机电一体化课程设计报告书
机电一体化课程设计报告
机电一体化系统设计基础课程设计报告专业：机械电子工程班级：机电0811学号： 2008716022姓名：陈智建指导教师：刘云、柯江岩2012 年 1 月 13 日目录第一节绪论 (3)1.1课程设计目的意义 (3)1.2课程设计任务描述 (3)1.3数控铣床的性能指标设计要求 (3)第二节总体方案设计 (4)2.1主轴驱动系统设计方案 (4)2.2 X/Y/Z轴控制系统方案设计 (4)2.3电气系统设计方案 (4)第三节传动系统设计 (5)3.1主轴传动系统的设计 (5)3.1.1主轴电机选择 (5)3.1.2变频器的选择 (5)3.1.3主轴传动系统设计 (5)3.2伺服驱动系统设计 (6)3.2.1伺服传动机构设计 (6)3.2.2伺服电机选择 (6)3.2.3 滚珠丝杠的选择 (6)3.2.4滚珠丝杠支承的选择 (7)3.3设计验算校核 (8)3.3.1惯量匹配验算 (8)3.3.2伺服电机负载能力校验 (8)3.3.3系统的刚度计算 (9)3.3.4固有频率计算 (10)3.3.5死区误差计算 (10)3.3.6系统刚度变化引起的定位误差计算 (11)第四节电气系统设计 (11)后附6张系统框图和元器件图。
(14)第五节心得体会 (15)参考文献 (16)第一节绪论1.1课程设计目的意义机电一体化是一门实践性强的综合性技术学科，所涉及的知识领域非常广泛，现代各种先进技术构成了机电一体化的技术基础。
机电一体化系统设计基础课程设计属于机械电子工程专业的课程设计，培养学生综合应用所学的知识，进行机电一体化系统设计的能力。
1.2课程设计任务描述本课程设计主要要求学生设计一数控铣床的传动系统跟控制系统，即在已有数控系统的基础上，根据实际加工要求，进行二次开发。
由于生产数控系统，伺服电动机的驱动器，伺服电机的厂家很多，即使同一厂家，其生产的产品系统和型号也很多。
为了避免在设计过程中选型过于宽广，并考虑到本设计的目的主要是为了训练从事设计的基本能力，数控系统规定选用Fanuc OI MATE MC。
机电一体化设计报告
机电一体化系统设计报告书设计题目:_ __专业：机电一体化班级：学生姓名：学号：指导教师：谭剑上交时间:2011年9月19日目录一、前言 (3)二、洗衣机机械部分 (4)1.全自动波轮洗衣机的机械结构 (4)2.全自动洗衣机硬件机构 (5)三、程序学习 (6)1.第一章C语言概述 (6)2.第二章分支程序 (6)3.第三章数据类型 (8)4.第四章循环程序设计 (8)四、总结 (9)前言随着单片机开发技术的不断发展，目前已有越来越多的人从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，其中主要是以C语言为主，市场上几种常见的单片机均有其C语言开发环境。
这里以最为流行的80C51单片机为例来学习单片机的C语言编程技术。
本报告共分五章，每章一个专题，以一些待完成的任务为中心，围绕该任务熟悉C语言的一些知识，每一个任务都是可以独立完成的，每完成一个任务，都能掌握一定的知识，等到所有的任务都完成后，即可以完成C语言的入门工作。
其中，第一章主要介绍了C语言概述及其开发环境的建立，提供入门的基础，通过学习一些方法让我们懂得如何用C语言编程；第二章以分支程序设计为主。
通过第一章的学习，我们意识到如何建立Keil C的编程环境是很重要的，并了解了一些C语言的基础知识，且这一部分将通过一个键控流水灯程序的分析来学习分支程序设计；第三章以介绍数据类型为主。
数据是计算机处理的对象，计算机要处理的一切内容最终将要以数据的形式出现，因此，程序设计中的数据有着很多种不同的含义，不同的含义的数据往往以不同的形式表现出来，这些数据在计算机内部进行处理、存储时往往有着很大的区别。
下面我们来了解C语言数据类型的有关知识。
第四章以循环程序设计为主。
在这里我们将学习程序设计中另一种常用的程序结构――循环结构。
第五章以介绍全自动波轮洗衣机的机械结构为主。
波轮式全自动洗衣机多采用套筒式结构，波轮装在内桶的底部，内桶为带有加强筋和均布小孔的网状结构，并可绕轴旋转。
机电一体化课程设计报告书
机电一体化系统课程设计题目自动分拣工件机械手的设计班级学生蒋金成同组凌一锐起迄日期2015 指导教师年机械 1211学号1220116105 上文龙薛俊12月 25日~ 2016年 1月汪帮富讲师5 日机械工程学院目录1. 自动分拣工件机械手设计的要求、目的及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 11.1 要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 31.2 目的及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 32. 总体方案设计与论证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 42.1 总体方案设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4 2.1.1 主体功能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 42.1.2 执行机构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5 2.1.3 驱动机构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 6 2.1.4 控制机构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 6 2.2 总体方案论证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4 2.2.1 调试过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 6 2.2.2 调试中出现的问题及解决方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72.2.3 结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83. 机构分析与计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3 3.1 机械手总体设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83.2 机身的总体设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯94. 关键部件设计与校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4 4.1 机械手手抓的设计计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 4.1.1 选择手抓的类型及夹紧装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10 4.1.2 手抓的力学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯114.1.3 机械手手抓夹持精度的分析计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯115. 结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯126. 收获、体会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯127. 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯131、自动分拣工件机械手设计的要求、目的及意义1.1 要求1、机械手将传送带 A 上的大号物品传送到传送带 B 上，其他小号的物品让其流走。
机电一体化专业课程设计报告
机电一体化专业课程设计一、选题背景机电一体化课程设计作为机械电子专业的实践教学环节, 考察学生综合运用所学专业知识进行分析问题和解决问题的能力. 科学合理地安排课程设计的内容使学生即能在有限的时间内掌机电一体化设备的设计过程, 培养学生的工程设计能力和解决实际问题能力, 又能训练学生抓住问题的主要矛盾有针对性的加以深入的研究是课程设计成功与否的关键所在. 本文针对课程设计教学过程中实际遇到的问题,探索机电一体化课程设计的内容设置, 对于提高课程设计的教学质量具有重要意义.二、设计要求设计一电路板控制系统，检测液压油油、压油温检测系统，其中压力P〈=15，油温T〈=80C，绘制电路原理图和电路板图。
三、选题目的当代数学信号处理的发展趋势之一是在通用的硬件上借助软件实现复杂的功能，伴随对软件依赖性的增加，软件的开发成本也相应提高，甚至出现赶超硬件投入的趋势。
机电一体化是指机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进了电子技术，并将机械装备和电子设备以及软件等有机的结合起来所构成的系统的总称。
也就是说机电一体化的连接机械和电子、气压、液压等相关的的关键技术，在微电子技术、计算机技术、及信息处理技术的高速发展，消费者对高性能、高自动化的机械化产品提出了更高的要求，也就是要求我们从事机械设计制造及自动化行业的技术人员掌握机电一体化技术的重要性所在。
机电一体化的关键技术有：（ 1 ）机械技术，（2）计算机及信息处理技术，（3）系统技术，（4）自动控制技术，（5）传感检测技术，（6）侍服传动技术。
在新的历史背景下，同时因也是个知识爆炸的年代，不管是对祖国经济的发展，还是一个很现实的问题：对自己将来的发展，对于掌握、精通这门技术都尤为的显得重要。
而这次课程设计，一方面让我们从理论到实践的一个联系，另一方面也是温习和巩固所学的专业知识特别是单片机方面的知识，对于单片机系统能够从整体上认识和把握，能够从整体的高度上根据实际需求设计出有效的系统。
机电一体化课程设计报告
课程设计机电一体化系统课程设计教学单位: 机电工程学院专业: 机械设计制造及其自动化班级:学号:姓名:指导教师:完成时间:课程（产品）设计任务书目录1. 总体方案设计 (1)1.1. 设计目的 (1)1.2. 设计任务 (1)1.3. 总体方案的确定 (2)2. 机械传动部件的计算与选型 (4)2.1. 导轨上移动部件的重量估算 (4)2.2. 铣削力的计算 (4)2.3. 直线滚动导轨副的计算与选型 (5)2.4. 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (6)2.5. 步进电动机减速箱的选用 (9)2.6. 步进电动机的计算与选型 (9)2.7. 增量式旋转编码器的选用 (12)3. 控制系统和人机接口设计 (12)I/O口地址分配表 (13)4. 总结 (14)5. 附录 (15)5.1. 机械装配图 (15)5.2. 电气连线图 (15)5.3. PLC控制程序 (16)参考文献 (17)1.总体方案设计1.1. 设计目的设计的目的和意义。
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）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4）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1.2. 设计任务题目：X—Y数控工作台机电系统设计任务：设计一种供立式数控铣床使用的X-Y数控工作台，主要参数如下：1）立铣刀最大直径d=15mm；2）立铣刀齿数Z=3；3）最大铣削宽度mmae15=；4）最大背吃刀量mmap8=；5）加工材料为碳素钢；6）X 、Y 方向的脉冲当量mmy x 005.0==δδ/脉冲；7）X 、Y 方向的定位精度均为mm 01.0±；8）工作台尺寸210mm ×250mm,加工范围为230mm ×270mm ； 9）工作台空载最快移动速度min/3000mm v v y x ==；10）工作台进给最快移动速度min/400max max mm v v f y f x ==；11）移动部件总重量为661.5N ； 12）每齿进给量mm f z 1.0= 13）铣刀转速n=300r/min1.3. 总体方案的确定1.机械传动部件的选择（1）导轨副的选用 要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床的，需要承受的载荷不大，但脉冲当量小、定位精度高，因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。
机电一体化系统设计报告
机电一体化系统设计报告
摘要：本报告旨在介绍机电一体化系统的设计内容，包括系统需求分析、系统设计原理、硬件选型、软件开发以及系统测试与验证。
通过详细
的阐述和分析，展现了我们团队在机电一体化技术领域的研究和实践成果。
1.引言
1.1背景介绍
1.2研究目的
2.系统需求分析
2.1功能需求
2.2性能需求
2.3可靠性需求
2.4安全性需求
3.系统设计原理
3.1机电一体化系统原理
3.2动力学分析
3.3控制策略选择
4.硬件选型
4.1电机选型
4.2驱动器选型
4.3传感器选型
4.4控制器选型
5.软件开发
5.1系统架构设计
5.2控制算法设计与实现
5.3数据处理与通信模块设计
5.4用户界面设计
6.系统测试与验证
6.1功能测试
6.2性能测试
6.3可靠性测试
6.4安全性测试
7.结果与讨论
7.1实验数据分析
7.2系统优化与改进
8.结论
附录：系统设计图纸、电气原理图、控制流程图等技术资料
总之，本报告涵盖了机电一体化系统设计的相关内容，从系统需求分析到系统设计原理、硬件选型、软件开发以及测试验证等方面，对系统设
计的全过程进行了详细的阐述和分析。
希望这份报告能为机电一体化技术的应用和研究提供一定的参考价值。
《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。
机电一体化系统课程设计免费范文
机电一体化系统课程设计一、概述机电一体化系统是指将机械、电子、控制等多学科有机地结合起来，形成一个具有机械、电气、电子等功能部分的新型产品或系统。
随着科学技术的不断发展，机电一体化系统在工业、交通、农业等领域的应用日益广泛。
为了培养学生的综合能力和实际操作能力，机电一体化系统课程设计成为一门重要课程。
本篇文章将介绍一篇免费的机电一体化系统课程设计范文，旨在帮助同学们更好地理解该课程的设计要求和实际操作过程。
二、课程设计内容1. 课程设计主题：基于PLC的自动化控制系统设计2. 设计要求：a. 选择一个具体的工业生产场景，例如流水线生产、自动包装、自动搬运等；b. 设计一个基于PLC的自动化控制系统，实现对该生产场景的自动控制和监测；c. 设计系统的硬件配置和接线图，包括传感器、执行器、PLC等设备的选型和连接方式；d. 编写PLC控制程序，实现对生产场景的自动化控制；e. 设计人机界面，实现对系统的监控和操作；f. 编写课程设计报告，包括设计思路、系统配置、程序代码等内容。
三、课程设计步骤1. 选择工业生产场景根据实际情况，选择一个具体的工业生产场景作为课程设计的基础，例如流水线生产。
2. 系统需求分析分析所选生产场景的具体要求，包括自动控制的功能需求、安全性要求、生产效率要求等。
3. 硬件配置和接线图设计根据系统需求，选择合适的传感器、执行器和PLC等硬件设备，并设计它们之间的连接方式。
4. PLC控制程序设计根据系统需求，编写PLC控制程序，实现对生产场景的自动化控制。
5. 人机界面设计设计一个直观简洁的人机界面，实现对系统的监控和操作。
6. 系统调试和实验验证将硬件设备和控制程序进行组装和调试，验证系统在实际场景中的性能和稳定性。
7. 课程设计报告撰写撰写课程设计报告，包括系统设计思路、硬件配置、程序代码、系统调试结果等内容。
四、课程设计范文（此处省略具体的课程设计范文，仅列出课程设计内容的大纲）1. 课程设计主题：基于PLC的自动化控制系统设计2. 设计要求：a. 选择流水线生产场景；b. 设计一个基于PLC的自动化控制系统，实现对流水线的自动控制和监测；c. 设计系统的硬件配置和接线图，包括传感器、执行器、PLC等设备的选型和连接方式；d. 编写PLC控制程序，实现对流水线的自动化控制；e. 设计人机界面，实现对系统的监控和操作；f. 编写课程设计报告，包括设计思路、系统配置、程序代码等内容。
机电一体化课程设计说明书
第一章课题背景一、机电一体化在工程机械中应用机电一体化是当今自动化技术发展的最高阶段。
早期的自动化技术主要是借助凸轮、机械机构等实现的，这一时期的自动化实际上是机械自动化；随着电子技术的发展，凸轮、机械机构逐渐被继电器、接触器、电磁开关等机构所取代，实现了电气自动化，机械机构大大简化，自动化水平大为提高；机电一体化则是生产实践对自动化技术进一步发展的需要，也是微电子技术、计算机技术、信息技术、控制技术和精密机械技术等发展的必然产物，是以计算机为主要特征的自动化技术。
如果说机械系统处理的对象是运动、力、物质和能量，电子系统处理的对象是信息和知识，则机电一体化系统不仅有处理能量和物质的功能，而且还有处理信息和知识的能力。
机电一体化技术发展至今已成为一门有着自身体系的新型学科，其发展历程可分为4个阶段：①数控机床的问世是机电一体化发展的开始；②微电子技术为机电一体化带来勃勃生机；③可编程序控制器的发展为机电一体化提供了坚强基础；④激光技术、模糊技术、信息技术使机电一体化跃上新台阶【1】。
机电一体化技术的发展初期，人们的目的是利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能，那时研制和开发还处于萌芽状态，而且由于当时电子技术水平不高，机械技术与电子技术的结合还不广泛和深入。
其后计算机技术、控制技术、通信技术、大规模集成电路的发展，为机电一体化的发展奠定了技术和物质基础。
二、PLC的应用与发展而随着电子科技的发展及产业应用的需要，PLC的功能也日益强大，例如位置控制及网络功能等，输出输入信号也包含了DI (Digital Input)、AI (Analog Input)、PI (Pulse Input)及NI (Numerical Input)，DO (Digital Output)、AO (Analog Output)、PO (Pulse Output)及NO (Numerical Output)，因此PLC在未来的工业控制中，仍将扮演举足轻重的角色。
机电一体化课程设计报告书
《机电一体化创新设计项目》实验教学大纲(一)一、课程简介课程名称：机电一体化创新设计项目Creative Design of Electromechanical Integration课程代码： 112010学分和总学时： 3学分 72学时实验（上机）学时： 30学时开课单位：机电工程学院选课对象：机械设计制造及其自动化专业二、课程内容与实验目的：本项目课程以德国慧鱼公司生产的机电产品模型为对象，学生通过装配机电设备模型，对设备进行较为细致的观察和分析，从而完成综合性的设计训练过程。
虽然用模型学生可装配出各种各样的产品，但学生学习的重点是选定其中一个产品进行分析研究；对产品进行编程运行，检验其功能、性能等效果；初步掌握开发、设计一个产品的有关过程；学习查阅资料，为自己的设计和分析提供理论依据。
加强实践教学，培养学生的动手能力，在一定程度上改变工科教学重理论教学，轻实践环节的现状，使学生生动活泼地进行学习，较全面地掌握各类机械机构，机电一体化机构、计算机编程等基本知识。
本课程的任务是，在简明扼要的介绍各类装置之后，对指定装置进行测绘，学生完成所有零件图、部件图、最后完成总装图设计。
根据学生的能力，还可进行相关的改进设计、动画设计等。
在设计过程中，学生还可接触到机械装备的控制、驱动、传动的技术，学习机械制造中的工艺、工装、测量等知识。
三、实验教材与实验考核本课程通过对指定的装置或模型进行测绘和设计，设计时采用三维设计软件，使学生对设备的结构和组成等获得较为丰富的感性认识，对机械装置的设计过程和设计要点有基本概念，为完成后面的设计任务，以及完成将来的学习任务提供思维源泉。
实验教材有实验指导书、实验设备供学生使用。
项目过程中学生要自学Solidworks等三维设计软件，独立的完成课程内容。
实验考核评分参考平时成绩和实验报告成绩，设计图纸的质量，以及答辩的情况给定。
比例基本参考如下：平时成绩10%，实验报告成绩10%，设计图纸的质量40%，答辩的情况40%。
机电一体化系统设计课程设计报告车床经济型数控改装设计
《机电一体化系统设计》课程设计题目一一、任务分析1．设计题目：CA6140车床经济型数控改装设计2．设计内容与要求：将CA6140普通车床改造成经济型数控车床。
要求该车床具有切削螺纹的功能，纵向和横向具有直线和圆弧插补功能。
系统分辨率纵向：0.01mm，横向：0.005mm。
设计参数如下：最大加工直径：在床面上400mm在床鞍上210mm最大加工长度：1000mm快进速度纵向 2.4m/min横行 1.2m/min最大切削进给速度纵向0.5m/min横行0.25m/min代码制ISO脉冲分配方式逐点比较法输入方式增量值、绝对值通用控制坐标数 2最小指令值纵向0.01mm/pulse横行0.005mm/pulse刀具补偿量0~99.99mm进给传动链间隙补偿量纵向0.15mm横行0.075mm自动升降速性能有二、总体方案设计接到数控装置的设计任务以后，必须首先拟定总体方案，绘制系统总体框图，才能决定各种设计参数和结构，然后再分机械部分和电气部分进行设计计算。
现以机电一体化的典型产品经济型数控机床为例，分析总体方案的拟定的内容和应该考虑的问题。
机床数控系统总体方案的拟定应包括以下内容：系统运动方式的确定，伺服系统的选择，执行机构的结构及传动方式的确定，微型计算机数控系统的选择、设计等。
应根据毕业设计任务书及要求提出系统总体方案，对方案进行分析比较和论证，最后确定总体方案。
1．总体设计方案的论证对于普通机床的经济型数控改造，在考虑总体设计方案时，应遵守的基本原则是：在满足设计要求的前提下，对机床的改造应尽可能少，以降低成本。
1)数控系统运动方式的确定数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统、连续（轮廓）控制系统。
由于要求CA6140车床加工复杂轮廓零件，所以本微机数控（MNC）系统采用连续控制系统。
2)伺服进给系统的选择数控机床的伺服进给系统有开环、半闭环和闭环之分。
采用直流或交流伺服电机驱动的闭环控制方案的优点是可以达到很好的机床精度，能补偿机械传动系统中的各种误差、传动间隙及干扰等对加工精度的影响。
机电一体化系统设计报告
机电一体化系统设计课程设计(说明书)龙门式数控钻床机械结构设计学院专业学生姓名学号指导教师完成日期《龙门式数控钻床机械结构设计分析与综合》摘要近些年来，国内外机床工业的发展十分迅速，以数控为特征的现代化机床在生产中广泛应用。
在工农业生产中，经常会碰到一些大型回转体类零件，其上需加工很多孔。
用普通机床对其加工往往会遗漏，而小型数控加工中心则难以对其进行加工。
本课题就是针对这一问题，设计一台龙门式数控钻床，专门适合对这一类零件进行钻削加工。
它不仅大大减轻了操作者的劳动强度，而且大大提高了劳动生产率。
本次设计包括了数控钻床的主要机械结构，其中包括：主轴箱中的主传动系装配；进给系统中的工作台装配和传动系统中的丝杠螺母等设计。
同时，将各项相关技术合理运用，以达到最优化设计的目的。
机械制造工业是国民经济的基础。
机床工业则是机械制造工业的基础，它在国民经济中起着至关重要的作用，但我国机床工业与发达国家相比还有较大差距，我们必须奋发图强，努力工作，以便早日赶上世界先进水平。
关键词数控钻床导轨工作台滚珠丝杠目录目录 (1)一、绪论 01.1国内外发展状况 01.2方案论证 01.3数控系统总体方案确定 (1)二、结构设计 (1)2.1主机部分总体方案确定 (1)3.1 Solidworks三维建模 (2)四、滚珠丝杠设计计算 (3)4.2滚珠丝杠轴向负荷F的计算 (4)五、机械部分设计计算 (6)设计小结 (8)致谢 (9)参考文献 (10)...................................................................一、绪论1.1国内外发展状况1.1.1国内数控机床现状近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。
在这些数控机床中，除少量机床以FMS 模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。
机电一体化系统课程设计报告
机电一体化系统课程设计设计说明书设计题目：X－Y数控工作台机电系统设计院校：班级：姓名：学号：2011年 12 月 24 日目录机电一体化系统设计课程设计任务书1．总体方案1.1导轨副的选用1.2 丝杆螺母副的选用1.3 减速装置的选用1.4 伺服电动机的选用1.5 检测装置的选用2.控制系统的设计3.机械传动部件的计算与选型3.1导轨上移动部件的重量估算3.2铣削力的计算3.3直线滚动导轨副的计算与选型3.4滚珠丝杠螺母副的计算与选型3.5步进电动机减速箱的选用3.6步进电动机的计算与选型3.7增量式旋转编码器的选用4．工作台机械装配图的绘制5.工作台控制系统的设计6.步进电动机驱动电源的选用7.设计总结参考文献[1]张建民.《机电一体化系统设计》第三版.高等教育出版社[2]尹志强.《系统设计课程设计指导书》.机械工业出版社设 计 计 算 与 说 明主要结果设计任务：题目：X-Y 数控工作台机电系统设计 任务：设计一种供立式数控铣床使用的X-Y 数控工作台，主要参数如下：1）立铣刀最大直径d=15mm ； 2）立铣刀齿数Z=3； 3）最大铣削宽度mm a e 15=； 4）最大背吃刀量mm a p 8=； 5）加工材料为碳钢； 6）X 、Y 方向的脉冲当量mmy x 005.0==δδ/脉冲；7）X 、Y 方向的定位精度均为mm 01.0±； 8）工作台导轨长度为1260mm ；9）工作台空载最快移动速度min /3000mm v v y x ==；10）工作台进给最快移动速度min /400max max mm v v f y f x ==； 11）移动部件总重量为800N ；12）丝杆有效行程为920mm 。
一、总体方案的确定 1 机械传动部件的选择1.1导轨副的选用 要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床的，需要承受的载荷不大，但脉冲当量小、定位精度高，因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。
机电一体化课程设计报告
机电一体化课程设计报告机械电子工程班级：机电0811 学号：全文结束》》716022 姓名：陈智建指导教师：刘云、柯江岩xx 年1 月13 日目录第一节绪论31、1课程设计目的意义31、2课程设计任务描述31、3数控铣床的性能指标设计要求3第二节总体方案设计42、1主轴驱动系统设计方案42、2 X/Y/Z轴控制系统方案设计42、3电气系统设计方案4第三节传动系统设计53、1主轴传动系统的设计53、1、1主轴电机选择53、1、2变频器的选择53、1、3主轴传动系统设计53、2伺服驱动系统设计53、2、1伺服传动机构设计53、2、2伺服电机选择63、2、3 滚珠丝杠的选择63、2、4滚珠丝杠支承的选择73、3设计验算校核73、3、1惯量匹配验算73、3、2伺服电机负载能力校验83、3、3系统的刚度计算93、3、4固有频率计算93、3、5死区误差计算103、3、6系统刚度变化引起的定位误差计算10第四节电气系统设计11第五节总结12参考文献13附：6张系统框图和元器件图第一节绪论1、1课程设计目的意义机电一体化是一门实践性强的综合性技术学科，所涉及的知识领域非常广泛，现代各种先进技术构成了机电一体化的技术基础。
机电一体化系统设计基础课程设计属于机械电子工程专业的课程设计，培养学生综合应用所学的知识，进行机电一体化系统设计的能力。
1、2课程设计任务描述本课程设计主要要求学生设计一数控铣床的传动系统跟控制系统，即在已有数控系统的基础上，根据实际加工要求，进行二次开发。
由于生产数控系统，伺服电动机的驱动器，伺服电机的厂家很多，即使同一厂家，其生产的产品系统和型号也很多。
为了避免在设计过程中选型过于宽广，并考虑到本设计的目的主要是为了训练从事设计的基本能力，数控系统规定选用Fanuc OI MATE MC。
根据该数控系统控制性能，可控制3个伺服电动机轴和一个开环主轴（变频器），满足4轴联动数控铣床的控制要求。
机电一体化创新设计实训报告__范文模板以及概述
机电一体化创新设计实训报告范文模板以及概述1. 引言1.1 概述机电一体化创新设计实训是一门综合性的实践课程，旨在培养学生的机械设计与电气控制综合能力。
通过该实训，学生可以应用所学的理论知识，结合实际工程项目进行创新设计和解决实际问题。
1.2 文章结构本报告分为五个主要部分：引言、正文、创新设计实训、结论以及总结与展望。
引言部分主要介绍文章的背景和目的。
正文部分详细介绍了机电一体化的相关知识和技术。
创新设计实训部分具体描述了我们在实训中进行的项目和方法。
结论部分总结了我们在实训中获得的成果和经验教训。
总结与展望部分提出了对未来机电一体化发展方向的展望。
1.3 目的本报告旨在回顾和总结我们在机电一体化创新设计实训中所做的工作，并分享我们通过这门课程所获得的经验和收获。
通过本报告，读者将了解机电一体化领域的基本概念、方法和应用，并了解我们在实训中所面临的挑战和解决方案。
希望本报告能够对学习和研究机电一体化领域的人员提供有益的参考和借鉴。
2. 正文机电一体化是一种融合了机械工程、电子工程和计算机科学的综合领域。
它将传统的机械系统与电气控制系统相结合，形成了高度智能化、自动化的新型系统。
在现代社会中，机电一体化技术广泛应用于各个领域，如制造业、交通运输和农业等。
机电一体化创新设计实训是培养学生创新精神和设计能力的重要环节。
通过实践操作和项目设计，学生可以掌握机电一体化相关知识和技能，并且锻炼解决问题的能力。
本篇报告将详细介绍本次机电一体化创新设计实训的过程、方法和结果。
首先，在实训前期，我们小组对该项目进行了深入研究和调研。
我们了解到该项目是为某家汽车制造公司开发一个智能车辆控制系统，以提高汽车性能和乘坐舒适度。
在调研中，我们分析了市场需求、技术现状以及竞争对手的产品。
同时，我们还进行了大量的文献查阅和专家咨询，以便更好地理解该项目的关键问题和挑战。
接下来，我们开始了创新设计实训的实践操作。
首先，我们制定了详细的项目计划和时间表，明确了每个阶段的任务和目标。
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机电一体化系统课程设计题目自动分拣工件机械手的设计班级机械1211学生蒋金成学号 1220116105同组凌一锐上文龙薛俊起迄日期2015年12月25日~ 2016年1月5日指导教师汪帮富讲师机械工程学院目录1. 自动分拣工件机械手设计的要求、目的及意义 (1)1.1要求 (3)1.2目的及意义 (3)2. 总体方案设计与论证 (4)2.1总体方案设计 (4)2.1.1主体功能 (4)2.1.2执行机构 (5)2.1.3驱动机构 (6)2.1.4控制机构 (6)2.2总体方案论证 (4)2.2.1调试过程 (6)2.2.2调试中出现的问题及解决方法 (7)2.2.3 结果分析 (8)3. 机构分析与计算 (3)3.1机械手总体设计 (8)3.2机身的总体设计 (9)4. 关键部件设计与校核 (4)4.1机械手手抓的设计计算 (9)4.1.1选择手抓的类型及夹紧装置 (10)4.1.2 手抓的力学分析 (11)4.1.3机械手手抓夹持精度的分析计算 (11)5. 结论 (12)6.收获、体会 (12)7.参考文献 (13)1、自动分拣工件机械手设计的要求、目的及意义1.1要求1、机械手将传送带A上的大号物品传送到传送带B上，其他小号的物品让其流走。
机械手所有的动作均由液压驱动，上升，下降，左移，右移均由(双线圈)三位四通电磁阀控制，夹紧，放松用一个(单线圈)二位四通电磁阀控制，通电夹紧，断电放松。
所有电磁线圈驱动电源：直流，电压24V，电流1A,位置检测用：行程开关，光电开关，压力继电器。
2、系统操作可实现单循环，自动循环功能。
3、设计控制系统和输入/输出信号调理电路及功率驱动电路原理图。
4、设计控制系统程序流程图并用汇编语言编写其中的某一段程序。
5、设计操作台面板布置示意图。
6、编写设计说明书和使用说明书。
7、在满足控制要求的前提下，力求控制系统简单，经济。
1.2目的及意义现代计算机技术的产业革命，将世界经济从资本经济带入到知识经济时代。
在电子世界领域，从20世纪中的无线电时代也进入到21世纪以计算机技术为中心的智能化现代电子系统时代。
而机械手控制系统则逐步发展为与计算机互联，使机械手控制系统更加智能化，操作更加简单方便。
随着自动化的发展，机械手（机器人）应用将更加普遍，尤其随着汽车行业和塑胶行业的发展，西欧、日本、苏联和中国等地域机械手开始百花争放，可以这样讲，未来的人类社会将是机械手的时代。
该课程设计的自动分拣机械手属于搬运机械手。
所谓搬运机械手，就是将机械手安装在移动平台之上。
这种结构使机械手拥有很大的操作空间和高度的运动冗余性，并同时具有移动和操作功能，这使它优于传统的机械手，因此在危险作业、制造业、服务业等行业具有广阔的应用前景。
但由于结构复杂、强耦合、非线性、非完整性等问题的存在，都使得对搬运机械手的研究具有相当的挑战性。
机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为“上下料机械手”。
生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。
因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。
随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。
由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的应用。
2、总体方案设计与论证2.1总体方案设计(执行机构、驱动机构、控制机构 )2.1.1主体功能设计如图所示的工作台机械手系统构成图(1) pb1、pb2系统总控制开关,继电器XO、X1(2) PS1工件检测光电开关，继电器X6(3) LS1控制机械手的夹紧与放松，继电器Y5(4) LS2控制工作台的左转和右转，继电器Y3、Y4(5) LS3控制工作台的上升与下降，继电器Y1、Y2(6)图上省略左转和右转（X3、X4）、上升与下降限位开关(X5、X2)以及传送带A、B电动机(Y6、Y7)、液压马达（Y0）按下工作启动按钮，传送带A、B开始工作。
当光电开关检测到工件时传送带A电动机停止运转，机械手下降电磁阀工作，机械手下降，到达下降限位接近开关，机械手停止下降, 夹紧电磁阀工作，夹紧工件，2秒钟后机械手上升电磁阀工作，机械手上升，到达上升限位接近开关，电动机左转电磁阀工作，机械手旋转电动机左转，将工件运到传送带B上方，机械手左转压到左转限位开关，机械手旋转电动机停止运转，同时机械手下降，到达限位接近开关，机械手停止下降并松开释放工件，2秒钟后机械手上升，到达限位接近开关，传送带B电动机工作，传送带B带动工件运行，同时机械手旋转电动机右转，机械手右转压到右转限位开关，传送带B电动机停止运转，传送带A电动机又开始工作，机械手开始循环工作…………2.1.2执行机构即直接抓取工件的部分，由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手。
本设计项目中采用夹持式手部结构。
夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构所构成。
手指是与物件直接接触的构件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。
回转型手指结构简单，制造容易，故应用较广泛，本设计采用回转型。
手部多为两指（也有多指，本设计采用两指）；指形也有不同设计，常用的指形有平面、V形面的和曲面的，本设计采用平面行的设计；手指有外夹式和撑式，本设计采用外夹式；另外，根据需要分为外抓式和抓式两种，本设计采用外抓式。
如上图可以看出。
2.1.3驱动机构驱动机构是工业机械手的重要组成部分。
根据动力源的不同，工业机械手的驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动等四类。
本驱动机构是液压驱动，所有动作都可以通过液压实现。
2.1.4控制机构本设计是自动化分拣工件机械手，所以肯定采取自动控制。
我们学过单片机和PLC课程。
俩者各有利弊，可编程序控制器(PLC)是以微处理器为核心,综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的自动控制装置,它具有结构简单、易于编程、性能优越、可靠性高、灵活通用和使用方便等一系列优点。
PLC在电磁阀的控制等领域已经得到了广泛的应用。
所以，对于该分拣机械手首先想到的是PLC。
采用PLC能灵活控制机械手的操作，而且操作简单方便；另外，PLC控制器的稳定性是其成为工控首选的原因。
所以本设计采取三菱FX2N-48MR PLC。
（1）控制系统设计在一条自动生产线上，由机械手将传送带A上的物品传送到传送带B上。
机械手的上升、下降、左转、右转、夹紧、放松动作分别由电磁阀控制液压传动系统工作，并用限位开关及光电开关检测机械手动作的状态和物品的位置。
传送带A、B均由三相鼠笼型异步电动机驱动。
电动机应有相应的保护。
（2）PLC（I/O）分配（3）程序设计上图为实现自动化控制所画的流程图，根据上图可以轻松的设计出如下的梯形图：这个程序是严格按照设计要求来编的,程序中加入的M4辅助继电器起到复位作用,启动开关是X0,停止开关是X1,程序中还加入了了两个计数器C0、C1。
其中计数器C0对下降限位SP2(X2)计数，从而实现机械手到达二号（B）传送带时松开机械手放置物品的控制。
计数器C1对上升限位SP1(X5)计数，从而实现机械手在松开机械手放置物品以后上升第二次压到上升限位SP1(X5)的时候实现右转的控制。
2.2总体方案论证2.2.1调试过程按下启动开关X0以后,观察六秒钟以后,传送带A(Y6)的灯是否亮,如果不亮,说明传送带A的电磁阀Y6没有得电,相关开关没有动作,重新查看程序,修改好;如果灯亮,说明这一步程序正常.接下来按下光电开关(模拟光电开关检测到物品),观察机械手是否下降(Y2),如果没有下降,说明这一步程序设计得有问题,修改程序,再监测;如果机械手下降,程序正常,继续下一步程序检查.压下下降限位开关,不要松开,观察机械手的夹紧(Y5)检测灯是否同时亮起来,如果没有,程序错误,修改程序,再作检测;如果灯同时亮了,程序正常,继续下一步检查.看看两秒钟以后机械手是否上升(机械手上升[Y1]检测灯是否亮),如果灯没有亮,说明定时器没有起作用,检查修改这一步程序;如果灯亮了,说明程序正常,继续下一步的检查.压下上升限位开关,同时松开之前所压的下降限位开关,观察机械手是否左转(机械手左转[Y3]监测灯是否亮),如果没有亮,说明这一步程序有问题,检查问题然后修改;如果灯亮了,说明程序正常,继续下一步检查.接下来按下左转限位开关(注:上升限位开关依然被紧压,机械手下降才松开),观察机械手是否下降,如果不下降,说明程序有问题,检查程序,作相应修改;如果机械手下降(机械手下降的监测灯亮),松开之前压下的上升限位开关,但左转限位开关不能松开.按下下降限位开关,刚才机械手是否动作(机械手松开),如果动作,程序正常,不然就不正常,机械手动作以后,观察两秒钟以后机械手是否上升,如果不上升,程序有问题;如果上升,松开下降限位开关,此时左转限位开关依然处于压下状态.继续下一步检查.按下上升限位开关,观察传送带B是否动作,以及机械手是否同时右转(Y4),如果同时动作,什么程序准确,不然就有错误,得修改程序.然后同时松开左转限位开关和上升限位开关,观察传送带B和机械手是否同时停止动作,及传送带A是否动作,如果答案是:是,那程序正常,所有程序调试完成。
接下来调试复位开关,当机械手传送带在运作中的时候,按下停止按钮,看看能不能复位,如果可以,什么复位正常,程序准确,如果不能,就应该找出问题并且修改程序了。
2.2.2调试中出现的问题及解决方法调试过程中,由于好多按键是配合使用的,使用经常会出问题,对程序的设计要求比较高,有时候好难顾及到多个方面,例如:机械手还没有上升的时候,下降限位开关必须被压下,机械手还没有左转的时候,右转限位就必须一直被按着,虽然只是简简单单的描述,但真正到了编程的时候,要求就比较高了,好多时候,在顾及到机械手右转的同时,传送带B没有动作;或者在松开上升限位和左转限位的时候,传送带B和机械手右转还是动作的.解决方式也是有好多的,最好用的就是一边调试一边修改程序,最终完成程序的编写.2.2.3 结果分析通过运行自己设计的正确程序，可以实现用机械手将物品从传送带A移到传送带B，整个过程通过手动结合程序控制，PLC控制的机械手传送带系统比较大的优点就是容易作出相应的修改，从而适应不同的场合，而且控制比较简单明了。