机电一体化系统课程设计题目(修改)

机电一体化系统项目教程课程设计1. 课程介绍该课程旨在培养学生综合运用机械、电子、控制等学科知识，完成机电一体化系统项目的设计与实现。

通过实际操作项目，加强学生的实践能力和综合素质，培养学生开发和创新能力。

2. 课程目标本课程的主要目标是：1.掌握机电一体化系统的设计方法和实现技能；2.熟悉机械、电子、控制等学科知识的应用；3.提高学生的实践能力和团队合作能力；4.激发学生的创新和发展动力。

3. 课程大纲本课程的学习内容包括以下几个部分：3.1 预备知识•机械原理•电子技术基础•控制原理•编程基础3.2 课程设计•选题与方案设计•机械部分设计与加工•电子控制部分设计与调试•系统集成与测试3.3 团队合作•建立团队合作意识•分工合作•有效沟通•解决问题3.4 创新与发展•学术研究•产品实践•创业方向探索4. 教学方法本课程采用以下教学方法：4.1 课堂讲授介绍机电一体化系统的设计方法和实现技能，讲解机械、电子、控制等学科知识的应用。

4.2 课程设计及实践操作通过课程设计的实践，引导学生掌握机械部分和电子控制部分的设计方法和技能，包括物理原理、CAD绘图、工程制图、机械加工、电路设计、单片机和传感器应用等方面。

4.3 实验室操作组织学生到机电设备实验室进行设备操作与实验，指导学生如何进行系统测试和诊断故障。

4.4 团队合作学生组成小组进行设计和实践操作，每个小组要有明确的分工，通过团队合作，提高学生的实践能力和团队合作能力。

4.5 学术研究提供机电一体化系统相关研究文献，鼓励学生对机电一体化系统进行进一步研究，培养学生创新与发展能力。

5. 课程考核本课程的考核包括以下几个方面：5.1 课堂考核平时考核包括听课情况、课堂圈子等。

5.2 课程设计根据课程设计进行课程成果评估。

5.3 实验室操作根据实验操作的完成情况进行考核。

5.4 课题论文根据完成的课题论文进行评估。

6. 课程参考书目•《机械原理》•《电子技术基础》•《控制原理》•《C语言程序设计》7. 结语机电一体化系统项目教程课程设计旨在培养学生综合运用机械、电子、控制等学科知识，完成机电一体化系统项目的设计与实现，并提高学生实践能力和团队合作能力，培养学生创新和发展能力，为学生未来的发展提供有力支持。

第二阶段练习题考试科目:《机电一体化系统设计》第三章至第四章（总分100分）学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、单项选择题（本题共10小题，每小题1分，共10分。

）1、直线光栅传感器属于（）数字信号传感器。

A、增量码B、绝对码C、BCD码D、格雷码2、在控制感性负载器件的直流功率接口中，为了保护功率管需要接入保护（）。

A、电感B、电阻C、二极管D、电容3、为了消除A/D转换期间由于信号变化产生误差，需要采用（）电路。

A、放大B、采样保持C、模拟开关D、分压4、晶体管作为无触点开关，其导通电阻和开路电阻，依次应该（）。

A、前大后小B、前大后大C、前小后小D、前小后大5、设计键盘程序时要考虑（）。

A、消抖功能和延时功能B、单次响应和延时功能C、单次响应功能和消抖功能D、延时功能和批处理功能6、过零比较器常用于对信号的（）。

A、电平转换B、整形C、放大D、阻抗匹配7、有源滤波器比起无源滤波器，带负载能力依次（）。

A、前强后弱B、前弱后强C、前弱后弱D、前强后强8、按信息传递方向分有两种接口，它们是（）。

A、机械接口和物理接口B、人机接口和机电接口C、无源接口和有源接口D、输入接口和输出接口9、A/D转换器的转换速度依据对信号的（）频率确定。

A、传送B、变换C、采样D、放大10、在计测系统中如果需要滤除信号中的高频干扰应该使用（）。

A、低通滤波器B、比较电路C、微分电路D、高通滤波器二、多项选择题(本题共5小题，每小题2分，共10分。

多选、少选、错选均不得分。

)1、在机电接口的功率接口中常用的驱动元件有（）。

A、功率晶体管B、晶闸管C、功率场效应管D、固态继电器2、以下哪些是数字滤波算法（）。

A、算术平均滤波B、RC高通滤波C、RC低通滤波D、滑动平均滤波3、传感器的非线性补偿采用的软件方式包括（）。

A、定时法B、计数法C、计算法D、查表法4、光电编码盘在系统中一般用于测量（）。

机电一体化系统设计课程设计题目：乒乓球自动捡拾机姓名：孔维邈（）杨坚（）孔维邈（）学院：机械与电子工程学院班级: 机制123指导老师：完成时间：2016.01.13目录摘要 (1)关键词 (1)1前言 (2)乒乓球自动捡拾机设计摘要：本乒乓球自动捡拾机收到外部信息时，会自动的去定位乒乓球，同时检测障碍物并避开。

执行装置采用皮条与桶相结合的结构，在异步电机转动时，执行机构会将乒乓球压入装球装置。

在运动员在需要球或装球装置装满球时，运动员会去换下装球的桶。

本乒乓球捡拾器是一款适用于各地区中、大型乒乓球训练基地和训练学校的专业机器。

关键词：乒乓球；捡拾机；设计1 前言乒乓球是我国的国球，无数的乒乓球运动员在国际赛场上争金夺银，为祖国带来了无数的荣誉，这些都是和乒乓球在我国的普及是息息相关的。

在全国各地业余乒乓球训练基地和乒乓球学校随处可见，专业的乒乓球训练基地和学校也越来越多。

随着科学技术的发展，乒乓球的训练也越来越系统化、科学化、合理化。

乒乓球发球机的出现、利用计算机进行乒乓球运动轨迹分析等，这一系列的出现都使乒乓球运动员能够得到更好的锻炼，取得更好的成绩。

但是随之而来的问题是大量散落在地上的乒乓球。

而人工的拾取乒乓球，一次两次之类的还好，但是一旦拾取多了，拾取球的人腰酸背疼不说，而且其效率也不尽如人意。

于是乎，乒乓球拣拾器的相关设计便成为了一个问题。

但目前为止，国内外市场上还没有乒乓球拣球机器的出现。

没有专门的相关人员去投入到这个项目的研发中。

但是这个项目的未来前景可以说是一片光明。

专业乒乓球拣球机可以应用在业余或专业的乒乓球训练基地或训练学校。

使用专业乒乓球拣球机可以大大减少乒乓球训练基地或学校的工作人员和运动员拣球的工作量和工作时间，是运动员可以更好的投入到专业的训练当中，从而取得更好的比赛成绩。

本乒乓球自动捡拾机收到外部信息时，会自动的去定位乒乓球。

执行装置采用皮条与桶相结合的结构，在异步电机转动时，执行机构会将乒乓球压入装球装置。

机电一体化系统设计第二版课程设计概述本课程设计旨在运用机电一体化的知识，完成一台具有完整机电一体化系统体系结构的机械及其控制系统。

通过本课程设计，希望学生们能够掌握机电一体化系统设计的方法和技能，以及掌握系统设计、机械设计和控制系统设计等方面的综合能力。

设计任务设计一台模拟生产线过程的机械并配备相应的控制系统，以完成自动化生产线上的生产任务。

设计的机械应能够具备多种功能特点，例如自动分拣、切割和堆垛等工作，同时具备跟踪控制，安全保护，维修与调试等多种功能。

设计原则1.设计应具备先进性和实用性，以最大限度地满足实际生产需求。

2.系统应保证运行的可靠性和稳定性，降低因意外故障导致的生产线停顿率。

3.应达到生产效率和质量的双重要求。

4.充分考虑机械、控制系统整体的设计与集成，确保实现机电一体化效果。

设计流程1.确定设计要求，明确机械和控制系统的功能需求及性能标准。

2.进行市场调研，确定可行的方案，考虑机械与控制系统的整体集成，保证机电一体化的效果。

3.进行机械结构设计，包括3D模型设计、零件图纸绘制与操作方案的设计等。

4.进行控制系统设计，涉及电气电子控制系统的设计、PLC控制器的编程、人机界面的设计等环节。

5.进行机械和控制系统的联调，调试并运行检测。

6.进行测试和试验，在实际生产环境下检验系统的性能和可靠性。

7.进行方案评估和效果分析，优化系统设计。

设计内容设计内容主要分为两个方面：机械部分和控制系统部分。

机械部分1.确定机械的结构设计方案。

2.设计机械的3D模型。

3.绘制机械零部件图纸。

4.设计机械操作方案。

控制系统部分1.设计电气电子控制系统方案，包括传感器、执行器、驱动器等控制元件的确定。

2.对PLC控制器进行编程。

3.设计和实现人机界面系统。

4.调试控制系统的各个部分，并进行系统集成测试。

设备说明机械设备清单序号设备名称规格型号数量1 传送带宽度1500mm，长度10000mm 12 自动分拣系统– 13 切割系统进口激光数控切割机 14 堆垛系统最大承载1000kg 1控制系统清单序号设备名称规格型号数量1 PLC控制器– 12 人机界面设备– 13 传感器–104 执行器–105 控制柜– 1序号设备名称规格型号数量6 电缆线–若干总结机电一体化系统设计是一个相当有挑战性的任务，需要综合运用机械、电气、电子、自动控制等多学科知识。

X X 大学《机电一体化系统设计》综合课程设计计算说明书设计题目：城市护栏自动清洗机设计组长：设计成员：专业：班级：指导教师：设计时间：2012 年2 月21日至2012 年6 月8 日自动控制与机械工程学院2012年2月任务分配目录第1章系统总体方案设计 (5)1.1 目前国内外同类技术的发展水平、存在的问题及趋势 (5)1.1.1 目前国内外同类技术的发展水平及应用 (5)1.1.2目前存在的问题： (7)1.1.3 发展趋势： (7)1.2护栏自动清洗机的经济性及市场前景 (7)1.2.1经济性 (7)1.2.2市场前景 (7)第2章系统总体方案设计 (9)2.1 动力源的选择 (9)2.2 驱动电机的选择 (9)2.3 直流电动机的启动方式 (10)2.4 调速器的选择 (10)2.5 导向装置的设计 (11)第3章机械传动系统的设计 (12)3.1 小车行走系统的总体设计 (12)3.2 小车行走系统的运动和动力参数计算 (13)3.2.1电动机的选择 (13)3.2.2 确定行走装置的总传动比 (15)3.3 传动零件的设计计算 (16)3.3.1 齿轮设计 (16)3.3.2 轴的设计 (19)3.4 清洗装置的设计 (21)3.4.1 毛刷的选择与安装方式 (21)3.4.2 清洗装置的基本设计计算 (22)3.4.3 水泵的选择和计算 (22)3.4.4 洗涮装置各部件和材料的选择 (24)3.4.5 制动装置的选择 (24)第4章控制系统的设计 (26)4.1 毛刷的安装及转动方向的确定 (26)4.2 控制系统的设计 (26)4.3 电动机调速系统的选择 (27)4.4 报警系统的设计 (31)第5章结束语 (32)参考文献 (33)致谢 (34)摘要针对城市道路护栏难以清洗的现状，提出了一种龙门框架分离式护栏清洗机本体结构，作业时清洗机跨立在护栏上，实现对护栏和支墩的全面清洗。

《机电一体化系统设计》课程设计教学大纲课程编号：05144340课程名称：机电一体化系统设计/ Mechatronics System Design课程总学时/学分：32/2 （其中理论28学时，实验4学时）课程设计时间/学分：1周/1学分适用专业：机械工程及自动化一、设计任务及目的本次设计是《机电一体化系统设计》课程结束之后进行的，属于机械设计制造及其自动化本科专业中机电方向的一个重要的综合性、实践性教学环节，课程设计的基本任务和目的是：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、课程设计的基本要求1、了解和掌握PLC在机电一体化系统设计中的应用；2、采用微型计算机（包括单片机）进行数据采集、处理和控制，主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用。

3、选用驱动控制电路，对执行机构进行控制。

主要考虑电机的选择及驱动力矩的计算，控制电机电路的设计。

4、精密执行机构设计。

主要考虑数控机床工作台传动装置的设计问题；弄清楚机构或机械执行的主要功能（如传递运动、动力、位置控制、微调、精密定位或高速运转等），进行力（力矩）、负载功率、惯性（转动惯量）、加（减）速控制和误差计算。

提出装配图和零件加工图。

提出对电机驱动和计算机控制要求。

5、采用传感器进行反馈控制或作为测量敏感器件。

6、学会使用手册及图表资料。

根据课程设计指导书，设计题目不尽相同，并不一定要对上面的内容面面俱到，但要对学生进行全面训练，则尽可能多涉及一些。

三、设计需运用的基本理论机械制图、机械原理、机械设计、电工电子技术、机电控制技术、机电控制理论基础、可编程序控制器、机械工程设计、机电一体化系统设计等。

机电一体化系统设计第四版课程设计1. 课程设计背景及目的机电一体化系统是现代制造业中常用的一种技术。

它将机械、电气、电子、传感器等多个领域的技术融合在一起，实现了自动化、智能化、高效率、高精度的生产流程。

在工业生产中具有广泛的应用前景。

本课程设计旨在通过设计机电一体化系统，让学生深入了解机电一体化技术，掌握机电系统的设计原理与方法，培养学生的机电一体化系统设计能力和实践能力。

2. 设计要求2.1 设计目标设计一个具有自动化、智能化、高效率、高精度的机电一体化系统，要求满足以下功能：•具有自动化控制系统，能够自动完成生产流程；•具有各种传感器、执行器等控制设备，能够实时获取生产状态信息并进行控制；•具有高精度的精确控制能力，能够保证生产质量和效率。

2.2 设计内容•机械设计：设计一个包含多个部件的机械系统，实现物料转移、加工、成品分离等操作。

根据机械系统的功能需求，设计适当的运动轨迹、速度、力学参数等。

•电气设计：设计配备各种传感器、执行器等设备的电气控制系统，实现对机械系统运动、物料流动等各方面的控制。

电气设计需要综合考虑各种因素，如噪声、电磁兼容性、安全可靠性等。

•控制系统设计：设计机械控制系统和电气控制系统的集成控制器，实现对整个机电系统的自动化控制。

控制系统需要具有高精度、高响应、高鲁棒性等特点，能够保证生产过程的稳定性和效率。

2.3 设计要求•机械系统应具有适当的小型化性质，易于搬运和维护；•电气系统应具有良好的隔离性，保证安全和避免电磁干扰；•控制系统应具有高可靠性，能够保证生产过程的稳定性和效率。

3. 设计步骤3.1 设计方案确定根据设计要求，确定机械系统、电气系统和控制系统的整体方案，包括机械系统的结构布局、传动链设计、电气系统的元件选型、电路设计和控制系统的算法设计等。

3.2 细节设计在确定了整体方案后，对各个系统进行细节设计，包括机械系统的部件设计、电气系统的布线设计、控制系统的编程等。

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）。

机电一体化专业毕业论文题目机电一体化综合课程设计专业机电一体化指导教师作者完成日期目录一、前言 (4)二、总体方案设计 (6)（一）总体分析 (6)（二）方案框图 (6)三、单元模块设计 (7)（一）键盘与显示模块 (7)1 模块工作原理 (7)2 芯片CH452介绍 (8)3 特点 (9)4 显示驱动原理 (11)5 键盘扫描原理 (13)（二）单片机控制单元模块电路 (15)1 控制原理 (15)2 光电耦合电路 (16)3 芯片介绍 (17)(三）串行通信模块 (21)1 RS232通信协议 (21)2 串行通信电路 (23)四、电机与电气控制电路设计 (24)（一）步进电机模块 (24)1 步进电机的工作原理 (24)2 步进电机的步距角与工作拍数 (27)3 步进电机的频率特性 (28)（二）交流电机正反转控制原理 (30)(三) 交流电机的星—三角形启动 (32)（四）电气元件介绍 (32)五、设计总结、致谢 (35)六、参考文献 (37)附录Ⅰ:单片机控制系统电路原理图设计 (38)附录Ⅱ:电气控制原理图1 (39)附录Ⅲ：电气控制原理图2 (40)机电一体化综合课程设计摘要：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。

《机电一体化技术（Ⅰ）》课程标准一、课程说明二、课程定位《机电一体化技术（Ⅰ）》课程是一个具有极强实践性和工程性的专业核心课程, 是机电一体化技术专业的必修课程。

主要通过学习可编程逻辑控制器, 达到对工业控制要求完成编程设计, 调试的能力。

可编程逻辑控制器应用于传统的顺序控制、闭环控制、运动控制、数据处理以及复杂的分布式控制系统、工厂自动化网络等。

被誉为现代工业生产自动化的三大支柱（PLC技术, 机器人技术、计算机辅助设计和制造技术）之一。

掌握机电一体化技术成为工程技术人员的急迫任务。

本课程与前修课程《电工电子技术》、《电机与电气控制》课程相衔接, 与后续课程《机电设备组装与调试》、《工业机器人安装与调试》等相衔接, 共同培养机电一体化综合应用分析能力。

三、设计思路通过教师到企业对课程对应的工作岗位、工作任务、必备的能力和素质需求进行调查, 确定了本课程的培养目标。

为服务后续专业课程的学习和培养学生岗位能力, 遵循由简到难的原则, 设计教学内容。

采用现代化教学手段, 注意培养学生面向工程的思维习惯, 采用多元化的考核方法, 使学生掌握可编程逻辑控制器理论的精髓。

本课程设计主要应用模块以多媒体教学与实践教学相结合的教学方法。

课程按照可编程逻辑控制器的主要应用方向分为以下四类:1.可编程序控制器（PLC）的特点、结构组成、工作原理2.可编程序控制器（PLC）指令系统、编程方法、PLC系统的设计3.可编程序控制器（PLC）调试和维护方法4.可编程序控制器（PLC）网络连接等可编程序控制技术根据各模块内容的特点施教, 启发式教学贯穿始终。

在教学过程中会充分重视课堂教学与实践教学相结合, 重点放在引导学生如何面对一个PLC控制系统的整体角度下手分析问题并解决, 引导学生能够解决应用上可能出现的问题。

将传授知识和发展能力结合起来, 通过各项目加深学生对知识的真正理解。

四、课程培养目标完成本课程学习后能够获得的理论知识、专业能力、方法能力、社会能力。

机电一体化技术课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握机电一体化技术的基本概念、原理和应用，培养学生对机电一体化技术的兴趣和热情，提高学生的实际操作能力和创新能力。

知识目标：使学生了解机电一体化技术的基本概念、组成部分及其相互关系；掌握机电一体化技术的基本原理和关键技术；了解机电一体化技术的应用领域和发展趋势。

技能目标：使学生能够运用所学知识分析、解决机电一体化技术领域的问题；具备一定的实际操作能力，能够进行简单的机电一体化系统设计、调试和维护。

情感态度价值观目标：培养学生对机电一体化技术的兴趣和热情，增强学生对科技创新的敏感度；培养学生团队协作、积极探究的学习态度，提高学生的问题解决能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括机电一体化技术的基本概念、原理和应用。

具体安排如下：第1-2课时：机电一体化技术的基本概念，包括定义、组成部分及其相互关系。

第3-4课时：机电一体化技术的基本原理，包括传感器技术、执行器技术、控制技术等。

第5-6课时：机电一体化技术的应用领域，包括工业自动化、机器人、汽车电子等。

第7-8课时：机电一体化技术的发展趋势，包括智能化、网络化、绿色化等。

第9-10课时：机电一体化技术的实际操作，包括简单机电一体化系统的设计、调试和维护。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。

讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握机电一体化技术的基本概念、原理和应用。

讨论法：引导学生针对机电一体化技术的相关问题进行思考和讨论，提高学生的创新能力和问题解决能力。

案例分析法：通过分析具体的机电一体化技术应用案例，使学生更好地理解和掌握相关知识。

实验法：让学生亲自动手进行实验，培养学生的实际操作能力和实践能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将选择和准备以下教学资源：教材：《机电一体化技术》教材，用于引导学生系统地学习机电一体化技术的基本知识。

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：班级学号：学生姓名：班级：2016年4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 系统总体框图二、机械系统设计2.1、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--⨯⨯⨯⨯⨯≈NY 向拖板（下拖板）尺寸： 14516050⨯⨯ 重量：约90N 。

《机电一体化创新设计项目》实验教学大纲(一)一、课程简介课程名称：机电一体化创新设计项目Creative Design of Electromechanical Integration课程代码： 112010学分和总学时： 3学分 72学时实验（上机）学时： 30学时开课单位：机电工程学院选课对象：机械设计制造及其自动化专业二、课程内容与实验目的：本项目课程以德国慧鱼公司生产的机电产品模型为对象，学生通过装配机电设备模型，对设备进行较为细致的观察和分析，从而完成综合性的设计训练过程。

虽然用模型学生可装配出各种各样的产品，但学生学习的重点是选定其中一个产品进行分析研究；对产品进行编程运行，检验其功能、性能等效果；初步掌握开发、设计一个产品的有关过程；学习查阅资料，为自己的设计和分析提供理论依据。

加强实践教学，培养学生的动手能力，在一定程度上改变工科教学重理论教学，轻实践环节的现状，使学生生动活泼地进行学习，较全面地掌握各类机械机构，机电一体化机构、计算机编程等基本知识。

本课程的任务是，在简明扼要的介绍各类装置之后，对指定装置进行测绘，学生完成所有零件图、部件图、最后完成总装图设计。

根据学生的能力，还可进行相关的改进设计、动画设计等。

在设计过程中，学生还可接触到机械装备的控制、驱动、传动的技术，学习机械制造中的工艺、工装、测量等知识。

三、实验教材与实验考核本课程通过对指定的装置或模型进行测绘和设计，设计时采用三维设计软件，使学生对设备的结构和组成等获得较为丰富的感性认识，对机械装置的设计过程和设计要点有基本概念，为完成后面的设计任务，以及完成将来的学习任务提供思维源泉。

实验教材有实验指导书、实验设备供学生使用。

项目过程中学生要自学Solidworks等三维设计软件，独立的完成课程内容。

实验考核评分参考平时成绩和实验报告成绩，设计图纸的质量，以及答辩的情况给定。

比例基本参考如下：平时成绩10%，实验报告成绩10%，设计图纸的质量40%，答辩的情况40%。

机电一体化系统课程设计X-Y数控工作台设计说明书：称学校名：班级学号：名生学姓：班级2016 4月年1 / 21一、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2 / 21二、机械系统设计、工作台外形尺寸及重量估算2.1向拖板（上拖板）尺寸：X??50 ×145×160 长宽高体积×材料比重估算重量：按重量=2??3901010??7.8??145?16050?N04551?6?01Y向拖板（下拖板）尺寸：重量：约90N。

机电一体化方向综合课程设计任务书学院专业班级指导教师学生姓名_日期 2019.12.13机械一体化课程设计任务书一、题目：热轧钢球四自由度机器人二、设计对象研究背景、意义1.1课题背景和意义机械手是近几十年发展起来的一种髙科技自动生产设备，它能模仿人手和手臂的某些动作功能，按照固定程序抓取、搬运物件或操作工具。

机械手的出现是人类自动化研究过程中的一个里程碑，它预示着人们不再局限于对自动化单一学科的研究，而是将机械技术、人工智能技术、控制技术、传感器技术以及计算机技术等进行融合研究。

它可以用在生产线、加工中心、工厂等代替人类的重复劳动，以提高生产的自动化水平，同时，它还能够在恶劣的环境（比如高温、有毒等）下正常工作。

机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分姐成。

执行机构是用来抓取工件的，由于被抓持工件的形状、尺寸、重量、材料等不完全相同，机械手的执行机构有多种形式，比如常见的有夹持型、托持型和吸附型等。

通常情况下机械手的执行机构都是用户根据加工工艺和工件等设计的，它具有专一性，执行机构的好坏对机械手的加工精度和加工效率等有很大的影响。

驱动机构能够使执行机构完成各种转动、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。

运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。

自由度是机械手设计的关键参数，自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构心越复杂，现有学者已经证明为了抓取空间中任意位置任意方位的物体，机械手需要６个自由度。

一般的专用直角坐标机械手有２个或３个自由度，而工业常用机械手以４自由度和６自由度居多。

目前国内己有冗余的机械手，它的自由度超过６个，比如宁波韦尔德斯凯勒智能科技有限公司己经制造出７自由度的机械手，这种冗余机械手的好处是通过调整机械手的某个参数可以轻松的避开障碍物，防止周边物体与机械手之间出现干涉的情况。

控制系统通过对机械手每个自由度的电机的控制来使机械手完成特定动作。

X K5040数控立式铣床及控制系统设计X6232C齿轮加工工艺及其齿轮夹具和刀具设计CK6132数控车床总体及进给驱动部件设计三面铣组合机床液压系统和控制系统设计铣边机组合机床设计铣削组合机床及其主轴组件设计组合镗床设计普通钻床改为自动化钻床设计CA6140普通车床床头1轴轴承座夹具设计SX-ZY-250型塑料注射成型机液压系统设计电机车的气制动设计QY40型汽车起重机液压系统的设计带位移电反馈的二级电液比例节流阀设计皮带运输机PLC电气控制系统设计XKA5032A/C数控立式升降台铣床自动换刀设计ZXK-7532数控立式钻铣床主运动、进给系统及控制系统设计4110发动机飞轮壳前端面钻模设计DK7732数控高速走丝电火花线切割机及控制系统T68镗床的控制系统的PLC改造XK5040数控立式铣床主运动系统、进给系统及控制系统设计基于TVT-99A电梯模型的组态软件开发小型立体仓库电气控制系统的设计XTK7140数控立式铣镗床及控制系统设计ZXK-7532数控立式钻铣床主运动、进给系统及控制系统设计XK5040数控立式铣床及控制系统设计X6232C齿轮加工工艺及其齿轮夹具和刀具设计XKA5032A/C数控立式升降台铣床自动换刀设计XK100立式数控铣床主轴部件设计XTK7140数控立式铣镗床及控制系统设计基于单片机语音控制小车系统设计四层电梯控制系统设计（EDA）直流电机控制系统设计节水型全自动洗衣机控制器设计出租车计价系统设计自动化立体仓库控制模型的整体构架单片机水塔水位控制设计汽车车速自动检测系统的设计与研制台式数控龙门雕刻机工作台及Y轴传动部件设计挖掘机工作装置液压系统设计C6136型车床经济型数控改造(横向)设计数控机床自动夹持搬运装置的液压系统设计小区自动化立体车库设计组合机床动力滑台液压系统的设计GKZ高空作业车液压和电气控制系统设计高空作业车工作臂结构设计及有限元分析高空作业车转台的结构设计及分析液压钻机本体组合机床设计液压控制阀的理论研究与设计中型四柱式液压机及液压系统设计CA6150车床主轴箱设计205t桥式起重机控制线路设计无轴承电机的结构设计基于AT89C52的电阻炉温度控制器设计基于单片机实现红外测温仪设计虚拟示波器设计温度测量LCD显示系统的设计自动打铃器设计霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试西门子802s数控车床的进给控制设计CNC3136A数控车床电气系统设计基于工控机和PLC设计喷油泵实验台监控系统啤酒桶清洗机设计YZY全液压静压桩机的电气控制系统总体设计基于电片机的家庭防盗报警器基于单片机一氧化碳报警器设计隧道掘进机概况及管片受力的有限元分析板材弯曲成形有限元数值模拟分析（有限元毕业论文）基于单片机的交通灯自动控制器设计基于单片机实现红外测温仪设计经济型数控系统研究与设计现场典型工业设备的PLC控制系统设计数控机床复杂零件的加工过程设计PLC自动换刀电气控制的设计原棉水分测定仪的工作原理及硬件电路设计消防智能电动车设计与制作空调压缩机用无刷直流电动机进行设计及相应控制系统的设计汽车雨刷器的设计及硬件控制水位检测仪系统设计远程多路智能家用电器控制器设计智能导热系数测试仪测控系统的设计智能温度控制系统设计智能型配电控制柜设计基于射频技术的IC卡的研究基于Mastercam造出洗洁精瓶的零件模型设计TDA2003音频功率放大器的设计基于DDS芯片AD9850的正弦发生器设计火车摇枕磨耗板自动焊接机的电器控制系统设计CA6150数控车床主轴箱及传动系统系统的设计行星减速器设计三维造型虚拟设计分析带轮的参数化设计龙门刨床的可控硅调速系统控制电路的设计火车制动梁用异型材矫直机的设计红外电子桩考系统的设计摩托车交流底盘测控系统设计汽车信号灯控制系统设计经济型数控系统研究与设计球磨机给矿控制系统设计1.机械毕业论文:X62W铣床数控化改造设计2.机械毕业论文:ZMX粉碎机下机体支承面专用铣床设计3.机械毕业论文：普通铣床数控化改造设计4.机械毕业设计:J45-6.3型双动拉伸压力机及PLC控制系统设计5.机械毕业设计:数控回转工作台设计6.普通CA6140车床的经济型数控化改造设计7.铣床的数控X-Y工作台设计8.车载机械自动调平机械系统设计9.铝箔轧机自剪机自动纠偏系统设计论文10.X-Y数控工作台机电系统设计11.机械毕业论文:C6140普通车床的数控化改造设计12.数控车床系统XY工作台与控制系统设计13.机械毕业设计:数控钻床横、纵两向进给系统的设计论文下载含cad图纸14.机械毕业论文:经济型数控车床控制系统设计论文下载含cad图纸15.CK6140数控卧式车床及控制系统的设计论文含cad图纸下载16.机械毕业设计: 机械手设计17.四自由度多用途气动机器人（机械手）结构设计及控制实现18.井下胶带输送集成控制19.普通带式输送机的设计20.泵吸式清淤系统设计21.基于S7-300 PLC的带传动实验台远程控制系统的研究22.基于Web的带传动实验台远程虚拟实验软件的研究23.提升机驱动系统设计24普通铣床数控化改造设计25.气流粉碎机设计与粒度控制26.机械毕业设计:机床上下料机械手设计27.机械毕业设计:数控钻床横、纵两向进给系统的设计28.自动售货机的PLC系统设计29.电动观光汽车总体设计30.Santana2000轿车制动系统设计31.XA5032普通立式铣床进行数控化改造32.薄煤层采煤工作面电缆拖移系统。

《机电一体化系统设计》课程教学大纲适用专业机械设计制造及其自动化课程类型专业课程学时数44学分数2.5一,编写说明(一)本课程的性质,地位和作用本课程是面向机械制造及自动化专业开设的一门专业课.机电一体化系统技术是微电子技术和计算机技术像机械工业渗透的过程中逐渐形成并发展起来的一门新型综合性学科,机电一体化技术的应用不尽提高和拓展了机电产品的性能和功能,而且使机械工业的技术结构,生产方式及管理体系发生了巨大的变化,极大提高生产系统的工作质量.通过本课程的学习,对于学生掌握机电一体化系统开发的基础知识,拓宽学生的知识面是很有意义的.本课程是学生在学完技术基础课,专业基础课之后的专业技术课程内容的综合应用,对于培养学生综合应用基础和专业知识,掌握以系统论,信息论和控制论为核心的机电一体化系统的设计基本原理和方法,掌握机电一体化技术的关键技术有着重要意义.(二)本大纲制定的依据本大纲根据机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标的基本理论和基本技能要求,本课程性质,跟踪现代机电一体化系统技术的发展编写.(三)大纲内容编写原则根据人才培养目标的要求,使学生了解,掌握机电一体化的系统设计的基本知识,特点和方法;结合机电一体化共性的关键技术,对其各子系统的设计原理及设计方法进行系统的分析和介绍;强调对学生综合能力和工程能力的训练和培养;通过本课程的学习,使学生了解,掌握机电一体化系统的内涵及机电一体化系统设计的理论和方法.(四)实践环节1.课程设计(1)名称:机械手控制系统编程与操作(2)主要内容与要求:利用PLC实现机械手控制功能的要求编写程序,安装调试实验台.按照本课程实验说明书要求完成,并通过实验验证程序的正确性.(3)学时分配:4(五)教学时数分配表章节序号教学学时环节教学内容讲授讨论见习实验其它小计一绪论44二机械系统设计66三传感器检测及其接口电路88四控制电机及其选择计算88五工业控制计算机及其接口技术1010六机电一体化系统设计及应用举例448总计4044(六)考核方法与要求1.平时成绩与期终成绩:平时成绩占30%,包括出勤,课堂提问,讨论等;期终成绩占60%.2.试卷成绩与实践成绩:试卷成绩占60%,实践成绩占10%(实验报告5%,实验过程考核5%).3.综合考核成绩的计算:平时成绩20% 实践成绩占10% 试卷成绩占70%=100%.(七)教材与主要参考书1.教材:姜培刚等.《机电一体化系统设计》.机械工业出版社,2006年1月.2.主要参考书:李建勇.《机电一体化技术》.科学出版社,2004年4月.王孙安.《机械电子工程》.科学出版社,2003年8月.郑堤.《机电一体化设计基础》.机械工业出版社.2001年10月.二,教学内容纲要第一章绪论一,教学目标:1,了解机电一体化系统发展历史,内涵,应用和发展前景. 2,掌握机电一体化系统的基本功能和要素.二,教学内容:第一节机电一体化系统的定义一,△机电一体化的内涵;第二节机电一体化系统的基本功能要素一,△○机电一体化系统功能分析方法△机电一体化系统的构成要素第三节机电一体化的相关技术一,机电一体化技术的相关关键技术第四节机电一体化系统设计的目标与方法一,机电一体化系统设计方法第二章机械系统设计一,教学目标:1,掌握机械系统数学建模方法.2,掌握机械传动系统的特征及设计方法. 3,了解常用的传动系统二,教学内容:第一节机械系统设计一,△○机械系统建模方法第二节机械传动系统的特征一,△机械传动装置的特征参数及相应的调整方法第三节机械传动装置一, △○传动比的设计方法第三章传感器检测及及接口电路一,教学目标:1. 了解常用参量检测的传感器原理;2. 掌握检测传感器的接口电路原理以及相应的信号处理方法. 二,教学内容:第一节传感器一,△○传感器性能指标的内涵二,△传感器选择的原则第二节位移测量传感器一,△大位移测量传感器的原理.第三节速度,加速度传感器一,△速度,加速度传感器测量原理第四节位置传感器一,△位置测量原理.第五节传感器前期信号处理一,△○信号调理线路常用模块的原理第六节传感器接口技术一,△○采样保持器原理及应用.第七节传感器非线性补偿原理一,△○软件补偿方法第八节数字滤波一,△○随机误差的处理方法第四章控制电机及其选择计算一,教学目标:1. 了解常用伺服电机的工作原理;2. 掌握常用伺服电机的控制调节方法;3.掌握伺服电机的主要性能参数内涵及电机的选择方法. 二,教学内容:第一节步进电动机及其控制一,步进电机的工作原理二,△步进电机的性能参数三,△○步进电机的控制方法第二节直流伺服电动机及其控制一,直流电机的工作原理二,△○直流电机的控制方法第三节交流伺服电动机一,交流电机的工作原理二,△○交流电机的控制方法第四节直线电动机一,直线电机的工作原理第五节控制电机的选择和计算一,△控制电机的选择.第五章工业控制计算机及其接口技术一,教学目标:1. 了解常用的工业控制计算机种类2. 掌握各种工业计算机的区别;3.掌握各种信号接口原理.二,教学内容:第一节工业控制计算机一,常用控制计算机的种类二,△○各种控制计算机的区别第二节计算机的接口技术一,△○开关量及数字两的输入/输出接口电路; 二,△○功率放大电路的原理第三节可编程控制器一,PLC的原理及选择方法,外围电路设计的原则第四节数字控制器设计一,△○数字控制器的设计方法.第五章机电一体化系统设计及应用举例一,教学目标:1. 掌握机电一体化系统设计的要点2. 了解数控机床的设计过程及主要构成的设计方法.二,教学内容:第一节机电一体化产品的设计要点一,△机电一体化产品的设计过程第二节机电一体化系统设计应用举例一,数控机床的设计过程及主要构成的设计方法注:用\"△\"明确重点内容,用\"○\"明确难点;编写人:凌杰审核人:封士彩。