机电一体化专业毕业设计案例参考选题

机电一体化专业毕业设计参考选题

题目一：立体仓库模拟装置的设计及控制(PLC控制类) 机械部分设计

题目二：立体仓库模拟装置的设计及控制(PLC控制类)控制部分设计

1. 设计任务简介：自动化立体仓库是物料搬运、仓储科学中一门综合性的科技工程。它与

平库相比可节约70％的占地面积和70％的劳动力，可提高管理水平。目前在我国仓储业和

生产使用线上崛起，广泛使用在物资金融、航天航空、冶金机电、石化化工、军工轻工等，

并采用计算机多级管理、控制、实施高速数据通讯、实时图像显示等，自动化程度极高。自

动化立体仓库是一种先进的仓储设备，其目的是将物料存放在正确的位置，以便随时向制造系统供应物料。自动化立体仓库在自动化制造系统中起着十分重要的作用。自动化立体仓库的主要特点有：

①利用计算机管理，物资库存账目清楚，物料存放位置精确，对自动化制造系统物料响应速度快；

②与搬运设备(如AGV、有轨小车、传送带)衔接，可靠及时供给物料；

③减少库存量，加速资金周转；

④充分利用空间，减少厂房面积；

⑤减少工件损伤和物料丢失；

⑥可存放的物料范围宽；

⑦减少管理人员，减低管理费用；

⑧耗资较大，适用于一定规模的生产。

2. 设计目的：通过对自动化立体仓库模型设计，使学生们掌握相关机电一体化系统机械系

统设计、传感检测系统、执行系统、控制系统的设计方法，具有灵活运用相关知识的能力。

3.设计任务及主要技术参数：

输入电压：A(200～240 V)；

环境：温度－5～40℃，湿度≤80％；

外形尺寸：600 mm~450 mm~600 mm；-

定位精度：0.01 mm；

最大快进速度：V=3 m／min；

横、纵向最大行程：S=300mm；

4. 设计要求：

题目一要求：

1）自动化立体仓库模型机械部分设计要求：机械部分采用滚珠丝杠、滑杠、普通丝杠

等机械元件，采用步进电机、直流电机作为拖动元件。主要包括机械部分所用的各个零部件

的设计过程、型号确定以及尺寸选择，其中包括滚珠丝杠、滑杠、普通丝杠的选择计算和强度校核，以及滚动轴承和滑动轴承的选择及寿命校核；所需电动机型号的选择

2）毕业设计说明书或论文

题目二要求：

1）自动化立体仓库模型电气控制部分设计要求：主要包括可编程控制器（PLC）主模块和控制模块的选型、输入输出接口设计、A/D D/A端口等

2）毕业设计说明书或论文

题目三、材料分拣系统机械系统设计（单片机）

题目四、材料分拣系统控制系统设计（单片机）

1. 设计任务简介

材料分拣系统(Automated Sorting System)是二战后率先在美国、日本的物流中心广泛采

用的一种自动化作业系统，该系统目前已经成为发达国家大中型物流中心不可或缺的一部

分。该系统的作业过程可以简单地描述如下：物流中心每天接收成百上千家供应商或货主通

过各种渠道送来的成千上万种商品，在最短的时间内将这些商品卸下并按商品品种、货主、

储位或发送地点进行快速准确地分类，再将商品运送到指定地点。同时，当供应商或货主通知物流中心按配送指示发货时，自动分拣系统在最短时间内从庞大的高层货架存储系统中准

确找到要出库的商品所在的位置，并按所需数量出库，将从不同储位上取出的不同数量的商

品按配送地点的不同运送到不同的理货区域或配送站中。以便装车配送。

材料分拣系统的主要特点：

1）分拣误差率极低。材料分拣系统的分拣误差率大小主要取决于所输入分拣信息的准

确性大小，这取决于分拣信息的输人机制，如果采用人工键盘或语音识别方式输入，则误差率在3％以上，材料分拣系统如果采用传感器检测技术及自动控制，将大大降低误差率。

2）分拣作业基本实现无人化。建立材料分拣系统的目的之一是为了减少人员的使用，

减轻人员的劳动强度，提高人员的使用效率。因此，材料分拣系统能最大限度地减少人员的

使用，基本做到无人化。

3）能连续、大批量地分拣货物。由于采用流水线自动作业方式，材料分拣系统不受气

候、时间及人的体力等限制，可以连续进行，同时由于材料分拣系统单位时间分拣件数多，

因此材料分拣系统的分拣能力是人工分拣系统无法比拟的。

材料分拣系统的组成：

材料分拣系统所采用的材料分拣装置涵盖了单片机技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容，是实际工业生产设备的微缩模型。该设置采用了台式结构、内置电源、转

接口面板。其中转接口面板设计了可与其他PLC或单片机连接的转接口。该装置中，选用

了颜色识别传感器及对不同材质敏感的电容式和电感式传感器，分别被固定在网板上。

材料分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成：

1）控制装置。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指

示分类装置、输送装置进行作业。

2）分类装置。分类装置的作用是根据控制装置发出的分拣命令，当具有相同分拣信号

的商品经过该装置时，该装置动作，使其改变输送装置的运行方向进入输送机或进入分拣道

口。

3）输送装置。输送装置的主要组成部分是传送带或输送机，其主要作用是使待分拣商

品鱼贯通过控制装置、分类装置，并沿固定线路运送商品。

4）分拣道口。分拣道口是已分拣商品分离主输送机进人集货区域的通道。

2. 设计目的：通过对材料分拣系统设计，使学生们掌握相关机电一体化系统机械系统设计、

传感检测系统、执行系统、控制系统的设计方法，具有灵活运用相关知识的能力。

3. 技术要求及主要参数：

1）材料分拣装置模型外形尺寸：900 mmx500 mmx300 mm,，

2）物料块质量：m≤20 g。

3）传送带速度：v≤50 mm／s c，

4）通电状态下，下料时下料传感器动作，传送带运行，铁块由电感传感器检测，铝块

由电容传感器检测，颜色块由颜色传感器检测。

5）分拣功能：分拣出金属和非金属；分拣某一颜色块；分拣出金属中某一颜色块；分

拣出非金属中某一颜色块；分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块；分拣颜色：红、绿、黄；分拣材料：铁、铝、塑料。

4. 设计要求：

题目三要求：

1）分拣系统机械部分设计要求：机械部分采用电动机拖动，传送带传动，工作台采用

气压缸驱动。主要包括机械部分所用的各个零部件的型号确定以及尺寸选择，其中包括电动机型和气压缸的选择

2）毕业设计说明书或论文

题目四要求：

1）自动化立体仓库模型电气控制部分设计要求：主要包括单片机的选型、传感器选择、输入输出接口设计、A/D D/A端口等

2）毕业设计说明书或论文