机电一体化课程设计指导书-推荐下载
机电一体化课程设计指导书
机电一体化课程设计指导书一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握机电一体化基本原理，包括机械系统、电子系统、控制系统及信息处理系统的基本构成及相互关系。
2. 学习并掌握常用传感器的工作原理及其在机电一体化系统中的应用。
3. 掌握机电一体化系统的设计方法和步骤，能够运用相关知识进行简单的系统设计。
技能目标：1. 能够运用CAD软件进行简单的机械结构设计，并完成图纸绘制。
2. 能够运用编程软件对控制系统进行编程，实现对机电系统的基本控制。
3. 能够运用相关工具和仪器进行机电一体化系统的调试和故障排除。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学、探索未知的精神，提高对机电一体化技术的兴趣和认识。
2. 培养学生的团队协作意识和沟通能力，使他们在项目实践中能够主动承担责任，共同解决问题。
3. 培养学生具备安全意识、环保意识和质量意识，使其在设计过程中充分考虑这些因素，养成良好的职业素养。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在帮助学生在掌握基本理论知识的基础上，提高实践操作能力。
课程目标具体、可衡量，有助于学生和教师明确课程预期成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
在教学过程中，注重理论联系实际，激发学生的创新思维，培养具备实际操作能力的机电一体化技术人才。
二、教学内容根据课程目标，教学内容分为以下三个部分：1. 理论知识学习：- 机电一体化基本原理：讲解机械系统、电子系统、控制系统及信息处理系统的基本构成及相互关系，涉及课本第一章内容。
- 常用传感器：介绍各种传感器的工作原理及其在机电一体化系统中的应用，对应课本第二章。
- 系统设计方法：学习机电一体化系统的设计方法和步骤，包括需求分析、方案设计、详细设计等，参考课本第三章。
2. 实践操作：- 机械结构设计：运用CAD软件进行简单机械结构设计，绘制图纸，结合课本第四章内容。
- 控制系统编程：使用编程软件进行控制系统编程，实现对机电系统的基本控制，涉及课本第五章。
机电一体化系统设计课程实验指导书
机电一体化系统设计课程实验指导书(可编程控制器原理及工程应用)实验一步进电机控制实验一、实验目的1、掌握步进电机工作原理；2、熟悉对步进电机转向、速度、行程进行控制的方法。
二、实验要求1、通过实验，加深并验证学过的理论知识，掌握实验的基本方法和实验原理；2、正确使用仪器设备；3、认真观察仪器设备的运动方式，独立编写控制程序并进行操作。
4、学生在实验过程中，应学会独立思考，应用所学专业理论知识分析和解决实验中遇到的具体问题；三、实验原理1、步进电机工作原理步进电机按工作原理可分为电磁式、磁阻式、永磁式、混合式四类。
其中混合式步进电机从定子或转子的导磁体来看，它如反应式步进电机，所不同的是它的转子上置有磁钢，反应式转子则无磁钢。
从它的磁路内含有永久磁钢这一点来说，又可以说它是永磁式，但因其结构不同，使其作用原理及性能方面，都与永磁式步进电机有明显区别。
它好像是反应式和永磁式的结合，所以常称为混合式。
混合式步进电机具有驱动电流小，效率高，过载能力强、控制精度高等特点，是目前市面上应用最为广泛的一种步进电机。
左图是两相混合式步进电机的剖面示意图。
定子上有两个等分的磁极，相邻两个磁极间的夹角为90°。
磁极上面装有控制绕组且联成A、B两相，转子上均匀分布两个齿，齿间距为180°。
以A、B表示两相绕组正向电流工作，、表示反向电流工作，可实现：1、两相激励四拍整步运行方式，即AB→B→→A 或单相激励的四拍运行方式，即A→B→ → 。
2、八拍半步运行方式，即AB→B→ B→ →→→A→A。
两相混合式步进电机剖面示意图此外还有1/4步距的运行方式、微步距控制运行方式，这里不一一叙述。
本节以八拍半步运行方式为例，讲述其工作原理，从下图可看出，（a）图为当A、B两相同时正向通电时，转子受到两相转矩的矢量和而转至该位置，(b)图为B相通电瞬间时转子的受力情况，(c)图为A相接反向电流，而B相接正向电流时转子受到两相转矩的矢量和而转到该位置，依此类推，可得出八拍半步运行方式（图中只给出了前三拍运行方式）。
《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指导书
机电一体化系统设计课程设计指导书邓春岩编著UESTC 机电工程学院第一章绪论1.1 机电一体化课程设计的目的机电一体和课程设计是一个重要的实践教学环节。
学生需综合运用所学的机械、电子、计算机和自动控制等方面的知识，独立进行机电结合的设计训练，主要目的是：1）学习机电一体化系统总体设计方案的分析、拟定和比较的方法。
2）对机械系统进行设计，掌握典型传动机构和导向机构等工作原理、设计计算方法和选用方法。
3）掌握控制用电机的工作原理，能够对控制用电机、驱动器进行计算与选用。
4）对控制系统进行设计，掌握典型硬件电路的设计方法和控制软件的设计思路。
5）根据系统的要求，掌握常用传感器的工作原理和选用方法。
6）培养学生独立分析问题、解决问题的能力，学习并初步建立“系统设计”的思想。
7）训练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 课程设计的内容与要求课程设计的内容应是典型的机电一体化系统或产品，如数控机床、工业机器人、三坐标测量仪、自动检测仪、全自动洗衣机、电子秤、自动售货机、家用智能装置等。
设计的内容需包扩：机械系统的设计；执行元件的计算与选择；计算机控制系统的选择、电路的设计和软件的设计；传感检测的选择与电路的设计等，根据专业性质的差异，可以适当调整相应部分设计工作量。
本次设计任务是CNC二维工作台的设计，主要包括：机械系统的设计与计算、控制电机的计算与选择、驱动器的选择与接线图的设计。
1.3 课程设计的原始数据试设计一个用于在水平面内（XOY平面）进行切割的CNC二维工作平台。
切割刀位于Y方向工作台上面，其受力点（X、Y方向的轴向载荷）到Y方向丝杠轴心线的距离为100mm。
其它参数见下表：表1.1 大题目及其参数项目名称大题编号一二三四五六备注行程 mm 500³500500³400500³300400³400400³300300³300X*Y方向的行程X丝杠转速n1200 150 120 80 50 50 单位： r/minY丝杠转速n2200 150 120 80 50 50 单位： r/min理论定位精度δ30 25 20 15 10 5 单位：μm表1.2 小题目（方案）及其参数方案项目名称方案编号ⅠⅡⅢⅣV VIX方向轴向载荷(N)F15000 4500 4000 3500 2000 1200Y方向轴向载荷(N)F24000 3500 3000 2500 1500 1000X方向工作台滑板及组件重量(N) 1000 900 800 700 600 400Y方向工作台滑板及组件重量(N) 600 500 400 400 300 200表1.3 控制实现的轨迹方案项目名称方案编号１２３４二维平台编程控制的轨迹ＮＳＣＬ注：CNC二维工作平台设计题目共五个大题目，每个大题目下面又有三个小题目（即方案）。
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书模版
PLC采用类似硬物理电路控制方式﹐只不过將控制部分集成﹐输入sensor和输出 控制通过专用接口进行。內部程序流程图反应到纸张上即为標准化的硬物理控制电路。
3.4
4
4.1
传感器的红外发射二极管不断发射红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时，光敏三极管一直处于关断状态，此时PLC模块的输出端为高电平；被检测物体出现在检测范围内时，红外线被反射回来且强度足够大，光敏三极管饱和，此时PLC模块的输出端为低电平，如同轻触开关被按下。
1.2
（1）按下启动按钮后，接通上输送带电动机（进料电动机）M3，上输送带运转，开始向斗秤进料。当斗秤中的原料达到设定重量，料位传感器S3动作， M3停止运行，停止进料，同时接通下输送带电动机（进料达到）M4（出料电动机）和开闸电动机M1，使下输送带运转，斗秤闸门打开，将料输出至下传送带。当闸门完全打开，闸门上限位传感器S1动作，切断M1，M1停止运行。
2.控制系统设计（20分），得分：
3.控制程序设计（20分），得分：
4.说明书格式（10分），得分：
小组得分：
小组成员得分：
1学号姓名得分
2学号姓名得分
3学号姓名得分
4学号姓名得分
课程设计成绩评定表
成果
形式
设计说明书
参考
文献
(1)刘跃华、吴德强.《PLC 课程设计指导书》，电子科技大学中山院
指导
教师
2013年 11月 18日
1
1.1
（1）培养学生综合运用所学知识进行分析和解决实际问题的能力；
（2）使学生受到PLC控制系统开发的综合训练，达到能够进行PLC控制系统设计和实施的目的；
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
机电一体化系统设计课程设计指导书
机电一体化系统设计课程设计指导书本课程设计指导书详细介绍了机电一体化系统的设计过程，通过本课程的学习，能够掌握机械设计、电气控制、程序编写等方面的技能，从而实现对机电一体化系统的全方位掌握。
第一部分：课程设计的背景和意义。
机电一体化系统是现代制造业中的重要技术，它将机械设计和电气控制有机地结合起来，通过计算机程序控制，从而实现自动化生产。
机电一体化系统能够提高生产效率，降低人工成本和生产成本，减少生产过程中的事故发生率等。
因此，掌握机电一体化系统设计技术对于现代制造业来说具有重要的意义。
第二部分：课程设计的教学目标。
本课程设计的教学目标主要包括以下方面：熟悉机电一体化系统的基本原理和设计流程、掌握机械设计和电气控制的技能、学会利用电气软件和编程语言进行系统的设计和控制、培养学生的计算机编程能力以及团队协作和创新能力等。
第三部分：课程设计的教学内容及要求。
本课程设计的教学内容主要包括以下几个方面：机电一体化系统的概述与原理、机械传动系统的设计、电气控制系统的设计、编程语言的基础知识、控制系统的软件设计、系统测试与调试等。
同时，对于学生，需要满足以下要求：1.能够独立完成机电一体化系统的设计与调试；2.掌握机械设计和电气控制的基础知识；3.了解编程语言和控制系统的软件设计；4.具备独立思考和解决问题的能力；5.能够合理地分工合作，完成项目中自己的任务。
第四部分：课程设计的考评方法。
本课程设计考核主要由课程设计报告和现场演示两个环节组成。
课程设计报告应包括系统设计流程、系统组成部分的详细设计、系统测试与调试等内容。
现场演示应展示课程设计的系统实现效果，并结合实验环节进行现场演示和讲解。
学生将按照报告的质量和现场演示的表现情况分数。
第五部分：总结。
机电一体化系统设计是一个综合性强，涉及面广的学习课程，需要学生熟练掌握机械设计、电气控制、编程语言等方面的知识，才能达到理论与实践相结合的目的。
因此，在课程设计中，需要教师根据学生的实际情况，采取不同的授课方式，增强学生的学习兴趣和参与度，从而提高学生的学习效果。
机电一体化系统设计课程设计指导书 尹志强 王玉林 第二章 课程设计的一般过程与要点新
二、抓住关键零部件的原理分析和设计
无论是机电一体化设备的改造，还是新产品设计， 都需要抓住关键零部件的分析和设计，这是机电一体化 系统设计的重要方法。例如，在微机数控机床和Ｘ-Y数 控工作台设计中，进给传动机构是整个设备的关键所在。 其中，作为执行元件的伺服电动机，在计算与选型方面， 本书第四章有详细介绍；作为传动元件的滚珠丝杠螺母 副以及作为导向元件的直线滚动导轨副，本书第三章提 供了详尽的计算过程并列出了丰富的产品参数。在波轮 式全自动洗衣机的传动系统中，减速器是关键部件；而 自动回转刀架的关键部件则是蜗杆-蜗轮副与螺杆-螺母 副。只有清楚了关键零部件的功能和工作原理，才有可 能顺利完成设计工作。
三、尽量选用模块化电路
目前控制系统的硬件电路普遍采用模块化设计方 法。在综合分析研究的基础上，本书第五章详细介绍 了机电一体化控制系统中经常使用的几种典型模块化 电路，其中大部分电路作者都在实践中应用过。本书 的重点是电路的应用设计，涉及的基本理论本书不作 过多叙述，读者可参阅其他有关教材。在设计时，对 常用的一些器件和芯片，建议记住其型号和作用，这 在今后的工作中非常有用。对于图纸中出现的电阻、 电容等器件，其参数的选择也很重要，要经常考虑一 下，这个器件为什么取这个数值？这样下次再遇到类 似问题，便可迎刃而解。
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第五节 注意现代设计手段和网络资源 的运用
尽量应用各种现代设计手段，可大大提高工作效 率。绘制机械图时可以采用AUTOCAD软件，电气原 理图的设计建议采用PROTEL软件。但由于课程设计 时间有限，每个学生的具体情况又不同，所以是否选 用计算机辅助设计不作强求，指导教师可根据学生情 况灵活掌握。
机械电子工程专业机电一体化方向专业设计指导书
机电一体化方向专业设计指导书目录一、实践目的.............................................................................................................................. - 3 -二、实践目标.............................................................................................................................. - 3 -三、实践学时.............................................................................................................................. - 3 -四、实践地点.............................................................................................................................. - 3 -五、实践要求.............................................................................................................................. - 3 -六、组织形式.............................................................................................................................. - 3 -七、实践内容.............................................................................................................................. - 4 -八、进度安排.............................................................................................................................. - 4 -九、考核依据.............................................................................................................................. - 4 -十、实验设备.............................................................................................................................. - 4 - 十一、注意事项.......................................................................................................................... - 5 - 附录一：焊接工具清单.............................................................................................................. - 5 - 附件二：单片智能机寻迹机器人材料清单.............................................................................. - 6 - 附录三：万用表的使用.............................................................................................................. - 7 - 附件四：电烙铁的使用方法...................................................................................................... - 8 - 附件五：智能寻迹机器人介绍.................................................................................................. - 8 - 附件六：程序状态指示灯演示验证程序................................................................................ - 10 - 附件七：流水灯演示验证程序................................................................................................ - 12 - 附件八：数码管演示验证程序................................................................................................ - 14 - 附件九：数码管及跑马灯演示验证程序................................................................................ - 16 - 附件十：按键中断查询演示验证程序.................................................................................... - 19 - 附件十一：话筒声音识别演示验证程序................................................................................ - 21 - 附件十二：光敏电阻与蜂鸣器演示验证程序........................................................................ - 23 - 附件十三：红外反射与直流电机驱动演示验证程序............................................................ - 24 - 附件十四：串口通信程序演示验证程序................................................................................ - 28 - 实验十五：综合功能演示验证程序........................................................................................ - 30 -在学习了电路、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理及接口技术、测试技术与信号分析等专业先修课程的基础上，进一步培养学生机电综合应用技能，为后续的毕业设计打好基础。
机电一体化课程设计指导书
机械工程及自动化专业专业课程设计指导书学时/学分：3周/ 3适用对象：机械工程及自动化专业课程类型：学科专业必修课先修课程：电工电子技术、微机原理与接口技术、测试技术、液压传动、机电传动控制、PLC控制技术、机电一体化系统设计一、教学目的通过课程设计培养学生综合运用所学知识和技能、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计是建立在专业基础课和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于：1、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统(产品)的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。
2、培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力，提高计算、绘图等基本技能。
3、培养学生掌握机电产品设计的一般程序和方法，进行工程师基本素质的训练。
4、树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。
二、教学内容及基本要求：1、设计内容为机电控制系统（典型机电产品）设计，其主要内容包括：1）机械传动结构设计；2）电气测控系统；设计内容必须包括一个模拟量控制。
课程设计题目：机电传动单向数控平台设计（1）电机驱动方式：步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机；（2）机械传动方式：螺旋丝杆、滚珠丝杆、同步皮带、链传动等；（3）电气控制方式：单片微机控制、PLC控制；（4）功能控制要求：速度控制、位置控制；（5）主要设计参数：单向工作行程——1800、1500、1200 mm；移动负载质量——100、50 kg；负载移动阻力——100、50 N；移动速度控制——3、6 m/min；2、课程设计的基本要求：（1）方案设计：根据课程设计任务的要求，在搜集、归纳、分析资料的基础上，明确系统的主要功能，确定实现系统主要功能的原理方案，并对各种方案进行分析和评价，进行方案选优。
（2）总体设计：针对具体的原理方案，通过对动力和总体参数的选择和计算，进行总体设计，最后给出机械系统的控制原理图或主要部件图（A2一张）。
机电一体化系统课程设计指导书
机电一体化系统设计》课程设计指导书（2012-2013-1学期）（起止时间：第19 周~第20 周）一、课程设计总体思路机电一体化系统课程设计，将机电专业理论课程的相关内容有机结合起来，使学生受到完整的设计过程训练，使学生对机械本体和电子、电气控制的软硬件的设计过程有全面的了解，使学生掌握机电工程设计的基本方法，提高其分析问题和解决实际工程问题的能力，培养学生的工程观念，将整个课程内容有机而系统地结合起来。
工业机器人是一种典型的机电一体化产品，机器人技术是综合了计算机、控制、机构学、传感技术等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
本课程设计将以移动工业机器人为研究对象，开展机器人结构设计、制作和控制，初步掌握机械系统、环境识别系统和运动控制系统的设计方法，训练如何查资料及图表、数据处理、自动控制以及创新能力，使学生具备独立设计机电一体化产品的能力，提高综合应用已有知识解决问题的能力，更好地培养机电一体化专业学生的专业技术能力和综合素质。
二、课程设计培养目标课程设计不仅使学生掌握机电一体化相关的基本理论和技术技能，还要使学生“做中学”以熟练运用系统的有机集成技术进行工程设计，同时加强团队协作能力的培养，促进交流与合作，拓展视野，勇于创新，提高思考与决策水平，形成解决实际问题的能力和终身学习的能力。
1、发挥主体，培养学生自主学习能力机电一体化技术，操作性强，更新速度非常快，内部也变化多端，光靠老师、光靠课堂上的一点时间并不能讲全其中的变化，在课程设计教学实践环节中，尤其要注意自主性学习、学生学习方法的指导，爱护和保护学生的好奇心和求知欲，帮助学生自主学习，独立思考。
让学生边看书、边查阅相关资料、边自己动手实践，积极主动地去获取知识、获取信息，逐步掌握千变万化的机电技术，适应信息社会飞速发展的需要。
2、加强整合，培养学生的系统设计能力机电一体化技术与很多学科有着千丝万缕的联系，在课程设计中，要注重学科之间的有机融合，通过合理的构建课程设计教学团队，请具有丰富的机械设计、机电控制、电路设计实际经验的教师参与课程设计的具体指导。
机电一体化系统课程设计指导书
附一：题目一：——自动分拣工件机械手的设计要求：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.机械手的结构和各部分动作过程的示意如图1所示。
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PLC(PLC(单片机))的控制系统和输入/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。
题目二：——自动搬运工件机械手的设计要求：1．工件在左工作台上加工完第一道工序后机械手将其搬到右工作台上进行第二道工序加工.请设计机械手将左工作台上的工件搬到右工作台上的控制系统。
机械手的结构和各部分动作过程如示意图1所示。
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PLC(PLC(单片机))的控制系统和输入/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。
进程安排:(共周)题目三：——自动往返定位加料上料小车的设计要求: 1. 小车结构及工作示意图如图1所示:小车左右行驶及车门开关操作均由三相交流异步电动机驱动，功率为3KW.电动机的主控制电器为接触器，其接触器的电磁线圈驱动电压：交流220V，电流0.5A加料呼叫由按钮发出,加料定位由行程开关检测。
专门化方向课程设计机电一体化方向指导书
专门化方向课程设计指导书机电一体化方向机械设计制造及其自动化华北科技学院机电工程系机械工程教研室2005 年12月专门化方向（机电一体化方向）课程设计指导书一、机电一体化系统课程设计的目的机电一体化系统是机械设计制造及其自动化专业学生必修的一门专业课。
该课程具有较强的实践性和综合性。
通过本课程的学习，使学生建立机电产品的一体化设计思想，把所学的电工学、传感器技术，自动控制技术、计算机技术和机械设计理论有机地结合起来，了解各项技术的相互接口关系。
本课程设计是机电一体化系统课程重要的实践环节，其基本目的是:1、通过课程设计，使学生初步掌握系统设计的原理和综合集成技巧，进行机电一体化系统的总体方案的设计和分析。
2、根据系统动力学观点，对系统中的机电元部件的主要参数的匹配，进行协调设计计算，以便适应微机控制系统和控制软件的要求。
3、通过课程设计，学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料，培养设计的思路和基本技能。
4、通过课程设计，强化训练学生学科融合的思维能力和设计能力，引起对新概念、新技术浓厚的兴趣。
二、机电一体化系统课程设计的内容：1、从机电一体化系统功能出发，制定总体设计方案；2、根据结构参数和运动特性要求，选取合适电机和传动部分；3、进行主要零部件的选择和设计计算，合理选取材料，确定零部件的尺寸参数；按国标要求，绘制机械装置装配图与主要零部件图；4、选取控制系统，正确绘制出电器控制系统原理图。
5、正确编写课程设计说明书，清楚表达设计思想和计算过程及结论。
三、课程设计的步骤课程设计大致按以下步骤进行：1、设计准备阅读设计任务书，明确设计要求，通过查阅资料了解设计对象。
2、总体方案设计从机电一体化系统功能出发，制定总体设计方案。
机电一体化产品总体方案的设计包括功能分析、资料积累、综合研究和方案确定。
3、驱动电机的选择分析各类电机的特点、性能和应用范围；确定选用电机的类型、容量和调速方式。
4、传动部分的设计根据总体设计要求应使其具有所需要的各种运动，要求一定变速范围的运动。
《机电一体化系统设计》课程设计
《机电一体化系统设计》课程设计任务书学院：班级：学号：指导教师：朱红萍二0一一年十二月目录一、课程设计目的二、设计题目及参数三、设计内容四、机电一体化系统设计五、心得体会六、参考文献一、课程设计目的机电一体化系统课程设计是一个重要的实践性教学环节。
要求学生综合运用所学过的机械、电子、计算机和自动控制等方面的知识，独立进行一次机电结合的设计训练，主要目的是：1）学习机电一体化系统总体设计方案拟定、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、设计计算方法与选用原则。
如齿轮/同步带减速装置、蜗杆副、滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副等。
3）通过对进给伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱动方式，学会选用典型的位移/速度传感器；如交流、步进伺服进给系统，增量式旋转编码器，直线光栅等。
4）通过对控制系统的设计，掌握一些典型硬件电路的设计方法和控制软件的设计思路；如控制系统选用原则、CPU 选择、存储器扩展、I/O 接口扩展、A/D 与D/A 配置、键盘与显示电路设计等，以及控制系统的管理软件、伺服电动机的控制软件等。
5）培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并初步树立“系统设计”的思想。
6）锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力. 二、设计题目及参数设计题目：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）立式铣刀最大直径mm d 15=； 2）立铣刀齿数3=z ； 3）最大铣削宽度mm a e 15=； 4）最大背吃刀量mm a p 8=； 5）加工材料为碳素钢或有色金属；6）X 、Y 方向的脉冲当量脉冲/005.0mm y x ==δδ； 7）X 、Y 方向的定位精度均为±0.01mm ；8）工作台面尺寸为mm mm 230230⨯，加工范围为mm mm 250250⨯； 9）工作台空载最快移动速度min /3000max max mm 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 ==。
(完整版)机电一体化毕业课程设计说明书
机电一体化课程设计班级：08级专二姓名：陈欣指导教师：杜辉日期：2010年12月24日机电一体化毕业课程设计题一、目的与要求机电专业课程设计是在学完了《机电一体化系统设计》课程之后进行的一个设计性和实践性教学环节。
通过本课程设计，使学生受到一次较为全面地综合运用所学课程知识进行机械系统及电气系统软、硬件设计的基本训练。
通过训练能够达到以下目的：1.能够正确运用数控技术、微机控制技术、机电一体化系统设计等课程的基本理论和有关知识，学会进行机电一体化系统设计时的方案分析、比较、拟订；掌握进行机电设备设计的设计步骤；掌握机电系统设计的设计方法。
2.通过对数控设备的机械部分设计，掌握数控设备工作原理、学会机械系统设计步骤、学会典型零件的设计计算方法或选型计算方法、提高结构分析能力和设计能力。
3.通过对数控设备控制系统硬件和软件的设计，掌握系统工作原理、熟悉数控系统硬件设计的基本方法、掌握元器件的选用原则、提高应用计算机进行电气原理图设计的能力、提高编制控制软件的能力。
4．通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生分析问题和解决问题的能力。
5.提高学生查阅手册、使用图表、应用标准以及编写技术文件资料的能力。
二、课程设计内容课程设计的内容一般是一个简单的数控装置或是对现有旧机床进行数控化改造的机械和电气系统的设计及其控制软件的设计。
1.数控装置总体方案的确定：（1）数控装置设计参数的确定或机床改造部分及现存设备总体情况的描述。
（2）总体方案的分析、比较、论证及最终确定。
2．机械系统设计：（1）机械脉冲当量确定。
（2）机械部分的总体尺寸及重量的估算。
（3）切削力计算。
（4）传动元件及导向元件的设计、计算和选用。
（5）步进电机选型计算。
（6）机械系统结构设计及部件装配图绘制。
3．微机数控系统设计：（1）微机数控系统总体控制方案设计（2）主芯片选型分析（3）存储器扩展电路设计（4）IO接口电路及外接电路的设计（5）伺服控制电路设计（6）系统控制软件设计4. 课程设计说明书编制：（1）说明书是课程设计的总结性技术文件，应叙述整个设计的内容。
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《机电一体化技术》课程设计指导书
机械工程系
机电一体化教研室
一、课程设计的目的
本次设计是机电一体化产品设计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：
1、卧式车床的数控化改造设计；
题目：C6140卧式车床数控化改造设计
任务：将一台C6140卧式车床改造成经济型数控车床。
主要技术指标如下：
1) 床身上最大加工直径400 mm；
2) 最大加工长度1000 mm；
3) X方向(横向)的脉冲当量δx=0.005 mm／脉冲，Z方向(纵向)δZ：=0.01mm／脉冲；
4) X方向最快移动速度νxmax=3000mm／min，Z方向为νZmax= 6000 mm／min；
5) X方向最快工进速度νxmaxF=400mm／min，Z方向为νZmaxF= 800 mm／min；
6) X方向定位精度±0.01mm，Z方向±0.02mm；
7) 可以车削柱面、平面、锥面与球面等；
8) 安装螺纹编码器，可以车削米／英制的直螺纹与锥螺纹，最大导程为24mm；
9) 安装四工位立式电动刀架，系统控制自动选刀；
10) 自动控制主轴的正转、反转与停止，并可输出主轴有级变速与无级变速信号；
11) 自动控制冷却泵的起／停；
12) 安装电动卡盘，系统控制工件的夹紧与松开；
13) 纵、横向安装限位开关；
14) 数控系统可与PC机串行通信；
15) 显示界面采用LED数码管，编程采用ISO数控代码。
2、数控车床自动回转刀架的机电系统设计；
题目：数控车床自动回转刀架机电系统设计
任务：设计一台四工位的立式自动回转刀架，适用于C616或C6132经济型数控车床。
要求绘制自动回转刀架的机械结构图，设计控制刀架自动转位的硬件电路，编写刀架的控制软件。
推荐刀架所用电动机的额定功率为90W，额定转速为1440r／min，换刀时要求刀架转动的速度为30r／min。
3、 X-Y数控工作台的机电系统设计；
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a e=15mm；
4)最大背吃刀量a p=8mm；
5)加工材料为碳素钢或有色金属；
6)X、Y方向的脉冲当量δx=δy=0.005mm／脉冲；
7)x、y方向的定位精度均为±0.01mm；
8)工作台面尺寸为230mm×230mm，加工范围为250mm×250mm；
9)工作台空载最快移动速度v xmax=v ymax =3000mm／min；
10)工作台进给最快移动速度v xmaxf=v ymaxf=400mm／min。
4、波轮式全自动洗衣机的机电系统设计。
题目：波轮式全自动洗衣机机电系统设计
任务：设计一种波轮式全自动洗衣机的机电系统，要求最大洗衣质量为3.8kg，内桶直径为Φ400mm，洗衣转速约为140～200r／min，脱水转速约为700～800r／min。
要求具有自动调节水位、根据衣服种类设定洗涤模式、自动进水、排水和自动脱水等功能。
5.编写设计计算说明书1份。
要求达到5000字以上。
三、计划安排
课程设计安排在机电一体化课程设计之后。
计划课程为两周。
采用计算机课程训练的方式进
行。
081311~2班的课程设计安排在本学期的18~19周。
在图书馆五楼的计算中心。
课程设计的部分内容讲授已在教学周完成。
课程设计要求进行设计计算和图纸设计。
每人两张图。
用A2图纸绘制，要求采用PCCAD2004或CAXA2007制图并打印。
设计计算说明书要求按固定格式写作，并打印而成。
最少字数5000字。
必须突出计算过程和选型方案。
第二周从周3开始，要进行设计答辩。
两班共分八组进行。
答辩不合格者继续修改并完成余下工作。
合格者要对计算说明书和图纸进行打印，并装订后上缴指导老师。
成绩评定按五级制评定。
四、指导书与参考资料
指导书为
尹志强等编著，机电一体化系统设计课程设计指导书，北京：机械工业出版社2007.7第一版，2008.3重印,ISBN 978-7-111-21504-2
参考书为
[1]高安邦等编著,机电一体化系统设计实例精解,北京:机械工业出版社,2008.7
ISBN 978-7-111-24255-0
[2]《机械设计手册软件版3.0》或相应纸质版
[3]《机械设计大典1-6》PDF版或相应纸质版
[4]《机电工程师手册》 PDF版或相应纸质版
[5]《机电一体化设计实用手册》或相应纸质版
[6]《机械零件设计手册》PDF版或相应纸质版
附录:
内容及课时分配
序号步骤和实践内容要求学时
1天1研究课程设计任务书、收集资料、进行方案分
析
2确定设计方案、绘制结构草图2天3进行装配图设计4天4部件与零件图设计3天5编写设计说明书1天6设计答辩1天总计利用休息日二天12天。