送料小车运行控制系统设计

郑州大学现代远程教育《机电一体化技术》

课程考核要求

说明：本课程考核形式为提交作业，完成后请保存为WORD 2003版本格式的文档，登陆学习平台提交，并检查和确认提交成功（能够下载，并且内容无误即为提交成功）。

一．作业要求

请任选一题，认真、独立完成。

二．作业内容

题目一送料小车运行控制系统设计

1. 设计目的：通过对送料小车运行的控制系统设计，使学生们掌握控制系统硬件设计及软件编程方法，具有灵活运用相关知识的能力；

2. 设计内容及要求：下图为送料小车运行过程图。当小车处于后端，按下起动按钮，小车向前运行，压下前限位开关后，翻斗门打开；7s后小车向后运行，到后端，即压下后限位开关后，打开小车底门，完成一次工作循环。

小车运行过程图

设计要求：能够控制小车的远行，并具有以下几种方式：(1)手动；(2)自动单周期，即小车住复运行一次后停在后端等待下次起动；(3)自动连续，即小车起动后自动往复运行；(4)单步运行，即每步动作都要起动；(5)往复运行2次即小车往复运行2次后，回到后端停下，等待起动。

3. 设计成果：

1）相关硬件电路图

2）相关程序

题目二机械手控制系统设计

1.设计目的：通过对机械手的控制系统设计，使学生们掌握控制系统硬件设计及软件编程

方法，具有灵活运用相关知识的能力；

2.设计内容及要求：

要求根据机械手工作过程，设计出其控制系统

3. 设计成果：

1）相关硬件电路图

2）相关程序

题目三数控加工中心刀具库的自动控制系统设计

1.设计目的：通过对数控加工中心刀具库自动控制系统设计，使学生们掌握控制系统硬件设计

及软件编程方法，具有灵活运用相关知识的能力；

2.设计内容及要求：因原有的刀具库控制方式过于陈旧、功能过于单一且智能度不高，刀

盘只能单向转动，效率较低并且指示灯设计不合理，对刀成功后没有正确与否的提示。

针对原有功能的的不足提出自己的改进方法。对位成功的进行指示灯闪烁提示，调取不是当前工位的刀时，系统能根据调取刀号的大小自动选择最佳刀盘转动方向，以提高取刀效率。

改进后的基本特征：

1）当机械手位置 = 程序调取刀号位，换刀成功指示灯闪烁3秒。

2）当机械手位置 > 程序调取刀号位，刀具盘逆转,调刀指示灯亮,到位后, 换刀成功指示灯闪烁3秒。

3）当机械手位置 < 程序调取刀号位，刀具盘顺转, 调刀指示灯亮,到位后,换刀成功指示灯闪烁3秒。

机械手位置与调取刀号位之间的偏差是选择正反转的根据。

3. 设计成果：

1）相关硬件电路图

2）相关程序

题目四C6132普通车床的数控改造设计

1. 设计目的：通过C6132普通车床的数控改造，使学生们掌握普通机床改造的方法，具有灵活运用相关知识的能力；

2. 设计内容及要求：C6132型车床是一种加工效率高，操作性能好，社会拥有量大的普通车床。本设计任务是对C6132普通车床进行数控改造。利用微型计算机对纵、横向进给系统进行开环控制．纵向脉冲当量为0.01mm／脉冲．横向脉冲当量为0.005mm／脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架。

3. 设计成果：

1）电动机的选取2）相关硬件电路图

题目五双坐标十字滑台设计及控制

1.设计目的：加深理解和掌握机电一体化、计算机接口技术、计算机控制技术、数控技术等课程的基本知识，提高学生综合运用所学知识能力

2.设计内容及要求：

工作台行程：工作台长度100mm；宽度100mm；

脉冲当量：0.005～0.008mm/P

其它参数如下表所列

3. 设计成果：

1）相关计算

2）相关硬件电路图

3）相关程序

题目六四工位组合机床PLC控制系统设计

1、设计目的：

学生通过四工位组合机床课程设计,对所学课程理论知识进行一次系统的回顾检查复习和提高,并运用所学理论,,受到从理论到实践应用的综合训练，培养学生独立运用所学理论解决具体问题的能力。

2、设计内容及要求：

四工位组合机床由四个工作滑台，各带一个加工动力头，组成四个加工工位。除了四个加工工位外，还有夹具、上下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四部分。工艺要求为由上料机械手自动上料，机床的四个加工动力头同时对一个零件进行加工，一次加工完成一个零件，通过下料机械手自动取走加工完的零件。要求具有全自动、半自动、手动三种工作方式。

3、设计成果：

1）相关机械系统元件选择

2）相关硬件电路图

题目七X-Y工作台机电一体化系统设计

1、设计目的：通过X-Y工作台系统设计，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；

2、设计内容及要求：设计一套简易的微机控制X-Y工作台，固定在Z4012型12mm台式钻床的

工作台上。能批量加工最大面积为150×100mm2的印刷电路板上许多孔，最大孔径可达6mm。

3、设计成果：

1）相关设计计算

2）相关硬件电路图

题目八x向进给传动系统的滚珠丝杠

1. 设计目的：传动系统是机电一体化机械系统很重要的一部份内容，滚珠丝杠是高精传动

的常用器件之一，通过学生对滚珠丝杠的设计，提高学生机械计算、查表和设计能力。

2.设计设计内容及要求：根据给定条件，计算出所需滚珠丝杠的精度、载荷、所需直径等

参数，结合相关手册，完成x向进给传动系统的滚珠丝杠，并完成相关校核。

1）相关设计计算

2）滚珠丝杠设计图1份

题目九x向直线导轨设计

1. 设计目的：支撑导向是机电一体化机械系统关键性部件之一，直线导轨是高精加工设备常用导向支撑器件之一，通过学生对直线导轨的设计，提高学生机械计算、查表和设计能力。

2.设计设计内容及要求：根据给定条件，计算出所需直线导轨的精度、载荷等参数，结合

相关手册，完成x向支撑导向系统的直线导轨，并完成相关校核。