机电一体化课程设计任务书

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。

机电一体化课程设计任务书
1.仿真数控车床系统设计
（1）设计一台小型数控车床，可以实现外圆、锥面的加工；加工材料为塑料棒，刀具为普通机加工车刀。

（2）系统功能：人工输入G代码，每次输入一行，然后执行；直到所有程序段执行结束；
（3）确定设计参数
（4）机械系统设计：包括计算及图纸绘制。

（5）伺服系统设计：包括计算与选型。

（6）人机接口设计；
（7）控制系统设计：电路图及总体程序框图及各部分功能框图2.仿真数控铣床系统设计
（1）设计一台小型执笔式数控铣床，可仿真实现二维轮廓的铣削加工；
（2）系统功能：人工输入G代码，每次输入一行，然后执行；直到所有程序段执行结束；
（3）确定设计参数
（4）机械系统设计：包括计算及图纸绘制。

（5）伺服系统设计：包括计算与选型。

（6）人机接口设计；
（7）控制系统设计：电路图及总体程序框图及各部分功能框图。

机电一体化毕业设计任务书模板范文任务书是毕业设计的重要文件，它包含了对毕业设计的任务要求、目标、内容、进度安排等方面的详细说明。

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题目，基于机电一体化的XXX系统设计与实现。

一、任务的背景和意义。

随着科技的不断发展，机电一体化技术在工程领域中得到了广泛的应用。

本课题旨在通过对XXX系统的机电一体化设计与实现，探索其在实际工程中的应用价值，为相关领域的研究和应用提供参考。

二、任务的主要内容。

1. 对XXX系统进行全面的调研和分析，包括其结构、原理、性能参数等方面的研究；2. 基于调研结果，设计XXX系统的机电一体化方案，并进行仿真验证；3. 搭建XXX系统的机电一体化实验平台，进行系统集成与调试；4. 对实验结果进行分析与总结，评估机电一体化技术在XXX系统中的应用效果。

三、任务的进度安排。

1. 第1-2周，对XXX系统进行调研，撰写调研报告；2. 第3-6周，制定机电一体化设计方案，进行仿真验证；3. 第7-10周，搭建实验平台，进行系统集成与调试；4. 第11-14周，撰写毕业设计论文，准备答辩。

四、任务的预期目标。

1. 完成对XXX系统的全面调研与分析，为机电一体化设计提供理论基础；2. 提出符合XXX系统特点的机电一体化方案，并进行仿真验证；3. 搭建XXX系统的机电一体化实验平台，实现系统集成与调试；4. 撰写毕业设计论文，准备答辩，取得优异的成绩。

五、任务的工作条件和保障。

1. 实验室提供必要的实验设备和软硬件支持；2. 指导老师提供必要的指导和支持；3. 学校提供必要的经费支持。

六、任务的指导老师。

XXX 教授。

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在实际撰写任务书时，还需根据具体情况进行适当调整和完善。

祝你顺利完成毕业设计！。

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 丝杆螺母副的选用1.2 减速装置的选用1.3 伺服电动机的选用1.4 检测装置的选用2．工作台切削力的计算3.直线滚动导轨副的计算与选型3.1滑块承受工作载荷Fmax的计算与型号选择3.2距离额定寿命L的计算4．滚珠丝杆螺母副的计算与选型4.1最大工作载荷Fm的计算的计算4.2最大动载荷FQ4.3初选丝杆型号4.4丝杆传动效率η的计算4.5丝杆刚度的验算4.6丝杆压杆稳定性的校核5.步进电机减速箱的选用6.步进电机的计算与选型6.1步进电机转轴上加载的总转动惯量Jeq6.2步进电机转动轴上总的等效负载转矩Teq6.3步进电机最大静转矩的选择6.4步进电机性能校核7.反馈检测装置的选用8.步进电机驱动器的选用9.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》.机械工业出版社普通车床（如C616,C618,C620,CA6140，C630）是金属切削加工常用的一类机床。

总体设计方案（1）卧式车床数控化改造后应具有单坐标定位，两坐标直线插补、圆弧插补以及螺纹插补的功能。

因此，数控系统应设计成连续控制型。

（2）卧式车床经数控化改造后属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下，应简化结构，降低成本。

（3）根据普通车床的最大加工尺寸、加工精度、控制速度、以及经济性要求一般采用8位微机——MCS-51。

（4）根据系统的功能要求，需要扩展程序存储器、键盘与显示电路、I/O接口电路、D/A 转换电路、串行接口电路等。

还要选择步进电动机的驱动电源以及主轴电动机的交流变频器等。

（5）设计自动回转刀架及其控制电路。

（6）纵向和横向是两套独立的传动链，他们由步进电机、齿轮副、丝杆螺母组成，其传动比应满足机床所要求的分辨。

（7）采用滚珠丝杆螺母副，并有预紧机构（8）采用贴塑导轨，以减少导轨摩擦2、设计参数最大加工直径：床面上：630mm；床鞍上：350mm；最大加工长度：1400mm；快进速度：纵向：2.0横向：1.0最大切削进给速度：纵向：0.5m/min，横向：0.25 m/min；溜板板和刀架的重力：纵向：1200N横向：800N主电动机功率：10KW；代码ISO脉冲分配方式：逐点比较法，定位精度： 0.015启动加速时间：35ms；输入方式：增值式、绝对式控制坐标数：2刀具补偿是0-99mm进给传动链间隙补偿是： 纵向：横向：进给伺服系统机械部分设计与计算（1） 进给系统机械结构改装设计1、进给系统机械设计需要改动主要部件有挂轮架、溜板箱、溜板、刀架等。

机电一体化专业自考学生毕业设计任务书(一)一、设计任务：1. 完成系统的方案设计、参数设计、元件选择、绘系统工作原理图。

(包括元件明细表及测点置)2. 设计电气程序控制系统，绘方框图及电控系统原理图，PLC 控制编程。

3. 绘制液压缸结构图。

4. 编写设计计算(论文)书。

三、设计目标及参数设计一专用双行程铣床。

工作安装在工作台上，工作台往复运动由液压系统实现。

双向铣削。

工件的定位和夹紧由液压实现、铣刀的进给由机械步进装置完成，每一个行程进刀一次。

机床的工作循环为：手工上料——按电钮——工件自动定位、夹紧——工作台往复运动铣削工件若干次——拧紧铣削——夹具松开——手工卸料(泵卸载)定位缸的负载200N.行程100mm 动作时间1s; 夹紧的缸的负载2000N 、行程15mm ，动作时间1s ；工作台往复运动的行程(100~270)mm.。

方案一 (第1小组)单定量泵进油路节流高速，回油有背压，工作台双向运动速度相等，但要求前四次速度为01υ，然后自动切换为速度02υ，再往复运动四次四、分析思考题1. 若工作台要求往复运动的速度相等,有哪些方案可供选择?实验装置如何实现?2. 如何定义液压系统的回路效率?试分析计算不同负载下的回路效率。

3. 在工作台不工作时,如何实现系统的卸载?4. 系统中溢流阀有何作用?如何确定它的调定压力?若偏离此调定压力,会出现什么后果?5. 如何调节限压式变量泵的最大流量及最高限定压力?6. 何谓节流阀的临界开口?定量泵节流调速方案如何在实验中确定临界开口值?参考资料1.李壮云葛宜远主编《液压元件与系统》机械工业出版社2.许福玲陈尧明主编《液压与气压传动》机械工业出版社3.液压系统设计简明手册杨培元朱福元主编机械工业出版社4.机械零件设计手册续编冶金工业出版社或机械设计手册第五卷机械工业出版社5. 《液压传动设计手册》上海煤矿机械研究所上海人民出版社机电一体化专业自考学生毕业设计任务书（二）一、设计任务：完成系统的方案设计、参数设计、元件选择、绘系统工作原理图。

《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、标准和规范，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.设计内容包括：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.课题内容简介或设计要求：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，显示车库内车辆的实际数量。

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,如何控制好使车经过一个传感器而没经过另一个传感器（假设车它退回车库了），如果处理。

课程设计任务书课程设计是《机电一体化系统设计》课程的重要实践环节，其目的是使学生能在传统的机电产品更新换代和新的机电一体化产品研制开发领域掌握必要的实验技能，目的在于培养学员对机电一体化产品的设计能力，另外还包括：1）通过课程设计，理解机电一体化系统设计的基本知识。

2）掌握元部件的正确选择方法和特性参数的实验方法。

机电一体化系统的硬件一般由机械主体部分、传感器、信息处理、计算机及电路部分和执行元件等构成，其设计内容和设计方法基本上可归纳为以下几个方面：1）采用微型计算机（包括单片机、PLC机）进行数据采集、处理和控制主要考虑计算机的选择与构成电路的选用、接口电路、软件编制。

2）选用驱动控制电路，对执行机构进行控制主要考虑电动机的选择及驱动力矩的计算及控制电动机电路的设计。

3）执行机构的设计弄清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）、负载转矩、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。

提出电动机和计算机控制要求。

4）采用传感器进行反馈控制或作为测量敏感部位。

5）学会使用手册和图表资料。

课程设计题目1：交通信号灯模拟控制系统的设计设计任务要求：设计一个十字路口的红、绿、黄交通信号灯控制系统，具体要求如下：1.用红、绿、黄三色发光二极管做信号灯，只考虑一条道路相对的两个方向，每个方向有红、绿、黄三个灯、红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，每隔30秒红绿黄灯交替变化。

在每次由绿灯变成红灯亮或者由红灯亮变成绿灯亮的交替变化转换时间要求黄灯闪烁5秒，给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。

2.能实现正常的计时显示功能。

用倒计时方法显示红灯、绿灯、黄灯还需亮的时间。

3.能实现控制器总清零功能。

按下其功能键后，系统实现总清零，计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。

4.根据任务要求，画出设计总电路图，写出设计程序。

课程设计题目2：设计一个数控加工中心刀具库换刀系统。

机电一体化系统课程设计设计说明书设计题目：X—丫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铳削力的计算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》.机械工业出版社主要结果设计计算与说明主要结果其中，移动部件重量G=800N外加载荷F =F z = 556N，代入式（2）,得最大工作载荷F max=756N =0.756kN。

查表3-41，根据工作载荷F max二0.756KN，初选直线滚动导轨副的型号为KL系列的JSA-LG15型，其额定动载荷Ga =7.94kN，额定静载荷％= 9.5kN o（2）距离额定寿命L的计算上述选取的KL系列JSA—LG15 型导轨副的滚道硬度为60HRC工作温度不超过100摄氏度，每根导轨上配有两只滑块，精度为4级，工作速度较低，载荷不大。

查表3-36~表3-40，分别取硬度系数fH九、温度系数f T =1.00、接触系数fC=0.81、精度系数fR二°.9、载荷系数f w=1.5，代入式（3-33），的距离寿命：c\3L= f H f T f C f R G a =50 "649kmI fWFmax y远大于期望值50km,故距离额定寿命满足要求。

4.滚珠丝杠螺母副的计算与选型（1）最大工作载荷Fm的计算如前页所述，在立铣时，工作台受到进给方向的载荷（与丝杠轴线平行）F x=1609N，受到横向的载荷（与丝杠轴线垂直）F y =366N，受到垂直方向的载荷（与工作台垂直）F z =556N o已知移动部件总重量G=800N按矩形导轨进行计算，查表3-29，取颠覆力矩影响系数K=1.1，滚动导轨上的摩擦因数卩=0.005。

工作任务与要求一、按《××制造系统插装单元组装图》（图号01）组装插装单元的零部件，并满足图纸提出的技术要求。

二、按《××制造系统插装单元电气原理图》（图号为02）连接插装单元的控制电路，你连接的电路应符合工艺规范要求。

三、按《××制造系统插装单元气动系统图》（图号03）连接插装单元的气路，使其符合工艺规范要求。

四、请你正确理解××制造系统插装单元的工作要求，制作触摸屏的界面，编写××制造系统插装单元的PLC控制程序和设置变频器的参数。

注意：在使用计算机编写程序时，请你随时在计算机E盘保存已编好的程序，保存文件名为工位号加A（如03号工位文件名为“03A”）。

五、请你安装、调整传感器的位置和灵敏度，调整机械部件的位置，完成××制造系统插装单元的整机自检，使插装单元能按照要求完成某部件的零件插装。

六、请你填写组装与自检记录中的有关内容。

注意！本次组装与自检的××制造系统插装单元，用触摸屏控制。

你可以同时使用触摸屏和按钮模块上按钮、开关控制，但没有加分。

你也可以单独使用按钮模块上的按钮、开关控制。

这时，你需要在《××插装工位设备电气原理图》上画出增加的电路，但原电路不能改动。

单独使用按钮模块上的按钮、开关控制不能得触摸屏的相关分。

图2 插装单元零件插装位置及间距 ××制造系统插装单元说明图1 插装单元示意图该插装单元为××制造系统加工的某部件插装零件。

位置A 为零件暂存平台。

插装单元工作时，首先从转盘中随机送出白色塑料、金属、黑色塑料三种零件中的一个零件到零件暂存平台，由机械手抓取零件，回到机械手初始位置，但保持抓紧状态，将该零件暂存在机械手中；再从转盘中随机送出一个零件到零件插装位置，如该零件与前一个暂存零件属性相同，则由皮带输送机输送到零件回收口，由推料气缸推入零件回收口，直到由转盘输送来的零件与前一个暂存零件属性不同，则送到零件暂存盘处暂存；然后，再从转盘中随机送出一个零件到零件插装位置，如该零件与前两个零件任意一个属性相同，则由皮带输送机输送到零件回收口处，由推料气缸推入零件回收口，直到由转盘输送来的零件与前两个暂存的零件属性都不同， 则根据图2所示的零件排列顺序和间距要求，由皮带输送机输送零件插装位置处的零件到合适位置，再由机械手将暂存在机械手中的零件放在皮带上，然后皮带输送机带动输送带上的两个零件移动，最后机械手将暂存平台上的零件抓取放在输送带上，按图２所示要求完成部件所需零件的插装。

《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%。

机电一体化实训任务书一、系统情况说明1 、系统组成有一个工作系统，由送料装置、机械手搬运装置及物料传送分拣装置三大部分组成，如下图所示：1、送料装置示意图2、机械手搬运装置示意图3、物料传送分拣装置示意图2、系统的器件说明1) 送料装置。

由一带减速装置的直流电机（DC 24V）作为转盘的动力源，直流电机按照一定方向转动若干圈，转盘内的物料将顺着滑道下滑（提升台此时处与下限位），滑到提升装置的提升台上时，物料检测光电传感器检测到物料，提升气缸动作，气缸杆缩回，将物料提升到上限位（提升台此时处与上限位）。

2) 机械手搬运装置。

由机械手旋转气缸（控制机械手的左右旋转）、机械手横臂气缸（控制机械手横臂伸出与缩回）、手爪提升气缸（控制手爪上升与下降）、手爪气缸（控制手爪的抓紧与放松）组成。

配套相应的传感器与限位装置，机械手从送料装置的提升台抓取物料，再搬运至物料传送分拣装置的放料孔。

3) 物料传送分拣装置。

采用三相异步电动机（AC 380V）拖动传送带,电机由变频器驱动。

光电传感器用来检测是否有物料从放料口放在传送带上，电感传感器与电容传感器用于区分物料时金属还是非金属，由两个气缸完成分拣动作。

4) 系统用到的传感器、指示灯、蜂鸣器电源均为DC 24V二、系统控制要求说明1) 系统的初始位置。

a)送料装置的物料提升台处于下限位;b)机械手横臂处于左限位；c)手爪提升气缸处于缩回状态（上限位）；d)手爪处于松开状态;e)物料传送装置的两个分拣气缸均处于缩回状态。

2) 系统设置启动按钮SB5。

点动SB5，若系统不处于初始位置，则系统首先返回初始位置，然后启动（若系统已处于初始位置，直接启动）。

系统启动后，系统运行指示灯HL2发光，送料装置的直流电机转动，带动转盘转动，若干秒后（由选手设定），当提升台附近的物料检测传感器检测到有物料后，电机停止转动。

延时1s后，提升气缸将提升台上的物料提升至上限位。

3) 送料装置的提升气缸将提升台上的物料提升至上限位后，机械手开始工作，机械手从送料装置的提升台抓取物料，再搬运至物料传送分拣装置的放料孔。

机电一体化综合实训设计任务书设计题目：机电一体化模块化控制系统目的意义：综合运用并巩固所学机械技术、PLC技术、通信技术、气动技术和传感技术知识；熟悉工业控制中常见的机电一体化技术。

设计内容：机电一体化模块化控制系统真实地模拟出一个自动生成加工流水线的工作流程，主要包含六站：供料单元、检测单元、加工单元、安装搬运单元、安装单元、自动化立体仓库。

本实训完成上述各部分的设计。

1、供料单元功能简介：作用是为加工过程逐一提供加工工件。

由双作用气缸从料仓中逐一推出工件，转换模块上的真空吸盘将工件吸起，在旋转缸的驱动下将工件移动至下一个工作站的传输位置。

组成模块：真空组件、旋转模块、供料模块2、检测单元功能简介：检测单元主要是检测加工工件的各种特性，如颜色、材质、高度等。

组成模块：工件高度检测模块、提升模块、工件材质及颜色识别组件3、加工单元功能简介：工件将在旋转平台上被检测及加工。

通过具有六个工位的加工旋转平台，进行加工模拟，并进行加工质量的模拟检测。

组成模块：旋转平台、模拟钻孔模块、模拟检测组件4、安装搬运单元功能简介：将工件从前一站搬运至下一站，并可在本站上完成大、小工件的组装。

PLC 主机：西门子S7-200 系列扩展模块：PPI网络组成模块：提升模块、气动夹爪组件、直线运动无杆缸5、安装单元功能简介：该单元提供两色小工件，并能将其输入大工件的空腔中。

气缸将料仓中的两色小工件交替推出，由真空吸盘吸取，通过转臂输入到大工件的空腔中。

组成模块：送料模块、旋转模块、真空组件6、自动化立体仓库功能简介：该站为仓库存储的模拟，它将系统加工完成的合格产品，按照不同类别，进行分类立体存放。

步进电机及驱动器：Start组成模块：步进电机控制模块、滚珠丝杆模块、工件推出组件、立体仓库设计步骤：1、每个同学至少选择一个模块。

2、理解每个模块的设计目的，确定设计方案。

3、确定PLC的I/O分配表。

4、画气动接线图5、画电气连接图（原理图、PLC输出接线图、PLC输入接线图）6、画程序流程图7、编写PLC程序8、上机调试9、书写设计说明书（至少15页），需打印装订成册10、上交内容：包含2-8项的磁盘、所有的设计图纸和设计说明书，放入档案袋设计要求：1、PLC 主机：西门子S7-200 系列2、PLC软件用STEP 7-MicroWIN3、PLC通信扩展模块：PPI网络4、气动软件FluidSIM-P 3.65、面板按钮和指示灯如下：开始(START)灯：Q1.0 按钮：I1.0复位(RESET)灯：Q1.1 按钮：I1.1单机(SPECIAL)运行按钮：I1.2手动/自动(MANUN/AUTO)运行按钮：I1.3 单机/联网(SINGLE/NET)运行按钮：I1.4注意事项：1、接线不通电、通电不接线2、按规范操作，经老师允许才可以通电3、做实验时不许打闹。

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。

2012-2013-1学期《机电一体化系统设计》课程设计任务书一、课程设计主要任务及技术参数1.主要任务具体要求：在课程研究项目智能移动小车的基础上，自主设计一个取料手爪和放料的车厢，并装配或安装到原有的小车上，完成取料机器人和运料机器人的设计、制作，进行机器人运动控制规划，控制机器人完成一系列复杂的动作，如手爪张合、车体回转、智能循迹和避障、协同作业等任务。

工件的形状为圆柱形，直径30mm，重量500g。

取料主要完成：沿规定轨迹自动行驶——工件夹取——车体旋转——手爪张开这一系列动作，将工件从储存处送到运料车上。

送料主要完成：沿规定轨迹自动行驶——等待取料车——接收料到车厢——实现智能避障，将放好工件运送到指定位置。

2.翻斗车技术参数二、课程设计主要内容（1）资料分析；查阅相关文献资料，对资料进行分析总结。

（2）机器人总体设计；确定机器人的具体任务要求，根据任务初步拟定机器人的技术参数、运动形式、驱动方案、传动方案、控制方案等。

（3）机器人机械结构设计；将机器人分解为车身结构、手爪、取料车厢和传动结构等若干部分，分别对各个结构的关键部件进行详细设计并校核，绘制机器人总装图和关键零部件图。

（4）运动控制方案设计；基于单片机完成机器人控制系统硬件和软件的设计。

（5）编制课程设计说明书三、课程设计进度要求四、课程设计计算说明书与图纸要求1.说明书课程设计应独立完成，说明书叙述简明扼要，文理通顺、字迹端正，内容完整。

注意设计说明书必须包括方案论证、所用方案成本分析，必要的设计计算，市场前景分析与预测，设备的使用说明书，程序清单等。

2.图纸包括机械图纸一套，电气原理图和电气硬件连接线路图各一套。

五、研究小组的主要分工个人可以单独一题，也可以每4个同学一组，相互协作完成所规定的研究内容，内容可以包括但并不限于这些内容。

每个小组要在标明每个人在总体工作中的贡献和工作比例或者每个人负责的内容。

研究内容的多少会影响到每组的最终成绩，鼓励学生自己选取感兴趣的研究内容进行创新设计和深入研究。

《机电一体化课程设计》任务书第一篇：《机电一体化课程设计》任务书《机电一体化课程设计》任务书一、课程设计题目1.数控车床工作台二维运动伺服进给系统设计（注：这里的二维运动指的是工作台在水平面内沿横轴和纵轴的运动）2.数控铣床工作台三维运动伺服进给系统设计 3．自拟题目二、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4、参照工具书，结合实际，自己设定系统定位精度，脉冲当量，空载启动时间，最大进给速度，各个方向的运动范围，切削用量等参数三、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）四、课程设计报告书内容（不少于3000字，要求计算准确、文字通顺、书写工整。

要求图纸、图面布置合理、正确清晰。

）1．设计题目和要求2．系统总体方案框图及分析说明3．机械系统设计计算、各部件类型选择说明及进给传动系统的示意图与说明 4．控制系统工作原理框图与设计说明5．传感器的选择与设计说明（适用于半闭环控制方式和全闭环控制方式）6．课程设计总结与心得体会 7．参考资料五、主要参考书目机械原理、机械设计、电工电子技术、单片机原理与系统设计、机电一体化等相关书籍，如：[1] 尹志强等编著.机电一体化系统课程设计指导书.北京:机械工业出版社.2007.5 [2] 郑堤主编.机电一体化设计基础.北京:机械工业出版社.1997 [3] 曾励主编.机电一体化系统设计.北京:高等教育出版社，2004.4 [4] 张建民等编著.机电一体化系统设计（第二版）.北京:高等教育出版社.2001.8第二篇：《机电一体化系统设计》课程设计任务书2010级《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。

机电一体化系统课程设计
X－Y数控工作台机电系统设计说明书
学校名称：
班级学号：
学生姓名：
班级：
2016年4月
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．工作台铣削力的计算
3.直线滚动导轨副的计算与选型
3.1滑块承受工作载荷Fmax的计算与型号选择
3.2距离额定寿命L的计算
4．滚珠丝杆螺母副的计算与选型
4.1最大工作载荷Fm的计算
4.2最大动载荷F Q的计算
4.3初选丝杆型号
4.4丝杆传动效率η的计算
4.5丝杆刚度的验算
4.6丝杆压杆稳定性的校核
5.步进电机减速箱的选用
6.步进电机的计算与选型
6.1步进电机转轴上加载的总转动惯量Jeq
6.2步进电机转动轴上总的等效负载转矩Teq
6.3步进电机最大静转矩的选择
6.4步进电机性能校核
7.反馈检测装置的选用
8.步进电机驱动器的选用
9.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》.机械工业出版社附图纸：。