机电综合课程设计
机电系统设计课程设计
机电系统设计课程设计一、课程简介本门机电系统设计课程是一个综合性的课程，主要介绍了机电系统设计的基本原理和方法，包括机械设计、电气设计、控制设计等方面的内容。
通过本课程的学习，学生将掌握机电系统设计的基本技能，能够独立进行机电系统的设计和实施。
二、课程设计要求本课程的设计要求学生进行一项机电系统的设计项目。
项目要求如下：项目背景一家工厂需要设计一台自动化生产线，该生产线需要完成以下功能：•自动上下料•自动送料•自动成型•自动分拣设计内容学生需要按照以下步骤进行生产线的设计：1.进行调研和分析，确定生产线的设计需求和目标；2.进行机械设计，包括传动设计、结构设计等；3.进行电气设计，包括电气控制设计、电气元件选型等；4.进行控制设计，包括PLC程序设计、传感器选型等；5.进行系统集成和优化，测试并调整系统性能。
设计成果要求学生提交以下设计成果：1.设计报告：包括项目背景、设计目标、设计思路、设计方案、设计理论和试验分析等内容；2.设计图纸：包括机械设计图纸、电气设计图纸和控制系统框图等；3.产品参数：包括生产线的主要参数和性能指标，满足设计要求和市场需求；4.系统测试报告：包括生产线系统测试的结果和总结，以及发现的问题和改进方案。
5.演示视频：展示生产线的运行效果和性能指标。
三、评分标准1.设计报告：包括设计思路、方法、分析等内容的完整性和逻辑性，语言表达的准确性和清晰性。
占总分的40%；2.设计图纸：包括设计图纸的准确性和完整性，设计的可行性和经济性。
占总分的20%；3.产品参数：包括主要参数和性能指标的准确性，满足设计要求和市场需求。
占总分的10%；4.系统测试报告：包括系统测试的结果分析和总结，发现的问题和改进方案。
占总分30%；5.演示视频：展示生产线的运行效果和性能指标，对于演示视频的清晰度和明确度进行评分，占总分10%。
四、实践计划1.第一周：调研分析，确定需求；2.第二周：机械设计，完成机械图纸；3.第三周：电气设计，完成电气图纸和电气元件选型；4.第四周：控制设计，完成PLC程序设计和传感器选型；5.第五周：系统集成和优化，测试并调整系统性能，完成设计报告和产品参数的编写；6.第六周：完成系统测试报告和演示视频的制作；7.第七周：提交最终设计成果，并进行评分。
机电综合训练课程设计
机电综合训练课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握机电综合训练的基本理论知识，包括电路原理、机械结构、控制技术等；2. 学生能了解并描述常见机电设备的运行原理和工作过程；3. 学生能掌握相关机电设备的操作步骤和安全规范。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析和解决简单的机电系统故障；2. 学生能设计并搭建简单的机电一体化系统，展示其功能；3. 学生能通过实际操作，提高动手能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能培养对机电技术的兴趣，激发创新意识和探索精神；2. 学生能树立安全意识，养成遵守操作规程的好习惯；3. 学生能在团队合作中，培养沟通能力和团队精神，提高社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的综合训练课程，注重理论联系实际，提高学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生具备一定的机电基础知识，具有较强的求知欲和动手欲望，需要通过实践操作来巩固和提高所学知识。
教学要求：教师应结合学生特点和课程性质，设计丰富的实践环节，引导学生主动参与，注重培养学生的实际操作能力和团队协作精神。
通过课程学习，使学生能够将理论知识应用于实际工作中，提高综合素养。
二、教学内容1. 电路原理与应用：包括电路基本元件、电路分析方法、电路图的识读等，关联教材第1章内容。
- 教学安排：2课时，理论讲解与实践操作相结合。
2. 机械结构与传动：涉及常见机械结构、传动方式、机械零件的选用等，关联教材第2章内容。
- 教学安排：2课时，结合实物模型进行讲解。
3. 控制技术基础：包括传感器、执行器、控制电路等基础知识，关联教材第3章内容。
- 教学安排：2课时，理论讲解与案例分析相结合。
4. 机电设备操作与维护：学习常见机电设备的操作步骤、维护保养方法及安全规范，关联教材第4章内容。
- 教学安排：2课时，现场实操教学。
5. 机电一体化系统设计与搭建：结合所学知识，设计并搭建简单的机电一体化系统，关联教材第5章内容。
机电综合设计
机械电子工程课程设计指导书浙江大宁波理工学院目录第一章概述 (2)一、机电专业课程设计目的 (2)二、机电专业课程设计的任务和要求 (2)三、机电专业课程设计的时间及进度安排 (2)第二章课程设计流程分析 (4)一、课程设计的应知与应会 (4)二、课程设计中的创新与综合 (4)三、课程设计的基本流程 (4)第三章总体方案设计 (6)一、驱动控制方式选择 (6)二、传动形式确定 (6)第四章步进电机的参数计算与选型 (7)第一节 步进电动机的分类 (7)第二节 步进电机的参数计算 (8)第三节 常用步进电机特性参数 (13)第五章机械系统设计计算 (21)第一节 齿轮传动副的选用 (21)第二节 滚珠丝杠设计计算 (23)第三节 滚动导轨设计计算 (30)第四节 联轴器的选用 (32)第五节 机械系统装配图基本要求 (33)第六章二坐标工作台数控装置设计与分析 (36)第一节 数控工作台电气原理图设计要求 (36)第二节 步进电机控制电路 (36)第三节 输入/输出通道设计 (39)第四节 人机交互通道配置与接口 (41)第五节 光电隔离电路设计与应用 (44)第六节 电源设计与选择 (48)第七节 典型数控工作台电气原理图分析 (52)第七章设计说明书撰写 (61)一、基本要求 (61)二、主要内容 (61)第八章课程设计资料提交与答辩 (62)一、设计资料提交 (62)二、答辩准备 (62)三、成绩评定 (62)附录 (63)第一章概述一、机电专业课程设计目的本课程设计是学生在完成专业课程学习后，所进行的机电一体化设备设计的综合性训练。
通过该环节达到下列目的：1、巩固和加深专业课所学的理论知识；2、培养理论联系实际，解决工程技术问题的动手能力；3、进行机电一体化设备设计的基本功训练，包括以下10个方面的基本功：1）查阅文献资料； 2）分析与选择设计方案；3）机械结构设计； 4）电气控制原理设计；5）机电综合分析； 6）绘制工程图；7）运动计算； 8）动力计算和精度计算；9）撰写设计说明书； 10）贯彻设计标准。
机电一体化课程设计
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书一、课程设计的目的机电一体化系统设计是一门综合性很强的课程，通过本次课程设计，旨在让我们将所学的机电一体化相关知识进行综合运用，培养我们独立设计和解决实际问题的能力。
具体来说，课程设计的目的包括以下几个方面：1、加深对机电一体化系统概念的理解，掌握系统设计的基本方法和步骤。
2、熟悉机械、电子、控制等多个领域的知识在机电一体化系统中的融合与应用。
3、培养我们的工程实践能力，包括方案设计、图纸绘制、参数计算、器件选型等。
4、提高我们的创新思维和团队协作能力，为今后从事相关工作打下坚实的基础。
二、课程设计的任务和要求本次课程设计的任务是设计一个具有特定功能的机电一体化系统，具体要求如下：1、确定系统的功能和性能指标，包括运动方式、精度要求、速度范围等。
2、进行系统的总体方案设计，包括机械结构、驱动系统、控制系统等的选择和布局。
3、完成机械结构的详细设计，绘制装配图和零件图。
4、选择合适的驱动电机、传感器、控制器等器件，并进行参数计算和选型。
5、设计控制系统的硬件电路和软件程序，实现系统的控制功能。
6、对设计的系统进行性能分析和优化，确保满足设计要求。
三、系统方案设计1、功能需求分析经过对任务要求的仔细研究，确定本次设计的机电一体化系统为一个小型物料搬运机器人。
该机器人能够在规定的工作空间内自主移动，抓取和搬运一定重量的物料，并放置到指定位置。
2、总体方案设计（1）机械结构采用轮式移动平台，通过直流电机驱动轮子实现机器人的移动。
机械手臂采用关节式结构，由三个自由度组成，分别实现手臂的伸缩、升降和旋转，通过舵机进行驱动。
抓取机构采用气动夹爪，通过气缸控制夹爪的开合。
（2）驱动系统移动平台的驱动电机选择直流无刷电机，通过减速器与轮子连接，以提供足够的扭矩和速度。
机械手臂的关节驱动选择舵机，舵机具有控制精度高、响应速度快等优点。
抓取机构的气缸由气泵提供气源，通过电磁阀控制气缸的动作。
机电一体化课程设计
机电一体化课程设计一、课程设计的背景和意义机电一体化是指机械工程和电气工程的融合，将机械和电气两个领域的知识与技术有机地结合起来，形成一种新的综合学科。
随着科技的快速发展，机电一体化在现代制造业中发挥着重要的作用。
因此，开设机电一体化课程既是适应时代发展的需要，也是培养学生综合能力的重要途径。
机电一体化课程的设计意义不仅在于培养学生的专业知识和技能，更重要的是培养学生的创新意识和实践能力。
通过实践课程设计，学生不仅能够熟悉机电一体化的基本理论和工程技术，还能够通过实践项目来锻炼解决实际问题的能力，培养学生的创新思维和团队合作精神。
二、课程设计的目标和要求机电一体化课程设计的目标是培养学生掌握机电一体化的基本理论和工程技术，具备独立开展机电系统的设计和实施能力。
具体要求如下：1.理论知识：学生应掌握机电一体化的基本原理、技术和方法，了解机电系统的设计和运行原理；2.技术能力：学生应具备使用相关软件和硬件工具进行机电系统设计、模拟和测试的能力；3.实践能力：学生应能够独立完成机电系统的设计和实施，并能解决实际工程中遇到的问题；4.创新能力：学生应具备独立思考和创新的能力，能够提出改进机电系统性能的方案。
三、课程设计的内容机电一体化课程设计的内容包括以下几个方面：1.理论学习：学生将学习机电一体化的基本原理和技术，了解机电系统的设计和运行原理。
包括机械工程基础知识、电气工程基础知识、自动控制理论等方面的内容；2.实践项目：学生将参与一项机电一体化实践项目，通过实际操作来巩固和应用所学的理论知识。
实践项目可以是机械组件的设计和制造、电气电子系统的集成与测试等；3.实验与测试：学生将进行一系列实验和测试，以验证机电系统的设计和运行效果。
实验可以包括传感器的选型和调试、电机控制系统的调试等；4.综合评估：学生将根据实践项目的完成情况、实验和测试的结果以及论文的撰写质量进行综合评估，以评判学生的课程设计水平和综合能力。
机电一体化系统综合课程设计说明书
课程设计内容： 包括机械设计、 电气控制、计算 机编程等方面
课程设计成果： 完成了一个具体 的机电一体化系 统设计
课程设计收获： 提高了实践能力， 加深了对机电一 体化系统的理解
机电一体化系统发展趋势与展望
网络化：机电一体化系统将 更加网络化，实现远程监控、 远程诊断等功能。
绿色化：机电一体化系统将 更加绿色化，实现节能减排、
软件设计：根据系统需求，设计出满足功能要求 的软件程序
设计原则：可靠性、实时性、可移植性、可维护 性等
设计方法：模块化设计、分层设计、面向对象设 计等
设计工具：C语言、C++、Java等编程语言，以 及相应的开发工具和调试工具
设计流程：需求分析、系统设计、详细设计、编 码实现、测方案设计
系统功能需求分析
机电一体化系统功能需求分析 系统功能需求分析的目的和意义 系统功能需求分析的方法和步骤 系统功能需求分析的结果和结论
系统总体结构方案
系统组成：硬件、软件、 网络、接口等
硬件结构：处理器、存储 器、输入输出设备等
软件结构：操作系统、应 用软件、数据库等
保护装置： 负责保护 系统在异 常情况下 的安全， 如过载保 护、短路 保护等
传感器和执行器选型与设计
传感器类 型：温度、 湿度、压 力、流量 等
传感器选 型原则： 精度、稳 定性、可 靠性、成 本等
执行器类 型：电动、 气动、液 压等
执行器选 型原则： 响应速度、 精度、稳 定性、成 本等
传感器和 执行器的 安装位置 和连接方 式
机械结构设计原则：满足功能要求、易于制造、便于维护 机械结构设计方法：采用模块化设计、标准化设计、优化设计等方法 机械结构设计内容：包括传动系统、执行机构、控制系统等 机械结构设计注意事项：考虑人机工程学、安全性、可靠性等因素
推荐-哈工大机电学院本科生综合课程设计2：最后附两张
目录第一章总体方案设计 (2)1.1任务设计书及指标 (2)1.1.1设计任务书 (2)1.1.2主要技术指标 (2)1.2总体方案确定 (2)1.2.1方案确定思想 (2)1.2.2方案对比分子与确定 (3)第二章机械系统设计 (3)2.1竖直坐标工作台外形尺寸及重量估计 (5)2.2竖直导轨参数确定 (7)2.3滚珠丝杠计算和选择 (7)2.3.1 滚珠丝杠强度计算 (8)2.3.2 滚珠丝杠传动效率计算 (8)2.4伺服电机的计算与选取 (8)2.4.1 等效转动惯量的计算 (11)2.4.2 伺服电机等效负载转矩的计算 (11)2.4.3 伺服电机的选型 (12)2.5 联轴器的选用 (13)参考文献 (13)第一章 总体方案设计1.1任务设计书及指标1.1.1设计任务书题目：两维工作台（步进电机+滚珠丝杠+Y 向可加减速器方案）结构设计任务：本项目要求的两维工作台为竖直平面内的X-Y 工作台，其中Y 向为竖直，X 向为水平，电动工作方式。
1.1.2主要技术指标1）工作台台面尺寸：X 向200mm ，Y 向200mm ，台面要求沿均匀布置同心圆上分布圆间隔30mm 的M6螺孔（螺孔深度不小于15mm ），中心须有20mm 定心圆孔。
2）工作台承载：载荷重量50Kg 。
3）行程要求：X 向500mm ，Y 向1000mm 。
4）位置定位精度：X 向0.1mm ，Y 向0.05mm 。
5）最大运动精度：X 向0.1m/s ，Y 向0.2m/s 。
1.2总体方案确定根据设计任务书的要求确定总体方案。
1.2.1方案确定思想两坐标数控工作台台体设计主要分为机械系统部件和台体上的测控部件。
机械系统部件又分为导轨组成，传动组成，减速装置等；测控部件又分为伺服电机，检测及反馈元件等等。
1) 工作台型号为HXY-20XX ； 2) 行程要求X=200mm ，Y=200mm ；3) 工作台面尺寸为C ×B ×H=270×250×18； 4) 底座外形尺寸为C ×B ×H=1000×25×840； 5) 工作台最大长度为1000mm ； 6) 工作台负载重量为N=500N ；7) 工作台最快移动速度max max 0.2/;x y v v m s ==8)X,Y方向的定位精度为0.05mm；9)工作台负载小，运动灵敏度高，低速；10)定位精度高；11)考虑到结构稳定，安全，建议基座和滑台采用铸造工艺。
(完整版)《机电系统综合毕业课程设计》
中原工学院机电学院机电系统综合课程设计说明书（学年第 1 学期）专业：机械电子工程课设题目：大气温度检测系统姓名：学号：班级所在小组：大气温度检测组小组分工：软件的编程和调试指导教师：完成日期：2015 年 1 月14 日机械电子工程教研室目录设计任务书 (1)1.设计目的与意义 (2)2.设计内容和要求 (2)2.1方案确定 (2)2.2设计内容 (4)2.3设计要求 (4)3.设计进度安排 (4)4.机电系统设计的分析和说明 (5)4.1控制设计 (5)4.2机电系统的调试 (16)5.机电综合课设结论 (17)6.机电综合课设的收获、体会和建议 (18)7.参考文献 (18)8.附录 (19)设计任务书题目设计大气温度检测系统设计任务要求设计合理可行的方案来实时准确的检测大气的温度，可以采用数字显示，也可采用模拟信号进行指针显示等，只要设计符合要求即可。
时间进度1月1日决定方案采用数字显示；1月2日进行硬件的选取；1月3日进行原理图的绘；1月4日进行PROTUESE的绘制；1月5日~1月7日进行写编程；1月8日~1月9日进行编程的调试和仿真；1月10日~1月11日进行硬件的焊接；1月12日到1月14日进行设计说明书的书写；1月15日进行课设答辩；主要参考书籍和资料[1]张俊.匠人手记[M]. 北京航空航天大学出版社，2014.1[2]刘海威.单片机及应用系统设计原理与实践[M].北京航空航天大学出版社，2009.7[3]王守中.DIY玩转51单片机[M]. 电子工业出版社，2013.2[4]张越，张炎，赵延军.微电子学[J].2007，37（5）任务分工备注大气温度检测课程设计说明书1.设计目的与意义微机测量和控制技术在经济迅速发展的今天,已被广泛应用于人类生活中,如工业控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、等各个方面。
而主控制器是每个控制系统不可或缺的部分,正因为单片机有体积小,重量轻,抗干扰能力强,环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易等优点,所以它是很多设计人员的首选控制器。
机电系统综合课程设计
机电系统综合课程设计任务书一、课程设计的目的本次设计是机电一体化和计算机控制课程结束之后进行的一个重要的综合性、实践性教学环节，课程设计的基本目的是：1、掌握机电一体化系统的设计过程和方法，包括参数的选择、传动设计、零件计算、结构设计、计算机控制等培养系统分析及设计的能力。
2、综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。
3、训练和提高设计的基本技能，如计算，绘图，运用设计资料、标准和规范，编写技术文件（说明书）等。
二、设计任务及要求设计题目：宠物自动喂食机的设计1.设计内容包括：总体设计，机械系统的设计与计算，计算机控制系统设计，编写设计计算说明书；2.设计要求包括：定时投放饲料，具有开机自检功能，可以设定开启关闭时间的长短，适应不同宠物食量的需要；3.机械部分的设计：零件图，装配示意图；4.计算机控制的设计：控制系统接口图一张；5.控制装置采用直流减速电机驱动，MCS-51或单片机FX2N-PLC控制系统，软件环分，由键盘输入实现开环控制。
6.编写设计计算说明书1份。
摘要本次设计宠物自动喂食机的基本功能和设计思路，根据给定的规定动作顺序，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识，完成宠物自动喂食机理论方案的创新设计，并绘制必要的零部件图，其中包括装置的原理方案构思和拟定；原理方案的实现、传动方案的设计，主要结构的设计简图；设计计算与说明。
宠物自动喂食机设计要求：定时投放饲料，具有开机自检功能，可以设定开启关闭时间的长短，适应不同宠物食量的需要，使用电动机驱动，其电源应为安全电源。
宠物自动喂食机设计的主要技术关键问题为：饲料的定时投放，料口的开合角度的确定，定时长短的设计，时间设定模块的组合。
关键字：单片机设计计算定时机构目录任务书 (i)摘要 (ii)目录 (iii)1 主轴的设计 (1)2主轴材料的选择 (1)3 主轴加工方法的选择 (1)4 主轴参数计算： (1)5 减速电动机的选择： (4)6 控制系统设计 (5)7 程序编写 (6)设计心得 (28)参考文献 (28)1 主轴的设计在宠物自动喂食机上采用直接由电机带动主轴旋转，控制料口的开启和关闭，由于电机选用的是具有自锁功能的直流减速电机，中间不采用减速装置，简化结构设计，使系统的结构尽量的紧凑。
机电一体化系统综合课程设计
机电一体化系统综合课程设计X-Y数控工作台设计说明书学校名称：杭州电子科技大学信息工程学院学生姓名：郑群波周益民朱建伟缪建立专业：机械设计制造及其自动化指导老师：张巨勇、金成柱、季国顺、刘薇二〇一一年一月一、设计目的机电一体化系统综合课程设计是一个重要的时间性教学环节，要求学生综合的运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的：1.通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其想怪知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。
2.通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算及选用的方式。
3.通过对机械系统的设计，掌握常用伺服电机的工作原理、计算控制方法与控制驱动方式。
4.培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想。
5.锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力。
二、设计任务设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。
该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.02mm，定位精度为0.04mm。
设计参数如下：负载重量G=500N；台面尺寸C×B×H＝240mm×254mm×15mm；底座外形尺寸C1×B1×H1＝550mm×500mm×184mm；最大长度L=678mm；工作台加工范围X=300mm，Y=250mm；工作台最大快移速度为1m/min。
三、总体方案的设计（一）机械传动部件的选择1.导轨副的选用导轨副的种类：1)滚柱交叉导轨副是由两根具有V型滚道的导轨、滚子保持架、圆柱滚子等组成，相互交叉排列的圆柱滚子在经过精密磨削的V型滚道面上作往复运动，可承受各个方向的载荷，实现高精度、平稳的直线运动。
特点：1.滚柱导轨块是一种精密的直线滚动导轨，具有较高的承载能力和较高的刚性，对反复动作、起动、停止往复运动频率较高情况下可减少整机重量和传动机构及动力费用。
机电综合课程设计机床
机电综合课程设计机床一、教学目标本课程旨在通过机床相关知识的学习，使学生掌握机床的基本结构、工作原理和操作方法。
在知识目标方面，要求学生了解机床的发展历程、各类机床的特点及应用范围；掌握机床的主要部件及其功能；了解机床的安全操作规程。
技能目标方面，要求学生能够正确操作机床，进行简单零件的加工；能够根据加工需求选择合适的机床和刀具；具备分析和解决机床常见故障的能力。
情感态度价值观目标方面，培养学生对机床操作的兴趣，增强学生的动手实践能力，提高学生团队协作和安全生产意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括机床的基本概念、结构与工作原理，机床的操作与维护，以及机床的安全技术。
具体包括：1. 机床的分类、发展历程及应用领域；2. 机床的主要部件，如床身、主轴、刀架、进给系统等；3. 机床的工作原理及其相互之间的关系；4. 机床的操作方法，包括开机、关机、换刀、调整参数等；5. 机床的维护与保养，如日常检查、润滑、调整等；6. 机床的安全操作规程，如穿戴防护用品、遵守操作规范等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式。
如：1. 讲授法：用于讲解机床的基本概念、工作原理等理论内容；2. 讨论法：学生针对机床操作技巧、故障分析等问题进行讨论，提高学生的思考能力；3. 案例分析法：通过分析具体机床故障案例，使学生掌握故障诊断与处理的方法；4. 实验法：安排学生动手操作机床，进行实际加工练习，增强学生的实践能力。
四、教学资源为了保证教学的顺利进行，我们将准备以下教学资源：1. 教材：选用权威、实用的机床教材，为学生提供系统的理论知识；2. 参考书：提供机床相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3. 多媒体资料：制作机床的结构、操作等视频资料，便于学生直观了解机床的相关知识；4. 实验设备：确保实验课的开展，使学生能够进行实际操作练习。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等几个方面。
机电一体化的课程设计
机电一体化的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解机电一体化的基本概念，掌握其核心组成部分及工作原理；2. 掌握机电一体化系统中的传感器、执行器、控制器的功能及相互关系；3. 了解常见机电一体化设备的结构、原理及应用。
技能目标：1. 能够分析并绘制简单的机电一体化系统原理图；2. 能够运用所学知识对机电一体化设备进行故障排查和维护；3. 能够运用相关软件对机电一体化系统进行仿真分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机电一体化的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生具备良好的团队合作精神，学会与他人共同解决问题；3. 增强学生的环保意识，使其关注机电一体化技术在可持续发展中的作用。
课程性质：本课程旨在帮助学生建立机电一体化的基本概念，掌握相关知识和技能，培养其实践操作能力，提高解决实际问题的能力。
学生特点：本课程针对的是高年级学生，他们已具备一定的物理、数学和工程基础知识，具有较强的学习能力和实践操作能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，将课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，提高学生的综合运用能力。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动探究，培养其创新精神和团队合作能力。
同时，关注学生的个体差异，因材施教，使每位学生都能在课程中取得良好的学习效果。
二、教学内容1. 机电一体化基本概念：介绍机电一体化的定义、发展历程、应用领域及发展趋势；教材章节：第一章内容列举：1.1 机电一体化的定义；1.2 发展历程；1.3 应用领域；1.4 发展趋势。
2. 机电一体化系统组成：讲解传感器、执行器、控制器等核心组成部分的功能及相互关系；教材章节：第二章内容列举：2.1 传感器；2.2 执行器；2.3 控制器；2.4 各组成部分的相互关系。
3. 常见机电一体化设备：分析典型机电一体化设备的结构、原理及应用；教材章节：第三章内容列举：3.1 数控机床；3.2 工业机器人；3.3 智能家居；3.4 自动化生产线。
《机电系统综合课程设计》任务书(new)
《机电系统综合课程设计》任务书一、课题模块化生产教学系统的控制系统设计二、设计目的通过对模块化生产教学系统（MPS）中单站和两站联网的PLC控制设计，全面了解和掌握PLC控制系统的设计方法，包括电气线路设计、气动回路设计、程序设计、PLC和PLC 之间的通讯、系统调试，同时熟悉触摸屏人机界面和组态软件在PLC控制系统中的应用。
三、使用设备1. 模块化生产教学系统（MPS）；2. 安装WINDOWS操作系统的PC机（配备FXGXWIN、ADP-6、KINGVIEW软件）；3．HITECH PWS 6600C触摸屏；4. PC与PLC、PC与PWS 6600C、PLC与PWS 6600C的通信电缆。
四、设计要求随着现代工业设备自动化程度的提高，愈来愈多的工厂设备将采用PLC、人机界面等自动化器件来控制。
PLC控制具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便及体积小、重量轻等特点，被广泛用于自动化控制的各个领域。
触摸屏产品可以作为设备的操作面板兼显示器使用，触摸屏的触控面板可以被用户自由定义分页和自制控制菜单，灵活地定义各种按钮、设置开关等画面。
LCD显示屏也可以被灵活地定义成各种样式的状态指示灯、仪表显示面板、文字信息提示等画面，在触摸屏人机界面上定义过的输入输出变量将不占用PLC的I/O 点，简化了电气控制系统的结构，提高了设备运行的可靠性。
组态软件是一种构造方便、用于控制设备和过程监控装置（如计算机）之间通信的人机界面软件，被称为“监控和数据采集系统”。
它可以在任何需要的时候把设备的运行现场的信息实时地传送到控制室，为管理人员提供实时和历史数据，优化控制现场作业，提高生产率和产品质量。
因此，人机界面产品在工业控制中获得了广泛应用。
本次设计以苏州瑞思机电公司的MPS系统为对象，学习三菱PLC控制器的使用和联网控制的实现，学习HITECH触摸屏人机界面和“组态王”组态软件的基本应用。
具体要求如下：（一）MPS系统的单站PLC控制设计1. 针对MPS系统单站的任务和控制要求，进行工艺流程分析，画出工艺流程图；2. 确定控制方案，设计电气线路图和气动回路图；3. 应用PLC设计MPS系统单站的控制程序；（1）选择PLC机型和控制方式；（FX2N-48MR，HITECH PWS 6600C触摸屏人机界面）；（2）列出PLC的I/O分配表，画出I/O接线图；（3）根据工艺流程图，绘制顺序功能图；（4）在计算机上应用三菱PLC编程软件（FXGXWIN）绘制梯形图，要求程序可读性好，并进行必要的注释。
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江苏省农村试验区自学考试毕业论文机电综合课程设计机电综合课程设计摘要：本设计是完成一两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计；完成交流电机启停的电气控制系统设计。
其硬件部分共包括键盘操作、单片机控制、输入电路、控制电路、显示电路等五个主要组成部分。
设计的总体思路是准确安全的对工作台和电机进行控制。
位置信号和按键信息通过传输线传送给单片机和键盘接口芯片，数据经过处理，将按键信息串行方式传送给单片机，单片机通过相应的程序，向控制回路发送控制信号，进而控制工作台的动作，实现对硬件设备的控制。
关键词：键盘操作，单片机控制，数码管显示。
一．前言机电一体化是以机械技术和电子技术为主题，多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。
机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。
本设计中提到的微机数控机床是利用单板或单片微机对机床运动轨迹进行数控及对机床辅助功能动作进行程序控制的一种自动化机械加工设备。
采用微机数控机床进行机械加工的最大优点是能够有效地提高中、小批零件的加工生产率，保证加工质量。
此外，由于微型计算机具有价格低、体积小、性能可靠和使用灵活等特点，微机数控机床的一次性投资比全功能数控机床节省得多，且又便于一般工人掌握操作和维修。
因此将专用机床设计成微机数控机床已成为机床设计的发展方向之一。
本设计中用到的步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件，具有快速起动和停止的特点。
其驱动速度和指令脉冲能严格同步，具有较高的重复定位精度，并能实现正反转和平滑速度调节。
它的运行速度和步距不受电源电压波动及负载的影响，因而被广泛应用于数模转换、速度控制和位置控制系统。
本设计完成了如下要求：（1）单片机控制系统电路原理图的设计（2）控制系统电路印制版的绘制（3）利用单片机编程实现两坐标系统的手动、自动和回位等运动（4）实现两坐标工作台极限移动的保护及显示、报警（5）设计交流电机的点动、正反转控制和星-三角形启动的电气控制原理图（6）电气控制电路有相应的保护电路（过载、过压、欠压等）（7）熟悉机电系统常用元器件（PLC、交流电机、直流电机、步进电机）此次“机电一体化课程设计”主要简单设计出数控机床系统，其实离实际真正工业用数控机床还有很大的距离。
设计两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统和交流电机启停的电器控制系统，单元模块包括：单片机控制电路，键盘接口电路，键盘电路，显示电路，输入电路，控制电路，PC接口电路等。
由于时间仓促和自己知识水平有限，在设计中难免会有些许瑕疵，恳请老师指正。
2 总体方案设计2.1 总体分析本次设计实现的是一两座标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计。
设计采用单片机对系统进行控制，单片机的包括键盘与显示的控制、与PC机的串口通讯、以及电机输入输入输出信号的控制。
电机的输入信号包含报警监测，在机床边缘运用一个接近开关即可实现此目的。
2.2 方案框图单片机作为控制的核心，一方面对机床的运动方向和位移量进行控制，另外还将与键盘对应的位移信息显示在LED上，并实现与PC机的通信以及对报警的处理。
图2.1 总体方案设计图3 单元模块设计3.1 键盘与显示模块3.1.1 模块工作原理本单元模块电路的功能是通过对单片机编程，使当前按键信息在8个LED上显示出来，由芯片CH452来对数码管进行驱动，并对键盘进行扫描。
图3.1所示为一来个八位LED动态显示电路。
在同一时刻，如果各位位选线都处于选通状态的话，8位LED将显示相同的字符。
若要各位LED能够同时显示出与本位相应的显示字符，就必须采用动态显示方式，即在某一时刻，只让某一位的位选线处于选通状态，而其他各位的位选线则处于关闭状态，同时，段码线上输出相应位要显示的字符段码。
这样，在同一时刻，8位LED中只有选通的那一位显示出字符，而另一位则是熄灭的。
同样，在下一时刻，只让下一位的位选线处于选通状态，在段码线上输出将要显示字符的段码，则同一时刻，只有选通位显示出相应的字符，而其他各位则是熄灭的。
如此循环下去，就可以使两位分别显示出将要显示的字符。
虽然这些字符是在不同时刻出现的，而在同一时刻，只有一位显示，其他各位熄灭，但由于LED显示器的余辉和人眼的视觉暂留作用，只要每位显示间隔时间足够短，则可以造成多位同时亮的假象，达到同时显示的效果。
图3.1 显示单元模块电路图键盘的扫描原理与数码管的扫描显示原理类似，依次将矩阵键盘的某行或某列置一，再逐个判断改行或该列上是否有信号为高，有则说明两座标相交处的按键按下了。
3.1.2 芯片CH452介绍CH452是数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片。
CH452 内置时钟振荡电路，可以动态驱动8 位数码管或者64 位LED，具有BCD 译码、闪烁、移位、段位寻址、光柱译码等功能；同时还可以进行64键的键盘扫描；CH452 通过可以级联的4线串行接口或者2 线串行接口与单片机等交换数据；并且可以对单片机提供上电复位信号。
图3.2 CH452工作原理图3.1.2.1 特点（1）显示驱动➢内置电流驱动级，段电流不小于15mA，字电流不小于80mA。
➢动态显示扫描控制，直接驱动8 位数码管、64 位发光管LED 或者64 级光柱。
➢可选数码管的段与数据位相对应的不译码方式或者BCD 译码方式。
➢BCD 译码支持一个自定义的BCD 码，用于显示一个特殊字符。
➢数码管的字数据左移、右移、左循环、右循环。
➢各数码管的数字独立闪烁控制，可选快慢两种闪烁速度。
➢任意段位寻址，独立控制各个LED 或者各数码管的各个段的亮与灭。
➢64 级光柱译码，通过64 个LED 组成的光柱显示光柱值。
➢扫描极限控制，支持1 到8 个数码管，只为有效数码管分配扫描时间。
➢可以选择字驱动输出极性，便于外部扩展驱动电压和电流。
（2）键盘控制➢内置64 键键盘控制器，基于8×8 矩阵键盘扫描。
➢内置按键状态输入的下拉电阻，内置去抖动电路。
➢键盘中断，可以选择低电平有效输出或者低电平脉冲输出。
➢提供按键释放标志位，可供查询按键按下与释放。
➢支持按键唤醒，处于低功耗节电状态中的CH452 可以被部分按键唤醒。
3、外部接口➢同一芯片，可选高速的4 线串行接口或者经济的2 线串行接口。
➢ 4 线串行接口：支持多个芯片级联，时钟速度从0 到2MHz，兼容CH451 芯片。
➢ 4 线串行接口：DIN 和DCLK 信号线可以与其它接口电路共用，节约引脚。
➢ 2 线串行接口：支持两个CH452 芯片并联（由ADDR 引脚电平设定各自地址）。
➢ 2 线串行接口：时钟速度从500Hz 到200KHz，兼容两线I2C 总线，节约引脚。
➢内置上电复位，可以为单片机提供高电平有效和低电平有效复位输出。
4、其它➢内置时钟振荡电路，不需要外部提供时钟或者外接振荡元器件，更抗干扰。
➢支持低功耗睡眠，节约电能，可以被按键唤醒或者被命令操作唤醒。
➢可选两种封装：SOP28、DIP24S，引脚与CH451 芯片兼容。
➢经过授权采用了1 项专利技术，低成本，简便易用。
3.1.2.2 显示驱动原理CH452对数码管和发光管采用动态扫描驱动，顺序为DIG0 至DIG7，当其中一个引脚吸入电流时，其它引脚则不吸入电流。
CH452内部具有电流驱动级，可以直接驱动0.5英寸至1 英寸的共阴数码管，段驱动引脚SEG6～SEG0 分别对应数码管的段G～段A，段驱动引脚SEG7 对应数码管的小数点，字驱动引脚DIG7～DIG0分别连接8 个数码管的阴极；CH452 也可以连接8×8矩阵的发光二级管LED阵列或者64 个独立发光管或者64级光柱；CH452可以改变字驱动输出极性以便直接驱动共阳数码管（不译码方式），或者通过外接反相驱动器支持共阳数码管，或者外接大功率管支持大尺寸的数码管。
CH452支持扫描极限控制，并且只为有效数码管分配扫描时间。
当扫描极限设定为1时，唯一的数码管DIG0 将得到所有的动态驱动时间，从而等同于静态驱动；当扫描极限设定为8 时，8 个数码管DIG7～DIG0各得到1/8的动态驱动时间；当扫描极限设定为4 时，4个数码管DIG3～DIG0 各得到1/4 的动态驱动时间，此时各数码管的平均驱动电流将比扫描极限为8时增加一倍，所以降低扫描极限可以提高数码管的显示亮度。
CH452内部具有8 个8 位的数据寄存器，用于保存8 个字数据，分别对应于CH452所驱动的8个数码管或者8 组每组8 个的发光二极管。
CH452支持数据寄存器中的字数据左移、右移、左循环、右循环，并且支持各数码管的独立闪烁控制，在字数据左右移动或者左右循环移动的过程中，闪烁控制的属性不会随数据移动。
CH452 支持任意段位寻址，可以用于独立控制64 个发光管LED 中的任意一个或者数码管中的特定段（例如小数点），段位编址顺序与键盘编址一致，编址从00H 到3FH。
当用“段位寻址置1”命令将某个地址的段位置1 后，该地址对应的发光管LED 或者数码管的段会点亮，该操作不影响任何其它LED 或者数码管其它段的状态。
CH452支持64级的光柱译码，用64 个发光管或者64级光柱表示65种状态，加载新的光柱值后，编址小于指定光柱值的发光管会点亮，而大于或者等于指定光柱值的发光管会熄灭。
CH452默认情况下工作于不译码方式，此时8个数据寄存器中字数据的位7～位0分别对应8 个数码管的小数点和段G～段A，对于发光二极管阵列，则每个字数据的数据位唯一地对应一个发光二级管。
当数据位为1时，对应的数据管的段或者发光管就会点亮；当数据位为0 时，则对应的数据管的段或者发光管就会熄灭。
例如，第三个数据寄存器的位0为1，所以对应的第三个数码管的段A点亮。
通过设定，CH452 还可以工作于BCD译码方式，该方式主要应用于数码管驱动，单片机只要给出二进制数BCD 码，由CH452 将其译码后直接驱动数码管显示对应的字符。
BCD 译码方式是指对数据寄存器中字数据的位4～位0进行BCD译码，控制段驱动引脚SEG6～SEG0的输出，对应于数码管的段G～段A，同时用字数据的位7 控制段驱动引脚SEG7 的输出，对应于数码管的小数点，字数据的位6和位5不影响BCD译码。
下表为数据寄存器中字数据的位4～位0 进行BCD 译码后，所对应的段G～段A 以及数码管显示的字符。
参考下表，如果需要在数码管上显示字符0，只要置入数据0xx00000B 或者00H；需要显示字符0.（0 带小数点），只要置入数据1xx00000B 或者80H；类似地，数据1xx01000B或者88H 对应于字符8.（8 带小数点）；数据0xx10011B 或者13H 对应于字符=；数据0xx11010B 或者1AH 对应于字符.（小数点）；数据0xx10000B或者10H对应于字符（空格，数码管没有显示）；数据0xx11110B 或者1EH 对应于自定义的特殊字符，由“自定义BCD 码”命令定义。