪等

6

7 PLC控制器施耐德品牌 12

8 智能控制与驱动器 48V5A，电流环、速度环、位置环可调，

自动参数整定，独立运行模式和主控模式

可选，过流、多热和过压保护等功能。

12

9 PCI总线运动控制器

（数字量）

四轴DSP运动控制器、数字量输出 6

10 数控装置华中或者广数的车床数控系统 6

可开设的实验

1.机电传动与控制课程实验

●直线传动精度计算和测量（采用直线运动模块组装套件）

●皮带传动速度的计算和测量

●步进电机控制与驱动实验（用步进电机驱动器完成）

●交流伺服电机的位置控制、速度控制和驱动器参数调整实验

●直流伺服电机电流环、速度环和位置环控制与参数调整

2.机床电气与PLC控制技术

●PLC控制步进电机实验

●PLC控制交流伺服电机实验

●PLC控制变频器的实验

●PLC控制直线传送带进行视觉分拣的实验

3.机床数控技术课程实验

●经济型数控系统的电气组成实验

●普及型数控系统的电气组成实验

●数控插补技术与实验

●数控G代码编程实验等

4.机电一体化系统设计实验

●机电一体化开环控制系统设计

●机电一体化半闭环控制系统设计

●机电一体化闭环控制系统设计

●机电一体化应用系统设计实验

可承担的课程设计项目

1.机电传动与控制课程设计

●不同速度、精度和承载能力要求的直线运动模块设计，包括传动方式的选择、

电机的选择、支承方式的选择和计算等

●不同传输速度的直线或者环形输送线的设计，包括传动方式和电机的选择等

2.机床电气与PLC控制技术

●普通数控车床的PLC控制电气设计

●普通数控铣床的PLC控制电气设计

●三坐标加工中心的PLC控制电气设计

3.机电一体化系统设计项目（可作为综合设计或者毕业设计内容）

●基于PC的两坐标数控钻床设计

●基于PC的三坐标数控雕铣床设计

●数控火焰切割机系统设计

●ＰＣＢ钻孔机设计

●ＰＣＢ贴片机系统设计

●直角坐标机器人系统设计

●不同承载能力和速度要求的ＡＧＶ系统设计

●小型柔性制造单元的设计等

配套教材和实验指导书

●陈泽宇、秦志强编著数控机床的装配与调试，电子工业出版社，2009年9月出版

大纲目录：

第一讲数控机床概述 (1)

数控机床的历史、现状和发展 (1)

任务1 数控机床的构成 (1)

HNC-21M数控系统界面 (4)

Lexium 23伺服电机和驱动系统 (6)

OT-XYZ小型数控钻铣床本体组装套件 (8)

任务2 数控机床的装调过程 (8)

第二讲进给传动系统的装调 (11)

进给传动系统的作用 (11)

任务1 进给传动系统的机械装调 (11)

Z轴进给直线运动模块的机械装调 (11)

拓展知识与技能——滚珠丝杠、滚动导轨和贴塑导轨 (16)

底座和立柱装调 (21)

三坐标进给传动机构总装 (24)

数控铣床进给传动机构的几何精度要求 (25)

几何精度的检测方法 (25)

任务2 进给传动系统的电气装调 (26)

Lexium 23伺服驱动器与BCH伺服电机的安装、连接与调试 (27)

HNC-21M与Lexium 23 C伺服驱动的电气连接 (36)

HNC-21M与辅助电气控制回路的连接 (44)

拓展知识与技能—— 伺服电机、伺服驱动和传感器 (46)

任务3 进给传动与控制系统的参数设置与调整 (49)

Lexium 23 C伺服驱动位置模式参数的设置和调整 (50)

Lexium 23 C驱动器速度模式的设置和调整 (55)

Lexium 23 C驱动器其他重要参数的设置和调整 (62)

HNC-21M数控装置进给系统参数的设置和调整 (63)

拓展知识与技能—— 电磁兼容问题 (68)

工程素质和技能归纳 (71)

第三讲主轴传动系统的装调 (73)

主轴传动系统 (73)

任务1 主轴传动系统的机械装调 (73)

主轴传动系统的机械装调 (73)

拓展知识与技能—— 电机主轴的结构和特点 (76)

数控铣床主轴精度要求及其检测方法 (78)

任务2 主轴传动系统电气装调 (79)

主轴传动系统的电气装调 (79)

拓展知识与技能—— 机床主轴调速系统的分类及特点 (83)

任务3 主轴传动系统的参数设定与调试 (84)

主轴变频器装调 (84)

工程素质和技能归纳 (87)

第四讲自动换刀系统的装调 (89)

自动换刀系统 (89)

任务1 自动换刀系统的机械装调 (89)

立式四方刀架的机械装调 (89)

工程素质和技能归纳 (98)

第五讲整机装调和精度测量 (99)

数控铣床的基本结构和精度要求 (99)

任务1 整机联调和功能测试 (99)

数控铣床PLC的调试 (99)

任务2 整机位置精度检测 (101)

数控机床位置精度常用的测量方法及评定标准 (101)

定位精度测量工具和方法 (102)

任务3 整机试切加工 (103)

数控代码编程 (103)

HNC-21M数控系统的基本操作 (105)

机床手动操作 (108)

坐标系数据的设置 (111)

程序的输入和编辑 (112)

程序运行 (112)

工程素质和技能归纳 (113)

鸥鹏科技编著机械电子工程基础教学与实训，深圳市鸥鹏科技有限公司，2008年9月