机电综合实验指导书
机电工程综合实验
机电工程综合实验（步进电机调速控制）姓名学号陈高翔3100104585马良3100104652陆建杰3100103410周耀明3100104851年级专业机械电子工程1003班指导教师葛耀峥所在学院机械工程学系机电工程综合实验------步进电机调速控制1 设计任务书一、实验目的通过电控系统软硬件实验的学习和实践，能基本掌握电路原理图和印刷电路板的设计和绘制方法，能对诸如Altium Designer、proteus、keil软件和基于单片机系统的C语言比较熟练使用。
能更好地理解已学过的模拟电路和数字电路理论知识，并进行综合运用。
并通过对单片机硬件系统与高级程序设计语言结合联系，打下进行电子产品的研发和开发的基础。
二、实验任务与要求设计并制作一台可以驱动步进电机等并进行相关显示的电控系统硬件电路板、完成电路板焊接工作以及完成相应功能的高级语言软件编程。
要求基本掌握画电路原理和电子线路板设计方法，基本掌握模块化编程技术和上机操作技巧。
了解编译、库连接、程序优化法。
足部掌握焊接技巧，尽量减少诸如拉尖、侨联、虚焊等常见的点焊缺陷。
完成一件已调试完成的系统电路板。
具体任务：利用键盘模块输入电机的工作状态（启动、停止、正/反转、加速和减速），3个LED 灯显示电机的工作状态（正转、反转和停止），6位数码管显示电机的转速（只用低四位、高二位备用），电机驱动电路驱动电机。
具体要求：1、设计各个模块电路原理图，并利用keil软件进行程序编写2、利用proteus软件进行各个电路模块仿真，确保模块电路的准确性3、利用AD软件绘制相应的总电路原理图，并绘制PCB图4、利用keil软件进行总程序的编写，并进行proteus仿真5、焊接电路板6、进行系统调试，完成实验三、系统模块简介本系统主要由五部分组成：基于AT89C2051或AT89C52 CPU的微处理器控制电路模块；6位共阳数码管7SLED1~7SLED6数据显示电路模块，采用动态显示方式，用于显示电机转速的设定值；3位发光二极管LED1-LED3指示灯显示电路模块，用于显示电机的工作状态，包括停止、正转以及反转；8个按键K0-K7，可构成矩阵式键盘，用于切换电机工作状态和输入转速；4路达林顿管驱动电路模块，用于驱动步进电机。
机电综合实验指导书(PLC,液压试验)
课程名称：《机电综合实验》授课专业：授课班级：周学时：总学时：40学分：任课教师：目录实验一. 三相异步电动机正反转控制电路实验 (3)实验二. 继电—接触器控制星形/三角形降压起动电路实验 (5)实验三 PLC仿真实验（自动门控制） (7)实验四 PLC仿真实验（部件分配） (10)实验五. PLC控制气缸往复运动回路实验 (13)实验六. PLC控制气缸顺序动作回路实验 (22)实验七. 三相异步电动机变频调速实验 (24)实验八. 步进电机的PLC控制实验 (26)实验九. 交流伺服电机单轴定位控制实验 (28)实验十. 溢流阀的二级调压回路实验 (30)实验十一. 三位四通电磁换向阀卸荷回路实验 (32)实验十二. 差动连接的增速回路 (34)实验十三. 电磁阀和调速阀调速回路实验 (36)实验十四. 双作用气缸的直接控制实验 (39)实验十五. 双作用气缸的速度控制实验 (33)实验十六. MPS模块化生产系统认识 (42)实验一三相异步电动机正反转控制电路实验一、实验目的1.了解三相异步电动机的结构及铭牌数据的意义2.了解按钮，交流接触器和热继电器的基本结构和动作原理。
3.掌握三相异步电动机正反转控制电路的工作原理、接线及操作方法。
4.了解电动机运行时的保护方法。
二、实验设备1.万用表、异步电动机。
2.交流接触器、熔断器、热继电器、按钮、刀开关。
3.导线若干。
三、实验内容1.熟悉常用低压电器元件的结构、工作原理、型号规格、使用方法及其在控制线路中的作用。
2.熟悉三相异步电动机正反转控制电路的工作原理、接线方法、调试及故障排除的技能。
四、实验步骤1.根据电动机正反转原理图，绘制相应的电气接线图。
2.进行主电路连接。
3.进行控制电路的连接。
4.检查电路连接是否正确。
5.电路连接正确，进行通电试车，看电动机能否正常工作。
6.若出现故障必须断电检查，再通电，直到试车成功。
7.操作正转起动、反转起动、停止按钮，观察电动机的运行情况。
机电一体化实验指导书
实验一、单管放大电路实验报告实验目的：实验此电路是否具有放大作用，以及更深刻的认识放大电路的原理和了解放大电路在生活中的应用实验原理：三极管的放大作用实验步骤：先检测三极管是否具有放大作用，再通过函数信号发生器和示波器以及模拟实验箱、万用电表来进行三极管的放大实验实验仪器：函数信号发生器、示波器、万用电表、模拟实验箱、导线数据记录：三极管是否具有放大作用的实验记录输入 1.8v输出 2.5v放大0.9v结论：三极管具有放大作用。
对放大电路的实验记录输入10mv 15mv 20mv输出200mv 300mv 400mv放大180mv 285mv 380mv结论：此电路具有放大作用。
实验二、基本运算电路实验目的：（1）加深运算放大器两条规则的认识。
（2）掌握运算放大器的使用功能。
实验原理运算放大器（简称运放）是一种包含许多晶体管的集成电路。
作用是把输入电压放大一定倍数后再输送出去，其输出电压与输入电压的比值称为电压放大倍数或电压增益。
是一种高增益、高输入电阻、低输出电阻的放大器。
下图给出了运放电路图形符号。
运放有两个输入端a （倒相输入端或反相输入端）、b （非倒相输入端或同相输入端）和一个输出端O 。
理想运放是指其开环放大倍数A →∞，输入电阻R í→∞，输出电阻R O →0，可以得出以下两条规则：（1）倒相端和非倒相端（反相输入端和同相输入端）的输入电流均为零（虚断I += I -=0）。
（2）对于公共端（地），倒相端和非倒相端（反相输入端和同相输入端）的电压相等（U +=U -）。
实验内容与步骤 1.反相比例运算电路反相比例运算电路如图所示，图 反相比例运算电路输入电压U i 通过电阻R 作用与运放的反相输入端（其中R 2=R 1∥R f ）。
根据理想运放的两条规则有U P =U N =0 I P =I N ，所以节点N 的电流方程为1R Un Ui -=Rf UoUn -有U O =—Ui R Rf 1，U O 与U i 成比例关系，比例系数为 —1R Rf，负号表示U O 与U i 反相。
《机电基础综合实验》电梯组实验指导书初稿
2014 ～2015 学年度第一学期《机电基础综合实验》实验指导书机械电子工程系机电工程学院1．实验性质和任务本课程是机械电子工程的专业必修课。
课程设计的目的和任务在于使学生掌握机械设备电器控制的基本知识、基本原理和基本方法,以培养学生对电气控制系统的分析和设计的基本能力，加深学生对课程内容的理解，验证理论和巩固、扩大所学的基本理论知识。
2．实验要求通过本实验教学有计划的培养和训练，应达到以下诸方面的要求。
1.培养学生具有一定的实践技能，树立实事求是的思想和严谨的科学作风。
2.能正确设计电气控制线路原理图。
3.能正确选择常用低压电气元件。
4.能独立的完成综合实验说明书，提高分析问题和解决问题的能力。
3．实验内容与学时安排本课程是项目式实践性教学，机电基础综合实验项目有：1.直线抓取机械手的设计与实现2. 教学型电梯实验模型的设计与实现3. 数控车床控制系统设计、调试与维修等项目。
学生可自主选择，内容主要包括以下六个部分：1. 常用低压电器认识；2. 机械设备电气控制的工作原理及组成；3. 基本控制电路设计；4. 电气控制线路原理图的设计和绘制；5. 正确选择常用低压电器，完成电器元件明细表；6. 独立的完成综合实验说明书，提高分析问题和解决问题的能力。
各项目组根据具体设计内容，参照模板、实验要求和设计内容自行编写实验报告。
教学型实验电梯模型简介基于PLC控制的教学电梯模型是依据机械电子工程专业机电基础综合实验教学的要求而开发的实验装置，主要功能包括PLC应用、基于交流电机及变频器的升降运动控制、基于直流电机的开关门控制、组态软件的使用、传感器的应用等。
通过该实验装置的操作，可掌握PLC控制系统软件和硬件结合的设计与调试方法、传感器、驱动器/执行器使用、PLC与触摸屏连接控制以及PLC控制变频器进行交流调速等应用。
所设计的教学电梯模型具有以下特点：（1）工业型材构架，采用标准配件，学生可参考使用说明自行搭建模型。
《机电一体化综合实训》指导书
机电一体化综合实训指导书机械工程系机电教研室编泸州职业技术学院机械工程系2011年7月目录第一章机电一体化组合实训平台产品简介 (3)一、产品图片 (3)二、产品概述....................................................................................... 错误！未定义书签。
三、产品特点 (4)四、技术性能 (4)五、实训工作任务 (4)六、装置基本配置 (6)第二章机电一体化组合实训平台组成、工作原理、控制要求及机构功能 (8)一、系统要求 (8)二、工作流程 (8)三、控制要求 (8)四、上料机构 (9)五、搬运机械手机构 (10)六、皮带输送与分拣机构 (11)第三章机电一体化组合实训平台电气、气动控制及运行操作 (13)一、电气控制电路组成....................................................................... 错误！未定义书签。
二、气动原理及气动回路原理图....................................................... 错误！未定义书签。
三、机电一体化组合实训平台使用说明——西门子 (16)四、机电一体化实训考核装置使用说明——松下 (26)五、机电一体化组合实训平台使用说明——三菱 (36)六、机电一体化组合实训平台使用说明——欧姆龙 (44)附录一：机电一体化组合实训平台机构图和设备总装图 (53)第一章机电一体化组合实训平台简介一、概述本装置是一种最为典型的机电一体化产品，是为职业院校、职业教育培训机构而研制的，适合机电一体化、电气自动化等相关专业的教学和培训。
它在接近工业生产制造现场基础上又针对教学+及实训目的进行了专门设计，强化了机电一体化的安装与调试能力。
本装置由导轨式型材实训台、机电一体化设备部件、电源模块、按钮模块、PLC模块、变频器模块、交流电机模块、步进电机及驱动器模块、模拟生产设备实训单元（包含上料机构、搬运机械手、皮带输送线、物件分拣等）和各种传感器等组成。
光机电一体化综合实验指导书
实验光机电气一体化实验系统综合控制一、实验目的1.了解电感、电容、颜色传感器的应用。
2.掌握光机电气一体化实验系统的控制。
3.通过完成综合控制实验，掌握高速脉冲发生器、高速计数器、左移指令的综合运用。
二、实验原理变频器设置为外部端子控制模式，通过程序控制实现交流电动机的运行、停止；传送带单元的光电编码器将电机旋转的角度通过脉冲形式传送给PLC，经过PLC计算控制变频器停止，实现对工件传送的准确定位；在传送过程中电容传感器检测工件是否为金属材质，电感传感器检测工件是否为铁质，色标传感器检测工件的颜色；将传感器检测的信号传送到PLC进行计算，分辨传送工件的材质和颜色，为工件入库做准备；在工件传送到位后，气动机械手动作，将工件搬运到货运台上；PLC根据电容、电感、颜色传感器检测的信号，对步进电机的运行脉冲数进行控制，将不同材质、颜色的工件准确入库。
本系统主要由物料分拣单元、气动机械手搬运单元和物料存储单元三大部分组成，完成上料、检测、分拣、搬运、传输、分类、储存功能，是典型的光机电一体化实验平台。
（1）物料分拣单元由电容传感器、电感传感器、颜色传感器、光电传感器、传送带、交流异步电机、欧姆龙变频器3G3JV、旋转编码器、单作用推动气缸、磁性开关、电磁阀、集装阀、空气过滤器等部件组成。
当气动井式上料装置中的光电传感器检测到物料时，驱动电磁阀、气缸动作，将物料推到传送带上。
同时变频器驱动交流电机、传送带运行，物料依次电容传感器（检测出物料的金属或非金属特性）、电感传感器（检测出金属物料的铁质或铝质特性）和颜色传感器（检测出物料的颜色特性）的检测，与交流电机同轴的旋转编码器计数到设定值后，变频器停止运行，物料停在传送带上等待下一单元进行处理。
（2）气动机械手搬运单元由磁性开关、电磁阀、薄型气缸、回转气缸和气动手爪等组成。
将物料从分拣单元搬运至存储区。
（3）物料传送仓储单元由同步带、同步轮、步进电机、步进电机驱动器、平面货架、平面送货台、磁性开关、电磁阀和单作用推动气缸等组成的。
机电一体化实验指导书2018
机电⼀体化实验指导书2018实验⼀步进电机实验⼀．实验⽬的1.加深了解步进电动机的驱动电源和电机的⼯作情况。
2.步进电动机基本特性的测定。
⼆．预习要点1.了解步进电动机的驱动电源和⼯作情况2. 步进电动机有基本特性？怎样测定？三. 实验项⽬1、单步运⾏状态2、⾓位移和脉冲数的关系3、空载最⾼连续⼯作频率的测定4、平均转速和脉冲频率的关系5、矩频特性的测定及最⼤静⼒矩特性的测定四.实验线路及操作步骤1、实验设备2、屏上挂件排列顺序D54、D31、D413、基本实验电路的外部接线4、步进电机组件的使⽤说明及实验操作步骤（1）单步运⾏状态接通电源，将控制系统设置于单步运⾏状态，或复位后，按执⾏键，步进电机⾛⼀步距⾓，绕组相应的发光管发亮，再不断按执⾏键，步进电机转⼦也不断作步进运动。
改变电机转向，电机作反向步进运动。
（2）⾓位移和脉冲数的关系控制系统接通电源，设置好预置步数，按执⾏键，电机运转，观察并记录电机偏转⾓度，再重设置另⼀置数值，按执⾏键，观察并记录电机偏转⾓度于表1、表2中，并利⽤公式计算电机偏转⾓度与实际值是否⼀致。
表1 步数= 步表2 步数= 步（3）空载最⾼连续⼯作频率的测定步进电机空载连续运转后缓慢调节速度调节旋钮使频率提⾼，仔细观察电机是否不失步，如不失步，则再缓慢提⾼频率，直⾄电机能连续运转的最⾼频率，则该频率为步进电机空载最⾼连续⼯作频率。
记为Hz。
（4）平均转速和脉冲频率的关系接通电源，将控制系统设置于连续运⾏状态，再按执⾏键，电机连续运转，改变速度调节旋钮，测量频率f与对应的转速n，即n=f（f）。
记录5-6组于表4中。
表4五、实验报告经过上述实验后，须对照实验内容写出数据总结并对电机试验加以⼩结。
(1) 单步运⾏状态：步矩⾓(2) ⾓位移和脉冲数（步数）关系(3) 空载最⾼连续⼯作频率(4) 平均转速和脉冲频率的特性n=f（f）六、思考题1、影响步进电机步距的因素有哪些？对实验⽤步进电机，采⽤何种⽅法步距最⼩？2、平均转速和脉冲频率的关系怎样？为什么特别强调是平均转速？七、注意事项步进电机驱动系统中控制信号部分电源和功放部分电源是不同的,绝不能将电机绕组接⾄控制信号部分的端⼦上,或将控制信号部分端⼦和电机绕组部分端⼦以任何形式连接。
机电一体化系统设计实验指导书
. . .. . . 机电一体化系统设计实验指导书朱艳彩戴士杰慨工业大学机电传动与控制实验室2008年9月.. .专目录实验一：伺服电机控制实验 (2)实验二：机械手综合实验 (8)实验一伺服电机控制实验一、实验目的三菱通用交流伺服放大器MR-J2S系列是在MR-J2系列的基础上开发的具有更高性能和更高功能的伺服系统，其控制模式有位置控制，速度控制和转矩控制以及它们之间的切换控制方式可供选者。
●该伺服放大器应用领域广泛，不但可以用于工作机械和一般工业机械等需要高精度位置控制和平稳速度控制的应用，也可用于速度控制和力控制的领域。
●该产品还有RS-232和RS-422串行通讯功能，通过安装有伺服设置软件的个人计算机就能进行参数设定，试运行，状态显示和增益调整等操作。
●与MR-J2S系列配套的伺服电机编码器采用了分辨率为131072脉冲/转的绝对位置编码器，所以比MR-J2系列具有进行更高精度控制的能力，采用高性能的CPU，大大提高产品的响应性，速度环路频率响应提高到550HZ。
●多种系列伺服马达适应不同控制需求，马达上的编码器均支持ABS模式，只要在伺服放大器上另加电池，就能构成绝对位置系统。
●使用更为方便，具有优异的自动调谐性能，机械分析功能，可以轻松实现抑制机械振动，增益搜索功能，可以自动找出最佳增益值。
二、实验容（一）、试运行电源接通后，按照以下步骤选择点动运行或无电机模式运行。
使用“MODE”按钮切换到诊断画面。
1、点动运行①、连接EMG-SG、VDD-COM，按UP/DOWN按钮可使伺服电机旋转。
松开按钮，伺服电机便停止。
通过伺服设置软件可改变运行的条件。
按钮的说明如下：②、在可以运行点动的状态下，按下MODE，则将显示“状态显示”画面，在这个画面上，用UP、DOWN进行点动运行。
每按1次MODE 按钮，就会移到下一个状态显示画面。
移到1周后又回到点动运行状态。
③、通过断开电源、按下“MODE”切换到另外画面或按“SET”2秒以上来结束点动运行。
08机电一体化技术课程实验指导书
《机电一体化技术》实验指导书蒋发光孟晓平编著西南石油大学机电工程学院2007-10实验一典型机电一体化系统操纵与编程实验学时：2学时实验类型：综合型机械手组：一、实验目的（1）分析与熟悉工业机械人（或数控机床）的组成、结构特点；（2）熟悉工业机械人实验模型（或数控机床）的操纵原理；（3）把握工业机械人实验模型（或数控机床）硬件电路设计；（4）熟悉机械人（或数控机床）的各类功能及应用，把握机械人示教（或数控机床）操作。
（5）把握PLC操纵的大体原理、步进电机及驱动模块、直流电机、传感器、开关电源等器件的原理及利用。
（6）把握运算机监控软件，把握运算机上位监控。
（7）把握位置操纵技术、气动技术。
二、实验原理与接线步进电机采纳二相八拍混合式步进电机，要紧特点：体积小，具有较高的起动和运行频率，有定位转矩等优势。
型号：42BYGH101。
电气原理图如图1-1。
快接线插头：红色表示A相，兰色表示B相。
在您做实验时若是发觉步进电机转向不对时能够将A相或B相中的两条线对调。
图1-1 步进电机原理图步进电机驱动模块采纳中美合伙SH系列步进电机驱动器，要紧由电源输入部份、信号输入部份、输出部份等。
电源输入部份由电源模块提供，用两根导线连接，注意极性。
(见图2-2)信号输入部份：信号源由FP0主机提供。
由于FP0提供的电平为24V，而输入部份的电平为5V，中间加了爱惜电路。
输出部份：与步进电机连接，注意相序。
图1-2 驱动模块传感器(1)接近开关接近开关有三根连接线（红、兰、黑）红色接电源的正极、黑色接电源的负极、兰色为输出信号，当与挡块接近时输出电平为低电平，不然为高电平。
结构图如（图1-3）图1-3 接近开关结构图(2)微动开关当挡块碰着微动开关动作（常开点闭合）见结构图（图1-4）兰常开点黑中间接图1-4 微动开关原理图PLC模块由PLC晶体管输出的主机，具有高速运算能力、PID调剂功能、同时能够输出两路脉冲操纵两台电机的优势。
机电一体化系统设计实验指导书
机电一体化系统设计实验指导书机械与车辆学院机电教研室安安全全注注意意事事项项机电一体化实验平台主要用于教学和科研。
在安装，使用和维护之前，请仔细阅读机电一体化测试平 台使用手册的相关文档。
并将机电一体化测试平台使用手册备在身边，以备需要时随时查阅。
使使用用注注意意事事项项使用（安装、运转、保养、检修）前，请务必熟悉并全部掌握本手册和其它相关资料，在熟知全 部机器知识、安全知识、以及注意事项后再使用设备。
本手册将安全注意事项分为“危险”“注意”“强制”“禁止”分别记载。
表 0-1 警告标志另外，即使“注意”所记载的内容，也可能因为不同的情况产生严重后果，因此任何一条注意事项都很 重要，在设备使用过程中请严格遵守。
虽然不符合“危险”“注意”的内容，但是用户在使用过程中必须严格遵守的事项， 在相关地方以记载。
实验一 FMS 认知实验一、实验目的通过操作MES 终端软件，实现对柔性制造系统的任务下达和控制加工，让学生了解CIMS 系统在现代自动化加工系统中的重要作用。
二、柔性制造系统基础知识简称ＦＭＳ，是一组数控机床和其他自动化的工艺设备，由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。
柔性制造系统由加工、物流、信息流三个子系统组成。
柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统(Flexible Manufacturing System)，英文缩写为FMS 。
FMS 的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”)，并能及时地改变产品以满足市场需求。
三、实验安排4学时、根据场地大小安排人员 四、实验步骤1. 参看入库实验完成堆垛机回零。
将水晶样件或亚克力样件入库（参考入库实验）。
机电一体化实验指导书
机电一体化实验指导书1目录实验一与非逻辑功能实验 (1)实验二定时器/计数器功能实验 (4)实验三置位/复位及脉冲指令实验 (9)实验四移位寄存器实验 (16)实验五数码显示的模拟控制 (21)实验六装配流水线的模拟控制 (26)实验七交通灯的模拟控制 (31)实验八机械手的模拟控制 (34)附录 (37)机电一体化实验指导书实验一与非逻辑功能实验一、实验目的1．熟悉PLC实验装置。
2．练习手持编程器的使用3．熟悉系统操作。
4．掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。
二、实验内容1．熟悉三菱GX-Developer 编程软件的使用方法，请详细阅读本书附录的全部内容。
2．编制梯形图并写出程序，通过程序判断Y1、Y2、Y3、Y4的输出状态，然后再输入并运行程序加以验证。
三、实验原理1．线圈驱动指令LD、LDI、OUTLD：取指令。
表示一个与输入母线相连的常开接点指令，即常开接点逻辑运算起始。
LDI：取反指令。
表示一个与输入母线相连的常闭接点指令，即常闭接点逻辑运算起始。
OUT：线圈驱动指令，也叫输出指令。
LD、LDI两条指令的目标元件是X、Y、M、S、T、C，用于将接点接到母线上。
也可以与ANB指令、ORB指令配合使用，在分支起点也可使用。
OUT是驱动线圈的输出指令，它的目标元件是Y、M、S、T、C。
对输入继电器X不能使用。
OUT指令可以连续使用多次。
LD、LDI是一个程序步指令，这里的一个程序步即是一个字。
OUT是多程序步指令，要视目标元件而定。
OUT指令的目标元件是定时器T和计数器C时，必须设置常数K。
2．接点串联指令AND、ANIAND，与指令。
用于单个常开接点的串联。
ANI，与非指令。
用于单个常闭接点的串联。
AND与ANI都是一个程序步指令，它们串联接点的个数没有限制，也就是说这两条指令可以多次重复使用。
OUT指令后，通过接点对其它线圈使用OUT指令称为纵接输出或连续输出，连续输出如果顺序不错可以多次重复。
机电一体化技术与系统实验指导书
实验一、机电系统教学实验台实验一、实验目的1、了解机电一体化系统设计相关技术、设计方法；2、理解、掌握机电一体化系统组成。
二、实验设备（一）、系统概述该实验设备为一台模拟的自动生产线，集机械、气动、PLC控制、交流调速和传感器等技术为一体，是一台典型的机电一体化产品和理想的教学实验设备。
设备设四个工位，第一工位是上下料工位，第二至第四工位是模拟加工工位，为节省空间尺寸，仅在第三工位安装了加工单元，工件为3 5×3 5×8mm的方形铝件，料库中可存放1 5个工件。
自动循环过程是：1、卸料阻挡定位块升起；2、机械手爪抓取己加工工件、提升、旋转至卸料位，松开工件，工件由坡形滑道滑入工件箱内；3、卸料阻挡定位块下降；4、机械手爪转至取料位、下降、抓取工件、上升并旋转至工作台的上料位、下降、放入待加工工件；5、刀具旋转、快进；6、刀具工进；7、刀具延时停留：8、刀具快退、停转；9、旋转工作台定位销松开；10、工作台旋转90O；11、工作台定位销定位锁紧；12、推料缸送出一个工件至取料位。
（二）、装置机械机构机械系统分为四个主要部件：1、刀具及进给部件如图1所示，刀具旋转由一台220V、6W的交流电机驱动。
转轴前端有钻夹头，安装一把钻头作为刀具。
转轴由一个带导向杆的气缸带动，从而完成进给运动。
导杆气缸上装有三个磁性开关，检测原位、快工进转换及延时停留位。
通过二位三通电磁阀的切换，便可使刀具实现快速进给和工作进给。
图1 刀具及进给部件示意图2、工作台部件如图2所示，工作台上设有四个工位，其中一个为上下料位，与之成1800的工位是加工位，另外两个工位可增设其他加工刀具。
工作台由可调速电机驱动，采用一台220V、6W的交流电机，通过I=50的减速器带动台面旋转，该电机有调速系统，调整范围是0~350转/分。
工作台由定位气缸实现工作台的定位夹紧。
气缸上装有两个磁性开关，检测定位和松开两个位置。
台面下段还装有三个传感器，一个接近开关检测台面的900换位，另两个光点开关检测上下料位和加工位的工件有无。
机电综合实验指导书
课程名称：《机电综合实验》授课专业：授课班级：周学时：总学时：学分：任课教师：孟涛目录实验一. 三相异步电动机正反转控制电路实验 (3)实验二. 继电—接触器控制星形/三角形降压起动电路实验 (5)实验三 PLC仿真实验（自动门控制） (7)实验四 PLC仿真实验（部件分配） (10)实验五. PLC控制气缸往复运动回路实验 (13)实验六. PLC控制气缸顺序动作回路实验 (17)实验七. 步进电机的PLC控制实验 (22)实验八. 交流伺服电机单轴定位控制实验 (24)实验九. 溢流阀的二级调压回路实验 (26)实验十. 三位四通电磁换向阀卸荷回路实验 (28)实验十一. 差动连接的增速回路 (30)实验十二. 电磁阀和调速阀调速回路实验 (32)实验十三. 双作用气缸的直接控制实验 (34)实验十四. 双作用气缸的速度控制实验 (37)实验十五. MPS模块化生产系统认识 (40)实验一三相异步电动机正反转控制电路实验一、实验目的1.了解三相异步电动机的结构及铭牌数据的意义2.了解按钮，交流接触器和热继电器的基本结构和动作原理。
3.掌握三相异步电动机正反转控制电路的工作原理、接线及操作方法。
4.了解电动机运行时的保护方法。
二、实验设备1.万用表、异步电动机。
2.交流接触器、熔断器、热继电器、按钮、刀开关。
3.导线若干。
三、实验内容1.熟悉常用低压电器元件的结构、工作原理、型号规格、使用方法及其在控制线路中的作用。
2.熟悉三相异步电动机正反转控制电路的工作原理、接线方法、调试及故障排除的技能。
四、实验步骤1.根据电动机正反转原理图，绘制相应的电气接线图。
2.进行主电路连接。
3.进行控制电路的连接。
4.检查电路连接是否正确。
5.电路连接正确，进行通电试车，看电动机能否正常工作。
6.若出现故障必须断电检查，再通电，直到试车成功。
7.操作正转起动、反转起动、停止按钮，观察电动机的运行情况。
五、考核标准1.电动机不能正常起动或不能停止，扣20分。
电机实训指导书
机电实训指导书一、引言机电是现代工业中最常见的设备之一，广泛应用于各个行业和领域。
为了提高学生对机电的理论知识和实际操作的掌握能力，本指导书旨在为机电实训课程提供详细的指导和实践内容。
本指导书将涵盖机电基础知识、实验目的、实验原理、实验步骤、实验注意事项等方面的内容，以匡助学生全面了解机电的工作原理和实际应用。
二、机电基础知识1. 机电的定义和分类- 机电是将电能转换为机械能的设备，根据其工作原理和结构特点，可以分为直流机电和交流机电两大类。
- 直流机电根据其励磁方式可以分为永磁直流机电和励磁直流机电两种类型。
- 交流机电根据其转子结构可以分为异步机电和同步机电两种类型。
2. 机电的工作原理- 直流机电的工作原理是基于洛伦兹力和电磁感应的相互作用。
- 交流机电的工作原理是基于磁场的旋转和电磁感应的相互作用。
3. 机电的主要参数和性能指标- 机电的主要参数包括额定功率、额定电压、额定电流、额定转速等。
- 机电的性能指标包括效率、功率因数、启动方式、负载特性等。
三、实验目的本实验旨在通过对机电的实际操作，使学生掌握以下内容：1. 了解机电的结构和工作原理；2. 掌握机电的基本参数和性能指标的测量方法；3. 学会机电的启动和住手控制方法；4. 熟悉机电的负载特性和效率的测量方法。
四、实验原理1. 机电的结构和工作原理- 介绍机电的结构组成和工作原理，包括定子、转子、励磁系统等。
2. 机电的参数和性能指标- 介绍机电的额定功率、额定电压、额定电流、额定转速等参数的意义和测量方法。
- 介绍机电的效率、功率因数、启动方式、负载特性等性能指标的意义和测量方法。
3. 机电的启动和住手控制方法- 介绍机电的直接启动、星角启动、自耦变压器启动等启动方法的原理和操作步骤。
- 介绍机电的制动方法和住手控制方法，包括电阻制动、反接制动等。
4. 机电的负载特性和效率的测量方法- 介绍机电的负载特性曲线和效率曲线的测量方法，包括负载特性试验和效率试验的步骤和注意事项。
机电一体化系统实验指导书
机电一体化系统实验指导书1. 实验目的本实验旨在通过对机电一体化系统的设计、搭建和调试，让学生掌握机电一体化系统的工作原理及其应用领域，并提高学生的动手能力和团队协作能力。
2. 实验器材和软件2.1 实验器材•电机•传感器•控制电路•电源•运动部件2.2 软件•Arduino IDE•SolidWorks3. 实验内容3.1 实验准备1.确定实验主题和目标。
2.设计机电一体化系统的结构和布局。
3.使用SolidWorks绘制机电一体化系统的3D模型。
3.2 系统搭建1.根据设计图纸，搭建机电一体化系统的物理结构。
2.连接电机、传感器和控制电路。
3.进行系统的初步测试，确保电机、传感器和控制电路的正常工作。
3.3 系统调试1.使用Arduino IDE编写控制程序。
2.将控制程序烧录到控制电路中。
3.调试控制程序，确保机电一体化系统能够按照预定的程序进行工作。
4.测试系统的稳定性和可靠性，进行必要的调整和修正。
3.4 实验报告1.撰写实验报告，包括实验目的、实验步骤、实验结果和分析等内容。
2.将实验报告以Markdown文本格式输出。
4. 实验步骤1.确定实验主题和目标，并进行初步的系统设计。
2.使用SolidWorks绘制机电一体化系统的3D模型，并根据模型进行结构搭建。
3.连接电机、传感器和控制电路，进行初步的系统测试。
4.使用Arduino IDE编写控制程序，并烧录到控制电路中。
5.调试控制程序，确保机电一体化系统能够按照预定的程序进行工作，进行必要的调整和修正。
6.进行系统稳定性和可靠性测试。
7.撰写实验报告。
5. 实验注意事项1.在操作实验器材时，要注意安全事项，避免误操作造成伤害。
2.调试控制程序时，要小心操作，避免电路短路或其他不当操作导致损坏设备。
3.如有疑问或困难，及时向实验指导老师寻求帮助。
6. 实验结果与分析经过搭建和调试，机电一体化系统成功实现了预定的功能，并且运行稳定可靠。
《机电系统综合设计》设计指导书(学生用)
机械设计制造及其自动化专业机电系统综合设计课程设计指导书1.红外传感器距离测量2.超声波传感器距离测量3.简易语音识别4.垂直起落PI电流控制设计5.垂直起落控制模型设计6.旋转倒立摆平衡控制设计7.三轴加速度传感器数据采集与显示设计8.陀螺仪数据采集与显示设计中国石油大学（北京）xxxxxx 机械系2020年5月1.课程设计的目的机电系统综合设计是由多种技术学科相互交叉、渗透而形成的一门综合性学科，所涉及的技术领域较为广泛，对培养学生机电产品设计能力、创新能力和动手能力具有重要作用。
该课程设计的目的是通过培养学生正确的设计思维方法，建立机电系统的模块化、标准化即一体化的设计思维，培养学生在机电系统设计过程中的创新能力和理论联系实际的能力，通过理论与实践相结合，培养学生掌握机电一体化系统设计的相关理论与方法，具备机电一体化产品设计的能力。
以下是本课程对学生的具体要求：1)学习如何构建机电系统的组成单元和进行功能设计，采用机电综合与创新来发现整个解决方案设计；2)学习评估设计方案，在实施前进行可行性分析。
3)培养编写技术文档的能力4)培养系统思考的能力2.课程设计说明书的格式和要求1)设计任务说明清楚明确；2)设计系统软硬件组成结构图正确明了结构图中的组成模块描述正确；3)设计方案明确，设计原理、技术路线正确；设计实现（设计流程步骤，具体实现方法）论述充分，技术用语规范；4)设计总结，摘要（设计的优缺点及改进）综合归纳能力强，结论合理；5)设计报告格式符号统一，编号齐全，图表清楚（图纸绘制与技术要求符合国家标准）；条理清晰，文字通顺，书写格式规范，可参见本科生毕业设计（论文）格式要求，确保做到统一规范。
3.课程设计分组要求本次设计以小组为单位进行，每组1~2人，自愿结合，题目经抽签决定。
课程设计题目及分组情况如下：1)红外传感器距离测量（1组，1人）2)超声波传感器距离测量（1组，1人）3)简易语音识别设计（1组，2人）4)垂直起落PI电流控制设计（1组，1人）5)垂直起落控制模型设计（1组，1人）6)旋转倒立摆平衡控制设计（1组，2人）7)三轴加速度传感器数据采集与显示设计（1组，1人）8)陀螺仪数据采集与显示设计（1组，1人）4.考核与评分(一)课程设计成绩组成说明：指导教师根据学生出勤及表现情况、项目验收测试、答辩说明、研究报告等方面情况综合评定每个学生的项目成绩总成绩= 平时成绩⨯ 30% + 答辩成绩⨯ 40% + 报告成绩⨯ 30%；平时成绩= 考勤⨯ 20% + 课堂表现⨯ 80%；答辩成绩= 陈述汇报⨯ 50% + 回答问题⨯ 50%；报告成绩= 论文格式⨯ 30% + 工作量⨯ 40% + 成果总结⨯ 30%考勤：打分依据课堂考勤表。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课程名称：《机电综合实验》授课专业：授课班级：周学时：总学时：学分：任课教师：孟涛目录实验一. 三相异步电动机正反转控制电路实验 (3)实验二. 继电—接触器控制星形/三角形降压起动电路实验 (5)实验三 PLC仿真实验（自动门控制） (7)实验四 PLC仿真实验（部件分配） (10)实验五. PLC控制气缸往复运动回路实验 (13)实验六. PLC控制气缸顺序动作回路实验 (17)实验七. 步进电机的PLC控制实验 (22)实验八. 交流伺服电机单轴定位控制实验 (24)实验九. 溢流阀的二级调压回路实验 (26)实验十. 三位四通电磁换向阀卸荷回路实验 (28)实验十一. 差动连接的增速回路 (30)实验十二. 电磁阀和调速阀调速回路实验 (32)实验十三. 双作用气缸的直接控制实验 (34)实验十四. 双作用气缸的速度控制实验 (37)实验十五. MPS模块化生产系统认识 (40)实验一三相异步电动机正反转控制电路实验一、实验目的1.了解三相异步电动机的结构及铭牌数据的意义2.了解按钮，交流接触器和热继电器的基本结构和动作原理。
3.掌握三相异步电动机正反转控制电路的工作原理、接线及操作方法。
4.了解电动机运行时的保护方法。
二、实验设备1.万用表、异步电动机。
2.交流接触器、熔断器、热继电器、按钮、刀开关。
3.导线若干。
三、实验内容1.熟悉常用低压电器元件的结构、工作原理、型号规格、使用方法及其在控制线路中的作用。
2.熟悉三相异步电动机正反转控制电路的工作原理、接线方法、调试及故障排除的技能。
四、实验步骤1.根据电动机正反转原理图，绘制相应的电气接线图。
2.进行主电路连接。
3.进行控制电路的连接。
4.检查电路连接是否正确。
5.电路连接正确，进行通电试车，看电动机能否正常工作。
6.若出现故障必须断电检查，再通电，直到试车成功。
7.操作正转起动、反转起动、停止按钮，观察电动机的运行情况。
五、考核标准1.电动机不能正常起动或不能停止，扣20分。
2.电动机不能工作，主电路或控制电路连接错误，扣30分。
3.电动机不能工作，主电路和控制电路均连接错误，扣50分。
六、实验总结1.讨沦自锁触头和联锁触头的作用。
2.实验电路中的短路、过载和失压三种保护功能是如何实现的？实验二继电—接触器控制星形/三角形降压起动电路实验一、实验目的1.熟悉常用电器元件的结构、工作原理、型号规格、使用方法及其在控制线路中的作用；2.熟悉继电接触器的基本特性和应用电路的测试；3.熟悉三相异步电动机的减压启动的工作原理。
二、实验设备1.万用表、异步电动机。
2.交流接触器、熔断器、热继电器、按钮、刀开关。
3.导线若干。
三、实验内容1.了解按钮、空气阻尼式时间继电器的结构、工作原理及使用方法。
2.掌握三相异步电动机的星—角降压启动控制线路的工作原理及接线方法。
四、实验步骤1.根据电动机星-三角降压起动和软启动原理图，绘制相应的电气接线图。
2.进行主电路连接。
3.进行控制电路的连接。
4.检查电路连接是否正确。
5.电路连接正确，进行通电试车，看电动机能否正常工作。
6.若出现故障必须断电检查，再通电，直到试车成功。
五、考核标准1.电动机不能正常起动或不能停止，扣20分。
2.电动机不能工作，主电路或控制电路连接错误，扣30分。
3.电动机不能工作，主电路和控制电路均连接错误，扣50分。
实验三PLC仿真实验自动门控制实验一、实验目的：通过PLC仿真实验，掌握PLC编程元件的使用以及编程方法的掌握。
二、实验内容：自动门的PLC程序自动控制。
三、实验器材：电脑和三维仿真实验软件四、实验内容：完成如图1所示的自动门自动控制程序。
根据实验题目的要求在电脑上完成PLC程序的编写，并调试程序，直到程序仿真运行能完成题目要求的动作。
可以用经验法编程，顺序流程控制法编程。
图1 自动门操作控制示意图图2 输入输出点的现场布置情况示意图图3 操作面板示意图具体动作要求如下：1）当汽车开到门的前面时，自动门打开。
2）当全程经过门之后，自动门关闭。
3）在上限（X1）为ON时门不再上升。
4）在下限（X0）为ON时门停止下降。
5）当汽车还处于检测范围，入口传感器（X2）出口传感器（X3）中的时候门保持打开状态。
并且灯（Y6）点亮。
6）蜂鸣器（Y7）在自动门动作时拉响。
7）根据门的动作4个操作面板上的指示灯点亮或者熄灭。
8）使用操作面板上的按钮（▲门上升，X10 ▼门下降，X11），可以手动操作门的开关。
五、实验操作步骤：1）点击图标“FX-TRN-BEG-C”2）进入高级挑战的自动门控制3）在完成手写程序草稿的基础上点『梯形图编辑』4）输入准备好的程序5）按下『F4』键转换程序6）选中梯形图程序区域的“在线”“写入PLC”将程序写入PLC，完成后自动进入仿真状态。
7）开始调试程序。
如果发现问题再点『梯形图编辑』修改程序。
并重新写入再调试，直到程序能完成预定的动作要求。
六、撰写实验报告。
实验报告要求：①根据实验提示，归纳总结PLC输入输出列表。
②绘出能完成该实验所列要求的PLC推荐接线图③绘制PLC程序的功能流程图。
④绘出调试成功的PLC梯形图。
实验四PLC仿真实验部件分配实验一、实验目的：通过PLC仿真实验，掌握PLC编程元件的使用以及编程方法的掌握。
在实验三的基础上掌握顺序流程控制的编程方法。
二、实验内容：部件分配的PLC程序自动控制。
三、实验器材：电脑和三维仿真实验软件四、实验内容：完成如图1所示的部件分配自动控制程序。
根据实验题目的要求在电脑上完成PLC程序的编写，并调试程序，直到程序仿真运行能完成题目要求的动作。
要求采用状态寄存器s，顺序流程控制的方法实现程序。
图1 部件分配操作控制示意图图2 部件分配输入输出点的现场布置情况示意图图3 操作面板示意图具体动作要求如下：1)按下面板上的操作按钮PB1（X20时）Y0置ON，机器人将自动供给一个零件，1秒钟后关闭Y0。
2)使第一个输送带Y1置ON转动3)工件经过大小检测光电信号后，决定进入大小不同零件的处理流程。
如小零件在X10检测到零件时，输送带停止转动，Y5动作将零件推出碰到X4光电信号后，Y5 OFF。
中零件在X11检测到零件时，输送带停止转动，Y6动作将零件推出，碰到X5光电信号后，Y6 OFF。
大零件在X12检测到零件时，输送带停止转动，Y7动作将零件推出，碰到X6光电信号后，Y6 OFF。
4)完成一个零件的处理后，自动开始下一轮的循环。
五、实验操作步骤：8）点击图标“FX-TRN-BEG-C”9）进入高级挑战的自动门控制10）在完成手写程序草稿的基础上点『梯形图编辑』11）输入准备好的程序12）按下『F4』键转换程序13）选中梯形图程序区域的“在线”“写入PLC”将程序写入PLC，完成后自动进入仿真状态。
14）开始调试程序。
如果发现问题再点『梯形图编辑』修改程序。
并重新写入再调试，直到程序能完成预定的动作要求。
六、撰写实验报告实验报告要求：①根据实验提示，归纳总结PLC输入输出列表。
②绘出能完成该实验所列要求的PLC推荐接线图③绘制PLC程序的功能流程图。
④绘出调试成功的PLC梯形图。
实验五 PLC控制气缸往复运动回路实验一、实验目的：通过PLC控制气缸往复运动回路实验，要求学生熟悉三菱PLC的编程环境及编程指令，掌握三菱PLC的编程方法和调试步骤。
二、实验任务：根据气缸动作要求编制PLC程序来控制气缸往复运动。
三、实验设备：双面气动综合实验台、电脑和三菱PLC编程软件。
四、实验内容：根据实验题目的要求在电脑上完成PLC程序的编写，并调试程序，直到程序运行能完成题目要求的动作。
要求采用状态寄存器s，顺序流程控制的方法实现程序。
具体动作要求如下：1）按下启动按钮，气缸向右运行。
2）气缸向右运行到位后延时1秒。
3）气缸向左运行。
4）气缸向左运行到位后延时1秒。
5）气缸向右运行。
6）气缸向右运行到位后停止，等待。
五、实验操作步骤：1）分析控制任务，分配I/O点和地址；2）绘制PLC程序的功能流程图；3）开启电脑，打开编程软件并进入编程环境进行梯形图编辑；4）将编好的程序写入PLC，准备调试程序；5）根据I/O分配表的内容画出PLC的接线原理图，然后进行气动回路搭接和接线；6）进行程序调试，如果发现问题可修改程序。
并重新写入再调试，直到程序能完成预定的动作要求。
六、实验报告要求：1）根据实验提示，归纳总结PLC输入输出列表。
2）绘出能完成该实验所列要求的PLC推荐接线图3）绘制PLC程序的功能流程图。
4）绘出调试成功的PLC梯形图。
六、附录。
1、PLC输入输出分配表：2、PLC的接线原理图：COM X0 X1 X2 X3X4COMY0Y1YA1YA224VSB1SB2SB3ST1ST2FX2N-32MR3、PLC梯形图：实验六 PLC控制气缸顺序动作回路实验一、实验目的：通过PLC控制气缸顺序动作回路实验，要求学生熟悉三菱PLC的编程环境及编程指令，掌握三菱PLC的编程方法和调试步骤。
二、实验任务：根据气缸动作要求编制PLC程序来控制气缸顺序动作。
三、实验设备：双面气动综合实验台、电脑和三菱PLC编程软件。
四、实验内容：根据实验题目的要求在电脑上完成PLC程序的编写，并调试程序，直到程序运行能完成题目要求的动作。
要求采用状态寄存器s，顺序流程控制的方法实现程序。
具体动作要求如下：1）按下启动按钮，1气缸前进。
2）1气缸前进到位后延时1秒。
3）2气缸前进。
4）2气缸前进到位后延时1秒。
5）2气缸后退。
6）2气缸后退到位后延时1秒。
7）1气缸后退。
8）1气缸后退到位延时1秒后等待。
五、实验操作步骤：1）分析控制任务，分配I/O点和地址；2）绘制PLC程序的功能流程图；3）开启电脑，打开编程软件并进入编程环境进行梯形图编辑；4）将编好的程序写入PLC，准备调试程序；5）根据I/O分配表的内容画出PLC的接线原理图，然后进行气动回路搭接和接线；6）进行程序调试，如果发现问题可修改程序。
并重新写入再调试，直到程序能完成预定的动作要求。
六、实验报告要求：1）根据实验提示，归纳总结PLC输入输出列表。
2）绘出能完成该实验所列要求的PLC推荐接线图3）绘制PLC程序的功能流程图。
4）绘出调试成功的PLC梯形图。
七、附录1、PLC输入输出分配表：2、PLC的接线原理图：COM X0X1X2X3X4X5X6COMY0Y1Y2Y324VYA1YA2YA3YA4FX2N-32MR3、PLC梯形图：四、实验内容1）按图3电路接线。
2）编写正、反转控制程序，SA8断开时正转，SA8闭合时反转。
3）运行程序，验证程序的正确性。
4）修改运行步数为250步。
运行程序，记录角度和时间。
五、实验报告1）绘制梯形图。