机电一体化系统课程设计
X-Y数控工作台设计说明书
学校名称：湖北文理学院
班级学号：
学生姓名：张亮
班级：机电1321
2015年11月
一、总体方案设计
设计任务
设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.01mm，定位精度为0.025mm。
设计参数如下：负载重量G=150N；台面尺寸C×B×H＝145mm×160mm×12mm；底座外形尺寸C1×B1×H1＝210mm×220mm×140mm；最大长度L=388mm；工作台加工范围X=55mm，Y=50mm；工作台最大快移速度为1m/min。
总体方案确定
（1）系统的运动方式与伺服系统
由于工件在移动的过程中没有进行切削，故应用点位控制系统。定位方式采用增量坐标控制。为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。
（2）计算机系统
本设计采用了与MCS-51系列兼容的A T89S51单片机控制系统。它的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，有较高的性价比。
控制系统由微机部分、键盘、LED、I/O接口、光电偶合电路、步进电机、电磁铁功率放大器电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现。LED显示数控工作台的状态。
（3）X-Y工作台的传动方式
为保证一定的传动精度和平稳性，又要求结构紧凑，所以选用丝杠螺母传动副。为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负荷的结构。
由于工作台的运动载荷不大，因此采用有预加载荷的双V形滚珠导轨。采用滚珠导轨可减少两个相对运动面的动、静摩擦系数之差，从而提高运动平稳性，减小振动。
考虑电机步距角和丝杆导程只能按标准选取，为达到分辨率的要求，需采用齿轮降速传动。
图1-1 系统总体框图
二、机械系统设计
、工作台外形尺寸及重量估算
X 向拖板（上拖板）尺寸：
长?宽?高 145×160×50 重量：按重量=体积×材料比重估算
3214516050107.81090--?????≈N
Y 向拖板（下拖板）尺寸： 14516050?? 重量：约90N 。
上导轨座（连电机）重量： 夹具及工件重量：约150N 。
X-Y 工作台运动部分的总重量：约287N 。
、滚动导轨的参数确定
⑴、导轨型式：圆形截面滚珠导轨 ⑵、导轨长度 ①上导轨（X 向）
取动导轨长度 100B l = 动导轨行程 55l =
支承导轨长度 155B L l l =+= ②下导轨（Y 向）
选择导轨的型号：GTA16 ⑶、直线滚动轴承的选型
①上导轨 ②下导轨
由于本系统负载相对较小，查表后得出LM10UUOP 型直线滚动轴承的额定动载荷为370N ，大于实际动负载；但考虑到经济性等因素最后选择LM16UUOP 型直线滚动轴承。并采用双排两列4个直线滚动轴承来实现滑动平台的支撑。
⑷、滚动导轨刚度及预紧方法
当工作台往复移动时，工作台压在两端滚动体上的压力会发生变化，受力大的滚动体变形大，受力小的滚动体变形小。当导轨在位置Ⅰ时，两端滚动体受力相等，工作台保持水平；当导轨移动到位置Ⅱ或Ⅲ时，两端滚动体受力不相等，变形不一致，使工作台倾斜α角，由此造成误差。此外，滚动体支承工作台，若工作台刚度差，则在自重和载荷作用下产生弹性变形，会使工作台下凹（有时还可能出现波浪形），影响导轨的精度。
、滚珠丝杠的设计计算
滚珠丝杠的负荷包括铣削力及运动部件的重量所引起的进给抗力。应按铣削时的情况计算。
⑴、最大动负载Q 的计算
查表得系数1f ω=，1H f =，寿命值
查表得使用寿命时间T=15000h ，初选丝杠螺距t=4mm ，得丝杠转速 所以 6
6025015000
22510
L ??=
= X 向丝杠牵引力 Y 向丝杠牵引力 所以最大动负荷
X 向 11 3.3920.6()x Q N =??=
Y 向 11 4.0624.7()y Q N =
??=
查表，取滚珠丝杠公称直径 010d mm =，选用滚珠丝杠螺母副 的型号为 SFK1004，其额定动载荷为390N ，足够用。 ⑵、滚珠丝杠螺母副几何参数计算
见表2-1。
⑶、传动效率计算
式中：?——摩擦角；γ——丝杠螺纹升角。
⑷、刚度验算
滚珠丝杠受工作负载P 引起的导程0L 的变化量 Y 向所受牵引力大，故应用Y 向参数计算 所以 616
24.70.5
1.210()20.6100.5
L cm -?=±
=±???V 丝杠因受扭矩而引起的导程变化量2L V 很小，可以忽略。
所以导程总误差
查表知E 级精度的丝杠允许误差15m μ，故刚度足够。 ⑸、稳定性验算
由于丝杠两端采用止推轴承，故不需要稳定性验算。
、步进电机的选用
⑴、步进电机的步距角b θ
取系统脉冲当量0.01/p mm step δ=，初选步进电机步距角 1.5b θ=o
。
⑵、步进电机启动力矩的计算
设步进电机等效负载力矩为T ，负载力为P ，根据能量守恒原理，电机所做的功与负载力做功有如下关系
式中：? ——电机转角；s ——移动部件的相应位移；η ——机械传动效率。
若取 b ?θ=，则p s δ=，且S P P G μ=+，所以
式中：S P ——移动部件负载（N ）；G ——移动部件重量（N ）； z P ——与重量方向一致的作用在移动部件上的负载力（N ）；μ ——导轨摩擦系数；b θ——步进电机步距角，（rad ）；T ——电机轴负载力矩（N cm g ）
本例中，取0.03μ=（淬火钢滚珠导轨的摩擦系数），0.96η=，S P 为丝杠牵引力，
24.7s H P P N ==。考虑到重力影响，Y 向电机负载较大，因此取287y G G N ==，所以
若不考虑启动时运动部件惯性的影响，则启动力矩 取安全系数为，则 ()1.33
4.420.3
q T N cm =
=g 对于工作方式为三相六拍的三相步进电机 ⑶、步进电机的最高工作频率
查表选用两个45BF005-Ⅱ型步进电机。电机的有关参数见表2-2。
、确定齿轮传动比
因步进电机步距角 1.5b θ=o
，滚珠丝杠螺距 4t mm =，要实现脉冲当量0.01/p mm step δ=，
在传动系统中应加一对齿轮降速传动。齿轮传动比
选 117Z = ，228Z = 。
、确定齿轮模数及有关尺寸
因传递的扭距较小，取模数1m mm =，齿轮有关尺寸见表3-3。
、步进电机惯性负载的计算
根据等效转动惯量的计算公式，得
式中： d J ——折算到电机轴上的惯性负载（2
kg cm g ）； 0J ——步进电机转轴的转动惯量（2
kg cm g ）；1J ——齿轮 的转动惯量（2
kg cm g ）；2J ——齿轮 的转动惯量（2
kg cm g ）；3J ——滚珠丝杠的转动惯量（2
kg cm g ）；M ——移动部件质量（kg ）。
对材料为钢的圆柱零件转动惯量可按下式估算
式中：D ——圆柱零件直径（cm ）；L ——零件长度（cm ）。 所以
电机轴转动惯量很小，可以忽略，则
因为
10.40.31914 1.274
d M J J <==<，所以惯性匹配比较符合要求。
三、控制系统硬件设计
X-Y数控工作台控制系统硬件主要包括CPU、传动驱动、传感器、人机交互界面。
硬件系统设计时，应注意几点：电机运转平稳、响应性能好、造价低、可维护性、人机交互界面可操作性比较好。
CPU板
CPU的选择
随着微电子技术水平的不断提高，单片微型计算机有了飞跃的发展。单片机的型号很多，而目前市场上应用MCS-51芯片及其派生的兼容芯片比较多，如目前应用最广的8位单片机89C51，价格低廉，而性能优良，功能强大。
在一些复杂的系统中就不得不考虑使用16位单片机，MCS-96系列单片机广泛应用于伺服系统，变频调速等各类要求实时处理的控制系统，它具有较强的运算和扩展能力。但是定位合理的单片机可以节约资源，获得较高的性价比。
从要设计的系统来看，选用较老的8051单片机需要拓展程序存储器和数据存储器，无疑提高了设计价格，而选用高性能的16位MCS-96又显得过于浪费。生产基于51为内核的单片机的厂家有Intel、ATMEL、Simens，其中在CMOS器件生产领域ATMEL公司的工艺和封装技术一直处于领先地位。ATMEL公司的AT89系列单片机内含Flash存储器，在程序开发过程中可以十分容易的进行程序修改，同时掉电也不影响信息的保存；它和80C51插座兼容，并且采用静态时钟方式可以节省电能。
因此硬件CPU选用AT89S51，AT表示ATMEL公司的产品，9表示内含Flash存储器，S表示含有串行下载Flash存储器。
AT89S51的性能参数为：Flash存储器容量为4KB、16位定时器2个、中断源6个（看门狗中断、接收发送中断、外部中断0、外部中断1、定时器0和定时器1中断）、RAM为128B、14位的计数器WDT、I/O口共有32个。
CPU接口设计
CPU接口部分包括传感器部分、传动驱动部分、人机交互界面三部分。示意图如下所示：
图3-1 CPU外部接口示意图
AT89S51要完成的任务：
（1）将行程开关的状态读入CPU，通过中断进行处理，它的优先级别最高。
（2）通过程序实时控制电机和电磁铁的运行。
（3）接受键盘中断指令，并响应指令，将当前行程开关状态和键盘状态反应到LED上，实现人
机交互作用。
由于AT89S51只有P1口和P3口是准双向口，但P3口主要以第二功能为主，并且在系统中要用
到第二功能的中断口，因此要进行I/O扩展。考虑到电路的简便性和可实现性，实际中采用内部自带
锁存器的8155，所以AT89S51的I/O口线分配如下：
（1）控制X-Y两个方向步进电机的A、B、C线圈通电，形成A-AB-B-BC-C-CA-A三相六拍正
转模式和A-AC-C-CB-B-BA-A的反转模式。
（2）口输出控制电磁铁的吸合。
（3）和两个中断源中INT0优先级最高，它读入行程开关的状态并触发中断；INT1读入点动、
复位、圆弧插补开关的状态而触发中断。
（4）外部I/O扩展的数据读取。
（5）和决定8155的PA、PB、PC口的地址。
图3-2 A T89S51控制系统图
PB口接LED反映当前运行的8个状态：X+禁止、X-禁止、Y+禁止、Y-禁止、手动X+运行、手
动X-运行、手动Y+运行、手动Y-运行。
PA口低四位反映触发中断1的4个行程开关的状态。
PC口低6位反映了触发中断2的手动X+运行、手动X-运行、手动Y+运行、手动Y-运行、复位（RST）、圆弧插补6个开关的状态。
驱动系统
传动驱动部分包括步进电机的驱动和电磁铁的驱动，步进电机须满足快速急停、定位和退刀时能快速运行、工作时能带动工作台并克服外力（如切削力、摩擦力）并以指令的速度运行。在定位和退刀时电磁铁吸合使绘笔抬起，绘图时能及时释放磁力使笔尖压下。
步进电机驱动电路和工作原理
步进电机的速度控制比较容易实现，而且不需要反馈电路。设计时的脉冲当量为，步进电机每走一
步，工作台直线行进。
步进电机驱动电路中采用了光电偶合器，它具有较强的抗干扰性，而且具有保护CPU 的作用，当功放电路出现故障时，不会将大的电压加在CPU 上使其烧坏。
图3-4 步进电机驱动电路图
该电路中的功放电路是一个单电压功率放大电路，当A 相得电时，电动机转动一步。电路中与绕组并联的二极管D 起到续流作用，即在功放管截止是，使储存在绕组中的能量通过二极管形成续流回路泄放，从而保护功放管。与绕组W 串联的电阻为限流电阻，限制通过绕组的电流不至超过额定值，以免电动机发热厉害被烧坏。
由于步进电机采用的是三相六拍的工作方式（三个线圈A 、B 、C ），其正转的通电顺序为：A-AB-B-BC-C-CA-A ，其反转的通电顺序为：A-AC-C-CB-B-BA-A 。
3.2.2 电磁铁驱动电路
该驱动电路也采用了光电偶合器，但其功放电路相对简单。其光电偶合部分采用的是达林顿管，因为驱动电磁铁的电流比较大。
电源设计
两电机同时工作再加上控制系统用电，所需电源容量比较大，需要选择大容量电源。此系统中用到的电源电压为27V 、12V 、5V ，为了便于管理和电源容量需求，就采用了标准的27V 电源作为基准，通过芯片进行电压转换得到所需的12V 和5V 电压。
图3-7 电源转换电路图
电路中在转换芯片的前后有两个电容，前面电容起防止自激作用，后面电容起滤波作用。此外，在具体应用的过程中，LM7805必须加上散热片。
传感器和人机界面
由于步进电机不需要反馈电路，但是要注意工作台不能超过最大行程。因此，必须在X 、Y 轴的方向各加上两个行程开关。这里行程开关作用有两个：（1）防止工作台超过最大行程，使电机损坏（2）可以用与定位。所以这4个行程开关就充当了传感器。
人机界面设计的准则就是要有良好的人机交互能力，一般要求操作简便，界面简洁明了。此系统中共有9个LED ，LED1灯亮表示X 轴负方向禁止通行，LED2灯亮表示X 轴正方向禁止通行，LED3灯亮表示Y 轴负方向禁止通行，LED4灯亮表示Y 轴正方向禁止通行，LED5灯亮表示手动使工作台向X 轴负方向通行，LED6灯亮表示手动使工作台向X 轴正方向通行，LED7灯亮表示手动使工作台向Y 轴负方向通行，LED8灯亮表示手动使工作台向Y 轴正方向通行，LED9亮表示系统通电运行。
界面上的7个按扭意义为：按扭1是通断电开关，按扭2是向X
轴负方向运行的点动开关，按扭
步进时钟 A 相波形 B 相波形 C 相波形
图3-5 三相六拍工作方式时相电压波形（正转）
图3-6 电磁铁驱动电路
3是向X轴正方向运行的点动开关，按扭4是向Y轴负方向运行的点动开关，按扭5是向Y轴正方向运行的点动开关，按扭6是复位开关，按扭7是执行绘制圆弧开关。
图3-8 人机界面图
本章小节
本章着重介绍了数控工作台控制系统的硬件设计。CPU板介绍了CPU的选择及其外围的接口设计和控制流程；驱动系统介绍了步进电机和电磁铁的驱动电路设计；此外还叙述了人机界面各个按扭和LED 的意义。
四、控制系统软件设计
总体方案
对于AT89S51的程序设计，由于所需实现的功能较简单，采用汇编的形式。编译器采用Keil 。
该编译器是51系列单片机程序设计的常用工具，既可用汇编，也支持C语言编译。同时具有完善的
调试功能。
主流程图
CTL EQU 3FF8H
PB EQU 3FFAH
PC EQU 3FFBH
CMD EQU 02H
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0003H
AJMP INT0IS ；外部中断0入口
ORG 000BH
AJMP TM0IS ；定时器0中断入口
ORG 0013H
AJMP INT1IS ；外部中断1入口
ORG 001BH
AJMP TM1IS ；定时器1中断入口
ORG 0100H
MAIN：ANL P1，0EFH
SETB IT0 ；外中断负跳沿触发
图4-1 SETB IT1
MOV A，CTL
MOV DPTR，A
MOVX @DPTR，CMD
；A口输入，B口输出，C口输入
SETB EX0 ；允许外中断0
SETB EX1 ；允许外中断1
SETB PX0
SETB PX1 ；设置优先级
SETB EA ；开总中断
LOOP：AJMP LOOP ；等待中断在等待中断的过程中，如果有中断到来，先检查中断0的状态，是中断0则进入中断0的中断服务INT0IS，是中断1则进入中断1的中断服务INT1IS。
中断服务0是由4个行程开关触发的，它触发后通过单片机读取PA口内容，然后将结果反馈到PB 口的LED上。
中断服务1有6个中断源，这六个中断源分别是手动X正方向运行，手动X负方向运行，手动Y
正方向运行，手动Y负方向运行，复位和绘制圆弧。
INT0中断服务流程图
INT0IS：PUSH ACC
PUSH DPTL
PUSH DPTH
PUSH PSW
MOV A，PA
MOV DPTR，A
MOVX A，@DPTR ；读PA口内容
MOV R2，A
MOV A，PB
MOV DPTR,A
MOV @DPTR,R2
MOV A，R2
CPL A ；A取反
ANL A，#03H ；屏蔽高6位
JZ A，TM2C
SETB
SETB
SETB
TM2C：MOV A，R2
CPL A
ANL A，#0CH
JZ A，RETIN
SETB
图4-2 SETB
SETB
RETIN：POP PSW
POP DPTH
POP DPTL
POP ACC
RETI
INT1中断服务流程图
INT1IS：CLR EX1 MOV A，@DPTR PUSH ACC JNB ，RST
PUSH PSW JNB ，X+EN
PUSH DPTL JNB ，X-EN
PUSH DPTH JNB ，Y+EN
CLR JNB ，Y-EN
MOV A，PC JNB ，ARC
MOV DPTR，A LOOP1：POP DPTH
MOVX A，@DPTR；读PC口内容POP DPTL
MOV R1，A POP PSW
ANL R1，#0FH POP ACC
MOV A，PB SETB EX1
MOV DPTR，A RETI
MOV A，@DPTR；读PB口内容
ANL A，#0FH
SW AP A
ORL A，R1
MOV R2，A
MOV A，PB
MOV DPTR，A
MOVX @DPTR，R2；数据输入PB口
INC DPTL
4.4.1 复位程序流程图
DIRX EQU 30H
DIRY EQU 31H
RST：CLR
RPA：MOV A，PA
MOV DPTR，A
MOVX A，@DPTR ；读PA口内容
JNB ，ACC2
MOV DIRX，#00H ；表X电机反转
ACALL XMOTOR0 ；X电机反转一步
ACC2：JNB ，LOOP0
MOV DIRY，#00H ；表Y电机反转
ACALL YMOTOR0 ；Y电机反转一步
AJMP RPA
LOOP0：AJMP LOOP1
X轴电机点动正转程序流程图
X+EN：CLR
MOV A，PA
MOV DPTR，A
MOVX A，@DPTR
JNB ，LOOP2
MOTOR0：MOV DIRX，#01H
ACALL XMOTOR0
MOV A，PC
MOV DPTR，A
MOV A，@DPTR
JNB ，MOTOR0
LOOP2：AJMP LOOP1
这是X轴电机点动正转的程序，其他的X轴电机点动反转、Y轴电机点动正转、Y轴电机点动反转依次类推。
绘制圆弧程序流程图
图4-6 逐点比较法画圆弧
逐点比较法原理：假设所画圆弧在第一象限，圆心坐标为（0，0），圆弧上点的坐标为（X，Y），圆弧半径为R，每一点的坐标偏差为F=X*X+Y*Y-R*R，若F＞0，应沿X轴负方向走一步，此时FX=（X-1）*（X-1）+Y*Y-R*R=F-2X+1，X=X-1；若F＜0，应沿Y轴正方向走一步，此时FY=X*X+（Y-1）*（Y-1）-R*R=F+2Y+1，Y=Y+1。插补程序见附录。
步进电机步进一步程序流程图
图
4-7 步进电机步进一步程序流程图
DEF EQU 12H SJMP LP3
MOV DEF，#00H TAB：DB FEH
XMOTOR1：JNE DIRX，#01H，XMOTOR0 DB FCH
JNE DEF，#05H，LP2 DB FDH
CLR DEF DB F9H
LP2：MOV A，DEF DB FBH
INC DEF DB FAH
LP3：MOV DPTR，#TAB
MOVC A，@A+DPTR
ANL P1，A
ACALL DELAY
RET
XMOTOR0：JNE DEF，#00H，LP4
MOV A，#05H
MOV DEF，A
LP4：MOV A，DEF
DEC DEF
五、附录
参考文献
[1] 郑学坚,周斌.微型计算机原理及应用.清华大学出版社,2003
[2] 李广弟,朱月秀，王秀山.单片机基础.北京航空航天大学出版社,2001
[3] 房小翠.单片微型计算机与机电接口技术.国防工业出版社,2002
[4] 王小明. 电动机的单片机控制. 北京航空航天大学出版社,2002
[5] 李建勇.机电一体化技术.科学出版社.2004
[6] 王爱玲，白恩远，赵学良.现代数控机床.国防工业出版社,2001
[7] 徐灏.机械设计手册（3）.机械工业出版社,2003
[8] 张建民.机电一体化系统设计.北京理工出版社,2004
[9] 徐灏等.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2000
[10] 濮良贵 ,记名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2003
[11] 吴振彪.机电综合设计指导[M].湛江:湛江海洋大学,1999
[12].杨入清.现代机械设计—系统与结构[M].上海:上海科学技术文献出版社,2000
[13].张立勋,孟庆鑫,张今瑜.机电一体化系统设计[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2000
软件综合课程设计任务书
————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期: ?
软件综合课程设计任务书 一、课程设计的目的、要求 目的:软件综合课程设计是一个综合性的设计型实验教学环节,旨在使学生通过软件开发的实践训练,进一步掌握设计开发软件的方法与技术,学会数据的组织方法,提高软件开发的实际能力,培养创造性的工程设计能力和分析、解决问题的能力。 实现以下目标: １．深化已学的理论知识，完成理论到实践的转化 通过软件开发的实践，进一步加深对软件工程方法和技术的了解,将所学的理论知识运用于开发实践中,并在实践中逐步掌握软件工具的使用。 2. 提高分析和解决实际问题的能力 课程设计不仅是一次软件工程实践的模拟训练，同时通过软件开发的实践,积累经验，提高分析问题和解决问题的能力; 3. 培养“开拓创新”能力 大力提倡和鼓励在开发过程中使用新方法、新技术，激励学生实践的积极性和创造性，开拓思路,设计新算法、新创意,培养创造性的工程设计能力； 要求：学生组成开发小组(2～4人),以小组为单位选择并完成一个规模适度的软件项目，在教师的指导下以软件设计为中心，独立完成从需求分析到软件测试的开发过程。 二、设计步骤安排 １．确定课题 由教师命题并给出各课题的具体需求，学生根据课题涉及的知识领域及自己对该领域的熟悉程度和对该课题的兴趣，选择课题，经教师调整审定后确定； 2. 需求分析 建立系统的分析模型，这是系统开发的重要阶段。主要工作是： 分析确定系统应具备的功能、性能,并从经济上、技术上进行可行性分析，建立“需求分析模型”确定开发计划。 ３. 软件设计 具体工作是:对系统的分析模型进行修改、细化,进行系统的结构设计，用户界面设计,数据管理部件设计（若系统涉及到数据库，要对数据库结构进行设计) 4. 编码与测试 根据项目的应用领域及语言的特点,选择编程语言进行编码，要求给出程序的详细注释（包括模块名、模块功能、中间过程的功能及变量说明)； 由开发小组进行除验收测试以外的测试工作(包括单元测试、组装测试与系统(确认）测试）。所有测试过程都要求采用综合测试策略,先进行静态分析，再进行动态测试。要求制定测试计划、记录测试过程与结果、保留测试用例、写出测试报告。 5. 验收测试 由教师组织验收测试的实施，内容包括：系统能否正确运行，实际系统与设计方案是否一致,是否实现了需求所确定的功能与性能，系统设计有无特色，算法有无创新,系统结构是否合理、新颖，系统界面是否友好、美观,操作是否简单，使用是否方便。６．总结和整理课程设计报告
Y082231本科（自考）综合课程设计 任务书指导书 西南交通大学 远程与继续教育学院 2017年10月
目录 一、综合课程设计的意义、目标和程序 二、综合课程设计内容及要求 三、综合课程设计成果及格式要求 四、设计方法和要求 五、综合课程设计答辩要求及成绩评定附件1：综合课程设计成果格式
一、综合课程设计的意义、目标和程序 （一）综合课程设计的意义 综合课程设计是工程造价专业人才培养计划的重要组成部分，是实现培养目标的重要教学环节，是人才培养质量的重要体现。根据工程造价专业（独立本科段）考试计划的要求，通过综合 课程设计，可以培养考生用所学基础课及专业课知识和相关技能，解决具体的工程造价实际问题 的综合能力。本次综合课程设计要求考生在指导教师的指导下，独立地完成单项工程的造价的编制，解决与之相关的问题，熟悉定额、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。因而对培养考生的综合素质、增强工程意识和创新能力具有其他教学环节 无法代替的重要作用。 综合课程设计是考生在课程学习结束后的实践性教学环节；是学习、深化、拓宽、综合所学 知识的重要过程；是考生学习、研究与实践成果的全面总结；是考生综合素质与工程实践能力培 养效果的全面检验；是考生毕业及学位资格认定的重要依据；也是衡量高等教育质量和办学效益 的重要评价内容。 （二）综合课程设计的目标 综合课程设计基本教学目标是培养考生综合运用所学知识和技能，分析与解决工程实际问题，在实践中实现知识与能力的深化与升华，初步形成经济、环境、市场、管理等大工程意识，培养考生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。使考生通过综合课程设计在具备工程师素质方面更快地得到提高。根据高等教育自学考试工程造价（独立本科段）专业的培养目标，对综合课程设计有以下几方面的要求: 1.主要任务 本次任务在教师指导下，独立完成给定的设计任务，考生在完成任务后应编写出符合要求的设计说明书、提交综合课程设计计算书。 2.专业知识 考生应在综合课程设计工作中，综合运用各种学科的理论知识与技能，分析和解决工程实际问题。通过学习、研究和实践，使理论深化、知识拓宽、专业技能提高。 3.工作能力 考生应学会依据综合课程设计课题任务进行资料搜集、调查研究、方案论证、掌握有关工程设计程序、方法和技术规范。提高理论分析、言语表达、撰写技术文件以及独立解决专题问题等能力。
机电一体化综合课程设计 《机电一体化课程设计任务书》普通格式 一．课程设计的目的 本次设计是机电一体化和计算机控制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，编写技术文件（说明书）等。 二．设计任务及要求 设计题目：车辆出入库单片机自动控制系统 1.设计容包括：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.课题容简介或设计要求：编制一个用单片机控制的车辆出入库管理控制程序，控制要求如下：1）入库车辆前进时，经过1# → 2#传感器后计数器加1，后退时经过2# → 1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。2）出库车辆前进时经过2# → 1#传感器后计数器减1，后退时经过1# → 2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。3）设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库车辆的实际数量。 3.机械部分的设计： 4.计算机控制的设计：设计显示电路图，并按图连接。画出单片机接线图，并按图接线。编制控制程序。 摘要 本次设计车辆出入库单片机自动控制系统的基本功能和设计思路，根据给定的条件，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械和电子方面的知识，完成车辆入库自动控制，并画好元器件的连接图，其中包括装置的原理方案构思和拟定；原理方案的实现，设计计算与说明。 车辆出入库单片机自动控制系统对我们生活很贴近，一个很实用的系统，可以有效地帮助我们管理车库，再加上如果用单片机来实现的话成本低，很实用，这是一个很有意义的设计。车辆入库单片机自动控制系统的难点在于,如何控制
J I A N G S U U N I V E R S I T Y 机电系统综合课程设计 ——模块化生产教学系统的PLC控制系统设计 学院：机械学院 班级：机械 (卓越14002) 姓名：张文飞 学号： 指导教师：毛卫平 2017年 6月 目录 一： MPS系统的第4站PLC控制设计 (3) 1.1第四站组成及结构 (3) 1.2 气动回路图 (3) 1.3 PLC的I/O分配表，I/O接线图（1、3、6站电气线路图） (4) 1.4 顺序流程图&梯形图 (5) 1.5 触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件地址表 (10) 1.6 组态王控制画面及说明 (13) 二： MPS系统的两站联网PLC控制设计 (14) 2.1 PLC和PLC之间联网通信的顺序流程图（两站）&从站梯形图 (14) 2.2 通讯软元件地址表 (14) 三：调试过程中遇到的问题及解决方法 (18) 四：设计的收获和体会 (19)
五：参考文献 (20) 一：MPS系统的第4站PLC控制设计 1.1第四站组成及结构： 由吸盘机械手、上下摆臂部件、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成选择要安装工件的料仓，将工件从料仓中推出，将工件安装到位。 1．吸盘机械手臂机构：机械手臂、皮带传动结构真空吸嘴组成。由上下摆臂装置带动其旋转完成吸取小工件到放小工件完成组装流程的过程。 2．上下摆臂结构：由摆臂缸（直线缸）摆臂机械装置组成。将气缸直线运动转化为手臂旋转运动。带动手臂完成组装流程。 3．仓料换位机构：由机构端头换仓缸带动仓位装置实现换位（蓝、黑工件切换）。 4．推料机构：由推料缸与机械部件载料平台组成。在手臂离开时将工件推出完成上料。 5．真空发生器：当手臂在工件上方时，真空发生器通气吸盘吸气。 5．I/O接口板：将桌面上的输入与输出信号通过电缆C1与PLC的I/O相连。 6．控制面板：完成设备启动上电等操作。（具体在按钮上有标签说明）。 1.2气动回路图
网络环境支持的物理网络资源应用与共享网络课程设计依据能力课程标准中“四、主题与课程”中T17主题，确定开发“技术支持的学习方式变革”综合课程“网络环境支持的初中数学探究式教学”。通过本课程的学习，提升初中数学教师在网络环境支持下运用数字教育资源与学科教学工具有效开展数学探究式教学的能力。 一、适用对象与条件 二、学习目标 三、内容规划
四、课程类型选择与设计 1.课程类型： 2.学习活动、资源与评价设计
Unit 1 Sincere Friendship Passage A The Secrets of Male Friendships Background Knowledge 1.Clinton Bill Clinton was born on August 19, 1946 and became the 42nd President of the United States in 1993 and left the White House in 2001. He was the third-youngest president when he won the presidency at 46. Clinton has been involved in public speaking and humanitarian work. He created the William J. Clinton Foundation to promote and address international causes such as treatment and prevention of HIV/AIDS and global warming. In 2004, he released his autobiography My Life, and was involved in his wife Hillary's 2008 presidential campaign and subsequently in that of President Barack Obama. In 2009, he was named United Nations Special Envoy to Haiti. In the aftermath of the 2010 Haiti earthquake, Clinton teamed with George W. Bush to form the Clinton Bush Haiti Fund. 2.Gore Albert Arnold Gore was the 45th Vice President of the United States from 1993 to 2001 under President Bill Clinton. He is currently an author, businessperson, and environmental activist. 3.Bush George W. Bush is the 43rd President of the United States. He was sworn into office on January 20, 2001, re-elected on November 2, 2004, and sworn in for a second term on January 20, 2005. Before his Presidency, he served for 6 years as Governor of the State of Texas. 4.Tom Cruise He is an American film actor and producer. He has been nominated for three Academy Awards and won three Golden Globe Awards. His first leading role was the 1983 film Risky Business, which has been described as "A Generation X classic, and a career-maker" for the actor. After playing the role of a heroic naval pilot in the popular and financially successful 1986 film
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 (8) 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 (9) 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 (11) 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 (12) 第五节总结 (15) 参考文献 (15) 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。考虑到CNC控制器，驱动器和电机之间电器接口的相互匹配，在该设计中，要求3轴伺服驱动器，伺服电动机都采用Fanuc 公司生产的产品。 1.3数控铣床的性能指标设计要求 （1）主轴的转速范围：1000—24000 （rpm） （2）主轴电机功率：30/37 kw （3）X/Y/Z轴快速进给速度15/15/15m/min，X/Y/Z轴切削进给速度，1-10000 mm/min （4）系统分辨率：0.0005mm,重复精度0.02mm。
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mm y 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。 1.2丝杆螺母副的选用 伺服电动机的旋转运动需要通过丝杆螺母副转换成直线运动，要满足0.005mm 的脉冲当量mm 01.0±和的定位精度，滑动滑动丝杆副无能为力，只有选用滚珠丝杆副才能达到。滚珠丝杆副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高，预紧后可消除反向间隙。 1.3减速装置的选用 选择了步进电动机和滚珠丝杆副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消
机电一体化系统课程设计 X-Y数控工作台设计说明书 学校名称：湖北文理学院 班级学号：2013279129 学生姓名：张亮 班级：机电1321 2015年11月
一、总体方案设计 1.1 设计任务 设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.01mm，定位精度为0.025mm。 设计参数如下：负载重量G=150N；台面尺寸C×B×H＝145mm ×160mm×12mm；底座外形尺寸C1×B1×H1＝210mm×220mm×140mm；最大长度L=388mm；工作台加工范围X=55mm，Y=50mm；工作台最大快移速度为1m/min。 1.2 总体方案确定 （1）系统的运动方式及伺服系统 由于工件在移动的过程中没有进行切削，故应用点位控制系统。定位方式采用增量坐标控制。为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。 （2）计算机系统 本设计采用了及MCS-51系列兼容的AT89S51单片机控制系统。它的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，有较高的性价比。 控制系统由微机部分、键盘、LED、I/O接口、光电偶合电路、步进电机、电磁铁功率放大器电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现。LED显示数控工作台的状态。
（3）X-Y工作台的传动方式 为保证一定的传动精度和平稳性，又要求结构紧凑，所以选用丝杠螺母传动副。为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负荷的结构。 由于工作台的运动载荷不大，因此采用有预加载荷的双V形滚珠导轨。采用滚珠导轨可减少两个相对运动面的动、静摩擦系数之差，从而提高运动平稳性，减小振动。 考虑电机步距角和丝杆导程只能按标准选取，为达到分辨率的要求，需采用齿轮降速传动。 图1-1 系统总体框图
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 (4) 1.1课程设计目的意义 (4) 1.2课程设计任务描述 (4) 1.3数控铣床的性能指标设计要求 (4) 第二节总体方案设计 (5) 2.1主轴驱动系统设计方案 (5) 2.2 X/Y/Z轴控制系统方案设计 (5) 2.3电气系统设计方案 (5) 第三节传动系统设计 (6) 3.1主轴传动系统的设计 (6) 3.1.1主轴电机选择 (6) 3.1.2变频器的选择 (6) 3.1.3主轴传动系统设计 (6) 3.2伺服驱动系统设计 (7) 3.2.1伺服传动机构设计 (7) 3.2.2伺服电机选择 (7) 3.2.3 滚珠丝杠的选择 (8) 3.2.4滚珠丝杠支承的选择 (9) 3.3设计验算校核 (9) 3.3.1惯量匹配验算 (9) 3.3.2伺服电机负载能力校验 (10) 3.3.3系统的刚度计算 (11) 3.3.4固有频率计算 (11) 3.3.5死区误差计算 (12) 3.3.6系统刚度变化引起的定位误差计算 (12) 第四节电气系统设计 (13) 后附6张系统框图和元器件图。 (15) 第五节心得体会 (16) 参考文献 (17)
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。考虑到CNC控制器，驱动器和电机之间电器接口的相互匹配，在该设计中，要求3轴伺服驱动器，伺服电动机都采用Fanuc公司生产的产品。 1.3数控铣床的性能指标设计要求 （1）主轴的转速范围：1000—24000 （rpm） （2）主轴电机功率：30/37 kw （3）X/Y/Z轴快速进给速度15/15/15m/min，X/Y/Z轴切削进给速度，1-10000 mm/min
江苏省农村试验区自学考试毕业论文 机电综合课程设计 机电综合课程设计 摘要：本设计是完成一两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计； 完成交流电机启停的电气控制系统设计。其硬件部分共包括键盘操作、单片 机控制、输入电路、控制电路、显示电路等五个主要组成部分。设计的总体 思路是准确安全的对工作台和电机进行控制。 位置信号和按键信息通过传输线传送给单片机和键盘接口芯片，数据经过处理，将按键信息串行方式传送给单片机，单片机通过相应的程序， 向控制回路发送控制信号，进而控制工作台的动作，实现对硬件设备的控制。 关键词：键盘操作，单片机控制，数码管显示。 一．前言 机电一体化是以机械技术和电子技术为主题，多门技术学科相互渗透、相互结合的
产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。 本设计中提到的微机数控机床是利用单板或单片微机对机床运动轨迹进行数控及对机床辅助功能动作进行程序控制的一种自动化机械加工设备。采用微机数控机床进行机械加工的最大优点是能够有效地提高中、小批零件的加工生产率，保证加工质量。此外，由于微型计算机具有价格低、体积小、性能可靠和使用灵活等特点，微机数控机床的一次性投资比全功能数控机床节省得多，且又便于一般工人掌握操作和维修。因此将专用机床设计成微机数控机床已成为机床设计的发展方向之一。本设计中用到的步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件，具有快速起动和停止的特点。其驱动速度和指令脉冲能严格同步，具有较高的重复定位精度，并能实现正反转和平滑速度调节。它的运行速度和步距不受电源电压波动及负载的影响，因而被广泛应用于数模转换、速度控制和位置控制系统。 本设计完成了如下要求： （1）单片机控制系统电路原理图的设计 （2）控制系统电路印制版的绘制 （3）利用单片机编程实现两坐标系统的手动、自动和回位等运动 （4）实现两坐标工作台极限移动的保护及显示、报警 （5）设计交流电机的点动、正反转控制和星-三角形启动的电气控制原理图 （6）电气控制电路有相应的保护电路（过载、过压、欠压等） （7）熟悉机电系统常用元器件（PLC、交流电机、直流电机、步进电机） 此次“机电一体化课程设计”主要简单设计出数控机床系统，其实离实际真正工业用数控机床还有很大的距离。设计两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统和交流电机启停的电器控制系统，单元模块包括：单片机控制电路，键盘接口电路，键盘电路，显示电路，输入电路，控制电路，PC接口电路等。由于时间仓促和自己知识水平有限，在设计中难免会有些许瑕疵，恳请老师指正。
珠海学院课程教学大纲 课程名称：计算机软件综合课程设计 适用专业： 2015级软件工程专业 课程类别：专业基础课 制订时间：2017年6月 计算机科学与技术系制
目录 1 《计算机软件综合课程设计》教学大纲 2 《计算机软件综合课程设计》（模板） 3 《计算机软件综合课程设计》成绩评定表
《计算机软件综合课程设计》教学大纲 一、课程设计基本信息 课程代码： 课程名称：计算机综合应用课程设计 课程学时：32学时 课程学分：2.0 适用对象：计算机科学与技术专业、软件工程专业 先修课程：高级语言程序设计、数据结构、操作系统、数据库原理与应用 二、课程设计目的和任务 本课程设计是检验计算机专业的学生在大学主干课程完成之后，为了加深和巩固学生对前两年所学理论和应用知识的理解，同时提高学生综合运用的能力和分析问题、解决的问题的能力而开设的一门实践课程。 通过本环节学生能够充分把前两年学到的知识综合应用到实际的编程实践中，可以进一步巩固所学到的理论。通过实现一个中等规模的应用软件，提高利用计算机系统解决实际问题的能力，为顺利毕业、进入社会打好基础；通过对程序的规范编写，可以培养学生良好的编程风格，包括程序结构形式，行文格式和程序正文格式等；并培养学生的上机调试能力。 三、课程设计方式 1、课程设计题目的选定 采用指导教师提供参考题目与学生自主命题相结合的办法选定课程设计题目。要求不多于4个人一个小组，不得重复，所涉及数据库的基本表至少在5张表以上，在尽量满足数据库设计原则的前提下，允许适当冗余以提高检索的速度。其中学生自主命题需要指导教师严格的审核，看是否满足课程要求，检查是否为重复课题。 2、课程设计任务的完成
《综合课程设计》教学大纲 课程名称：综合课程设计 英文名称：Integrated Course Project for Communication Systems 总学时：3周，理论学时：实验学时：学分：3 先修课程要求： 电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子线路、通信原理、FPGA原理与应用、Matlab与通信仿真技术、微机原理与接口技术、单片机技术及应用、计算机网络等 适用专业：通信工程 教学参考书： 樊昌信等编，《通信原理（第六版）》，国防工业出版社，2006年 马淑华等编，《单片机原理及应用》，北京航空航天大学出版社，第1版 褚振勇等编，《FPGA原理与应用》，西安电子科技大学出版社，第2版 谢希仁等编，《计算机网络》，电子工业出版社，第4版 1课程设计在培养方案中的地位、目的和任务 《综合课程设计》是配合本科通信工程专业的专业基础课程《通信原理》、《FPGA原理与应用》、《Matlab与通信仿真分析》、《单片机技术及应用》、《计算机网络》而开设的重要专业实践环节。目的是培养学生科学理论结合实际工程的能力，通过该课程设计，要求学生在掌握通信基本理论的基础上，运用Matlab、FPGA、NS-2等工具对通信子系统或计算机网络进行仿真与设计，并计算基本性能指标，从而提高学生的综合设计实践能力。 另一方面，也可通过课程设计使学生深入理解单片机的基本原理，硬件结构和工作原理。 掌握程序的编制方法和程序调试的方法，掌握常用接口的设计及使用。掌握一般接口的扩展 方法及接口的调试过程。为学生将来在通信工程、电子信息工程、测试计量技术及仪器、电 子科学与技术及其它领域应用单片机技术打下良好基础及应用实践能力。 2 课程设计的基本要求 1. 学习基本设计方法；加深对课堂知识的理解和应用。 2. 完成指定的设计任务和实验任务，理论联系实际，实现书本知识到工程实践的过渡。 3. 学会设计报告的撰写方法。 3 课程设计的内容 1. 无线收发信机部件设计
课程设计任务书 课程车辆工程综合课程设计 题目某轿车前轮制动器主要零件设计（蹄或钳及轮缸部分）——1 专业车辆工程姓名学号 主要内容及基本要求： 已知条件：总质量为2200kg；前轴负荷率为35%；质心高度为1m；轴距为3.05m。轮胎型号：225/60R16。制动性能要求：初速度为50km/h，制动距离为15m. 在以上条件下，完成制动器主要基本参数的选择、确定（与后轮制动器设计的同学共同完成）；完成制动器主要零件的设计计算；完成前轮制动器主要零件设计的设计图纸。 工程图纸须规范化，计算说明书须用国际单位制量纲。 参考资料： [1]王望予.汽车设计（第4版）.北京：机械工业出版社,2004 [2]王国权,龚国庆.汽车设计课程设计指导书.北京：机械工业出版社,2009 [3]王丰元,马明星.汽车设计课程设计指导书.北京：中国电力出版社,2009 [4]陈家瑞.汽车构造（第3版下册）.北京：机械工业出版社,2009 [5]余志生.汽车理论（第5版）.北京：机械工业出版社,2009 [6]张海青.耐高温的盘式制动片.非金属矿.2008
完成期限 2017.8.28至2017.9.22 指导教师 专业负责人 2014年 9月 18 日 目录 1设计要求 0 2制动器形式方案分析与选择 0 2.1鼓式制动器 0 2.2盘式制动器 (2) 3前轮制动器设计计算 (6) 3.1制动系统主要参数数值 (6) 3.1.1相关的汽车主要参数 (6) 汽车主要参数如表3-1所示。 (7) 表3-1 汽车相关参数 (7) 3.1.2同步附着系数的分析计算 (7) 分析表明，汽车在同步系数为 的路面上制动（前后轮同时抱死）时，其制动减速度g qg dt u 0d ?==，即q=,q 为制动强度。而在其他附着系数 的路面上制动时，达到前轮或者后轮即将抱死的制动强度q<,这表明只有 在=的路面上，地面的附着条件才可以得到充分利用。
专业：机电一体化 班级： 08—1班 老师：刘顺东 学号： ******** 姓名： **** 日期： 2013年2月
XY工作台部件及单片机控制设计 目录 1.序言 (3) 2.总体方案设计 (3) 2.1.设计任务 (3) 2.2.总体方案确定 (3) 3.机械系统设计 (4) 3.1.工作台外形尺寸及重量估算 (4) 3.2.滚动导轨的参数确定 (5) 3.3.滚珠丝杠的设计计算 (6) 3.4.步进电机的选用 (8) 3.5.确定齿轮传动比 (13) 3.6.确定齿轮模数及有关尺寸 (13) 3.7.步进电机惯性负载的计算 (13) 4.控制系统硬件设计 (14) 4.1.CPU板 (14) 4.2.驱动系统 (16) 4.3.控制系统软件的组成和结构 (18) 5.参考文献 (22)
1.序言 据资料介绍，我国拥有400多万台机床，绝大部分都是多年累积生产的普通机床。这些机床自动化程度不高，加工精度低，要想在短时期内用自动化程度高的设备大量更新，替代现有的机床，无论从资金还是从我国机床制造厂的生产能力都是不可行的。但尽快将我国现有的部分普通机床实现自动化和精密化改造又势在必行。为此，如何改造就成了我国现有设备技术改造迫切要求解决的重要课题。 在过去的几十年里，金属切削机床的基本动作原理变化不大，但社会生产力特别是微电子技术、计算机技术的应用发展很快。反映到机床控制系统上，它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工的精度，现已有一些企业在这方面做了有益的尝试。实践证明，改造后的机床既满足了技术进步和较高生产率的要求，又由于产品精度提高，型面加工范围增多也使改造后的设备适应能力加大了许多。这更加突出了在旧机床上进行数控技术改造的必要性和迫切性。 由于新型机床价格昂贵，一次性投资巨大，如果把旧机床设备全部以新型机床替换，国家要花费大量的资金，而替换下的机床又会闲置起来造成浪费，若采用改造技术加以现代化，则可以节省50%以上的资金。从我国的具体情况来讲，一套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的1/3到1/5，一般用户都承担得起。这为资金紧张的中小型企业的技术发展开创了新路，也对实力雄厚的大型企业产生了极大的经济吸引力，起到了事半功倍的积极作用。 据国内资料统计订购新的数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产需要。因此机床的数控改造就成为满足市场需求的主要补充手段。 在机械工业生产中，多品种、中小批量甚至单件生产是现代机械制造的基本特征，占有相当大的比重。要完成这些生产任务，不外乎选择通用机床、专用机床或数控机床，其中数控机床是最能适应这种生产需要的。 从上述分析中不难看出数控技术用于机床改造是建立在微电子现代技术与传统技术相结合的基础之上。通过理论上的推导和实践使用的证明，把微机数控系统引入机床的改造有以下几方面的优点：1）可靠性高；柔性强；易于实现机电一体化；2）经济性可观。为此在旧的机床上进行数控改造可以提高机床的使用性能，降低生产成本，用较少的资金投入而得到较高的机床性能和较大的经济效益。 2.总体方案设计 2.1.设计任务 设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.01mm，定位精度为0.025mm。 设计参数如下：负载重量G=150N；台面尺寸C3B3H＝145mm3160mm312mm；底座外形尺寸C13B13H1＝210mm3220mm3140mm；最大长度L=388mm；工作台加工范围X=55mm，Y=50mm；工作台最大快移速度为1m/min。 2.2.总体方案确定 2.2.1.系统的运动方式与伺服系统 数控系统按运动方式可分为点位控制系统，点位直线系统，连续控制系统。如果工件相对于刀具移动过程中不进行切削，可选用点位控制方式。由于工件在移动的过程中没有进行切削，故应用点位控制系统。对点位系统的要求是快速定位，保证定位精度。定位方式采用增量坐标控制。 为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。
机电一体化系统综合课程设计 课题名称：Ｘ－Ｙ数控工作台设计说明书 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 设计成员： 指导老师：季国顺金成柱聂欣 日期： 2013年1月7日 设计组号： 7 课题号： 14
目录 1、总体方案设计 (3) 1.1 设计任务 (4) 1.2 总体方案确定 (4) 2、机械系统设计 (5) 2.1 工作台外形尺寸及重量估算 (6) 2.2 导轨参数确定 (7) 2.3 滚珠丝杆的设计计算 (8) 2.4 步进电机的选型与计算 (10) 2.5 机械系统结构设计 (12) 3、控制系统硬件设计 (13) 3.1 控制系统硬件组成 (13) 3.2 控制系统硬件选型 (15) 3.3 控制系统硬件接口电路设计 (17) 3.4 驱动系统设计 (18) 4、控制系统软件设计 (19) 4.1 控制系统软件总体方案设计 (21) 4.2 主流程设计 (22) 4.3 中断服务流程设计 (23) 4.4 软件调试 (25) 5、总结 (26) 参考文献 (27)
1、总体方案设计 1.1 设计任务 题目：两坐标X-Y 数控工作台设计 任务：设计两轴联动的数控X-Y 运动平台，完成机械系统设计、控制系统设 计与相应软件编程，根据试验条件进行调试，完成整个开发系统；每组一题，分别由3～4位同学合作完成。其主要技术指标如下： 1）工作台型号为HXY-4030； 2）行程要求X=400mm ，Y=300mm ； 3）工作台面尺寸为C 3B 3H ＝240mm 3254mm 315mm ； 4）底座外形尺寸为C13B13H1＝650mm 3550mm 3184mm ； 5）工作台最大长度L=778mm ； 6）工作台负载重量N=500N ； 7）工作台最快移动速度v xmax =v ymax =1m/min 8）X,Y 方向的重复定位精度为±0.02mm ； 9）X,Y 方向的定位精度为0.04mm ； 10）工作台切削负载小、运动灵敏度高、低速无爬行； 11）定位精度高； 12）结构轻便，建议机座和滑台采用铝合金； 13）标准组件，独立产品； 14）可直接应用于小型钻、铣床。 1.2 总体方案确定 1.2.1 方案确定思想 该工作台设计主要分为机械系统部件和控制系统部件，其中机械系统部件主 要包括导轨副、丝杠螺母副、减速装置、伺服电动机和检测装置等，控制系统部件则包括CPU 控制电路、电源设计电路、输入信号电路、输出信号电路、步进电机驱动控制电路等。 因X 向和Y 向机械结构基本相同，故只绘制X 向机械系统部分的结构简图，
《微机与单片机综合课程设计》 说明书 课题名称：基于单片机和DS1302的时钟设计 学号： 02 班级： 13级过程自动化3班 姓名：蔡才华 成绩： 指导教师：陈裕国 课题工作时间： 2016-1-4 至 2016-1-15 武汉工程大学电气信息学院
目录 1.系统分析 ds1302芯片 (6) 引脚图及寄存器 (6) 读写时序说明 (8) 内部电路图 (9) 数码管显示原理 (10) 2.程序设计 总体设计 (11) 分块程序设计 (12) ds1302初始化模块 (13) 数码管显示模块 (16) 主函数模块 (17) 仿真 电路图的搭建 (18) 元件库的选择 (18) 元件的布局 (19) 仿真运行 (21) keil软件的使用 (21) proteus运行效果图 (23) 4.总结 (24)
参考资料 (24) 附录一源程序清单 (25) 附录二电路原理图 (30)
1.系统分析 DS1302时钟芯片 DS1302时钟芯片，该芯片是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达～。采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。 DS1302用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，因此广泛应用于测量系统中。 引脚图及寄存器 内部电路： 各引脚的功能为：
机电一体化课程设计 任务书 一、课程设计的目的 把在机电一体化课程及其它有关先修课程中所学到的知识在实际设计中综合地加以应用,使这些知识得到巩固、加深和扩展。 二、课程设计题目 CA6140车床经济型数控改装设计 三、设计要求 1、能用键盘输入命令控制工作台的运动方向 2、能实时显示当前运动位置 3、具有越程指示报警及停止功能 四、设计内容 1、总体方案确定 （1）总体方案设计 （2）绘制总体方案图 2、机械系统设计 （1）执行元件参数及规格的确定； （2）传动机构的具体结构及参数设计； （3）执行机构的具体结构及参数设计。 （4）绘制进给传动系统示意图。 3、控制系统硬件电路设计 （1）微机的选用、存储器的选用与扩展、译码电路设计、接口电路设计等 （2）绘制控制系统原理框图 4、传感器的选择（适用于半闭环控制方式和全闭环控制方式） 五、设计参数 （1）系统分辨率纵向为0.01mm，横向为0.005mm （2）最大加工直径：在床面上为400mm，在床鞍上为210mm （3）最大加工长度为1000mm （4）快进速度：纵向为2.4m/min，横行为1.2m/min
（5）最大切削进给速度：纵向为0.5m/min，横行为0.25m/min 课程设计正文 1.系统总体方案设计 对于普通车床的经济型数控改造，在考虑总体方案时应遵行的基本原则是：在满足设计要求的前提下，对机床的改造应尽可能的少，以降低成本。 数控系统总体方案设计内容包括：系统运动方式的确定；伺服系统的选择；执行机构传动方式的确定；计算机系统的选择等内容。应根据设计任务和要求提出系统的总体方案，对方案进行分析、比较、论证，最后确定总体方案并绘制系统总体方案框图。1.1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/直线系统和连续控制系统。由于要求CA6140车床加工复杂轮廓零件，所以本微机控制（MNC）系统采用连续控制系统。 1.2伺服进给系统的选择 数控机床的进给系统有开环、半闭环、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。但他的结构复杂，技术难度大，调试和维修困难，造价高。本设计的精度要求不是很高，采用闭环控制系统的必要性不大。 采用直流或交流伺服电机驱动的半闭环控制，其性能介于开环和闭环之间。由于调速范围宽过载能力强，有具有反馈控制，因此性能远优于以步进电机驱动的开环控制。由于反馈环节不包括大部分机械传动元件，调试比闭环简单，系统的稳定性容易保证，所以比闭环容易实现。但是采用半闭环控制调试比开环控制要复杂，设计上有其自身的特点，技术难度较大。本设计任务的要求不高，是经济型数控改造，通常情况下均采用以步进电机驱动的开环控制。因为开环控制具有结构简单，设计制作容易，控制精度较好，容易调试，价格便宜，使用维修方便等优点；缺点是步进电机没有过载能力，启动频率低，工作频率也不高等。开环控制多用于负载变化不大或要求不高的经济型数控设备中。 经过上述比较，决定采用开环控制系统。 1.3执行机构传动方式的确定 为确保数控系统的传动精度和工作平稳性，在设计机械传动装置时，通常提出低摩