机电一体化课程设计任务书

课程设计任务书

课程设计是《机电一体化系统设计》课程的重要实践环节，其目的是使学生能在传统的机电产品更新换代和新的机电一体化产品研制开发领域掌握必要的实验技能，目的在于培养学员对机电一体化产品的设计能力，另外还包括：1）通过课程设计，理解机电一体化系统设计的基本知识。

2）掌握元部件的正确选择方法和特性参数的实验方法。

机电一体化系统的硬件一般由机械主体部分、传感器、信息处理、计算机及电路部分和执行元件等构成，其设计内容和设计方法基本上可归纳为以下几个方面：

1）采用微型计算机（包括单片机、PLC机）进行数据采集、处理和控制

主要考虑计算机的选择与构成电路的选用、接口电路、软件编制。

2）选用驱动控制电路，对执行机构进行控制主要考虑电动机的选择及驱动力矩的计算及控制电动机电路的设计。

3）执行机构的设计弄清机构或机械执行的主要功能（如传递运动、动力、位置控制、微调、精密定位或高速运转等），进行力（力矩）、负载转矩、惯性（转动惯量）、加（减）速控制和误差计算。提出装配图和零件加工图。提出电动机和计算机控制要求。

4）采用传感器进行反馈控制或作为测量敏感部位。

5）学会使用手册和图表资料。

课程设计题目1：交通信号灯模拟控制系统的设计

设计任务要求：

设计一个十字路口的红、绿、黄交通信号灯控制系统，具体要求如下：

1.用红、绿、黄三色发光二极管做信号灯，只考虑一条道路相对的两个方向，每个方向有红、绿、黄三个灯、红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，每隔30秒红绿黄灯交替变化。在每次由绿灯变成红灯亮或者由红灯亮变成绿灯亮的交替变化转换时间要求黄灯闪烁5秒，给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。

2.能实现正常的计时显示功能。用倒计时方法显示红灯、绿灯、黄灯还需亮的时间。

3.能实现控制器总清零功能。按下其功能键后，系统实现总清零，计数器由

初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。

4.根据任务要求，画出设计总电路图，写出设计程序。

课程设计题目2：设计一个数控加工中心刀具库换刀系统。

课程设计要求

刀具由PLC控制来实现其功能。斗笠式刀库装6把刀，从上向下看顺时针编号，以机械手位置为基准，刀号变大方向连续3把刀盘逆时针换刀；刀号变小连续2把刀采用顺时针旋转换刀。例如：假设1号刀为停留在机械手位置处时，调去1号刀时刀盘不动作；调取5、6号刀时刀盘顺时针旋转，调去2、3、4号刀时，刀盘逆时针旋转。

根据任务要求，画出设计总电路图，写出设计程序。