《机电综合创新设计》课程设计题库2015秋 (1)

《机电综合创新设计》课程设计题库

说明：1.每位同学限选一题；

2.选题结果表由各班班长统计后发回公共邮箱。

1. 数控回转工作台的设计

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：回转角度0～360°正反旋转；最大回转半径100㎜；最大承载重量20㎏；工作台旋转输出精度

2mrad,主要用于定位，转速低，具备自锁功能。

3) 机械部分的设计：装配工作图1张（ 1号 ）；

4) 电器控制的设计：控制系统接口图1张；

5) 控制装置采用步进电机驱动，MCS-51单片机或PLC

控制系统，转角由键盘输入实现开环控制。

2. 数控摆动工作台的设计

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：回转角度0～90°正反方向旋转；最

大承载重量20㎏；工作台旋转输出精度2mrad, 主

要用于定位，转速低，具备自锁功能。

3) 机械部分的设计：装配工作图1张（ 1号 ）；

4) 电器控制的设计：控制系统接口图1张；

5) 控制装置采用步进电机驱动，MCS-51单片机或PLC

控制系统，转角由键盘输入实现开环控制。 3. 数控移动工作台设计

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：；最大承载重量20㎏；工作台旋转输出精度0.01mm, 具备自锁功能。

3) 机械部分的设计：装配工作图1张（ 1号 ）；

4) 电器控制的设计：控制系统接口图1张；

5) 控制装置采用步进电机驱动，MCS-51单片机或PLC 控制系统，位移由键盘输入实现开环控制。

4.机械手运动控制系统设计

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)课题内容简介或设计要求：机械手运动控制系统的总体方案如下图所示，机械手运动范

围0-200mm，机械手移动步距0.01mm,步进电机驱动，完成：

（1）机械本体结构方案设计（绘制 A3 幅面机械结构草图一张） ;

（3）控制器的控制程序设计（绘制 A3 幅面程序流程框图一张） ;

（4）机械本体结构部分的设计包括：丝杠导程选择、丝杠支承结构选择、螺旋机构运动部件导向机构选择、步进电机的安装结构以及与丝杠的连接结构设计。

（5）控制器采用 MCS 一 51 单片机。程序流程框图尽量详细，图框中用文字说明。程序代码用 C 语言或汇编语言编写，每行都要添加文字注释。

（6）控制程序的功能是实现机械手的匀速循环动作：

开始控制之前机械手的运动部件处于运动范围内的随机位置上，开始控制后，运动部件向任意方向移动。当位置传感器检测到运动部件到达运动范围的极限位置时，运动部件停止1 秒，然后反向移动，在运动范围的中点停下，该位置作为机械手的初始位置。

机械手的运动部件到达初始位置后停 2 秒，以初始位置为中心，在±5mm 的位置之间移动，移动到±15 mm时停 1 秒。

5.自动门PLC控制装置

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)课题内容简介或设计要求：

A.自动门控制装置的硬件组成：

自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。

B.控制要求：

（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。

（2）自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。

（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。

（4）在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。

3)机械部分的设计：装配图；

4)计算机控制的设计：画出实物模型与控制系统的硬件连接图，按图接线，编制控制程序，

并画出逻辑图。

6.自动门单片机控制装置

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)课题内容简介或设计要求：

A.自动门控制装置的硬件组成：

自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。

B.控制要求：

（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。

（2）自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。

（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。

（4）在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。

3)机械部分的设计：装配图；

4)计算机控制的设计：画出实物模型与控制系统的硬件连接图，按图接线，编制控制程序，

并画出逻辑图。

7.键盘按键寿命测试台设计

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)需要测试键盘的有效使用次数，设计一个设备:模拟人的按键，可以测试其按键次数并