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PLC课程设计流水线一、教学目标本章节的教学目标是让学生掌握PLC（可编程逻辑控制器）的基础知识，了解PLC的工作原理和应用场景，学会使用PLC进行简单的程序设计和调试，提高学生的动手能力和实际操作技能，培养学生的创新意识和团队合作精神。
具体来说，知识目标包括：1.掌握PLC的基本概念、结构和分类；2.了解PLC的工作原理和编程语言；3.熟悉PLC在工业自动化中的应用场景。
技能目标包括：1.能够使用PLC进行简单的程序设计和调试；2.能够分析PLC程序的逻辑和功能；3.能够配合传感器和执行器完成简单的自动化项目。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生对PLC技术的兴趣和热情；2.培养学生团队合作、积极探究的学习态度；3.培养学生关注社会热点、服务社会的责任感。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括PLC的基本概念、结构、工作原理、编程方法和应用场景。
具体内容包括：1.PLC的基本概念和分类；2.PLC的结构和工作原理；3.PLC的编程方法和编程语言；4.PLC在工业自动化中的应用场景和案例分析。
三、教学方法为了达到本章节的教学目标，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体包括：1.讲授法：讲解PLC的基本概念、结构和编程方法；2.案例分析法：分析PLC在工业自动化中的应用案例，让学生了解PLC的实际应用；3.实验法：让学生动手操作PLC设备，进行程序设计和调试，提高学生的实际操作技能；4.小组讨论法：分组进行讨论和协作，培养学生的团队合作精神和创新意识。
四、教学资源为了保证本章节的教学质量，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的PLC教材，为学生提供系统的理论知识；2.参考书：提供丰富的PLC技术资料，帮助学生拓展知识面；3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，直观地展示PLC的工作原理和应用场景；4.实验设备：准备充足的PLC设备和实验器材，保证学生能够充分动手实践；5.在线资源：利用网络资源，为学生提供更多的学习资料和案例分析，提高学生的学习兴趣。
plc流水线手课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和结构；2. 使学生掌握流水线设备中PLC的应用方法和编程技巧；3. 让学生了解流水线设备中传感器、执行器的原理及其与PLC的连接方式。
技能目标：1. 培养学生运用PLC进行流水线设备程序设计的能力；2. 培养学生分析并解决实际流水线设备运行过程中问题的能力；3. 提高学生在团队协作中沟通、协调和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化设备控制技术的兴趣，激发学生探究新技术的热情；2. 培养学生严谨、细致的学习态度，提高学生对工程实践的认识；3. 引导学生关注我国自动化产业发展，树立产业报国的远大理想。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，以理论教学为基础，注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
学生特点：学生为高中年级学生，具备一定的物理、数学基础，对新鲜事物充满好奇，有一定的自学能力和动手能力。
教学要求：结合课程性质、学生特点，将课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，以项目为导向，培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
同时，注重学生团队协作能力的培养，提高学生在实际工作环境中的沟通与协调能力。
二、教学内容1. PLC基本原理与结构：介绍PLC的组成、工作原理、性能指标等，对应教材第一章内容。
2. 流水线设备概述：分析流水线设备的基本构成、分类及工作原理，对应教材第二章内容。
3. PLC编程基础：讲解PLC编程语言（梯形图、指令表等），编程软件的使用，对应教材第三章内容。
4. 传感器与执行器：介绍常见传感器（如接近开关、光电开关等）和执行器（如气缸、电机等）的原理与应用，对应教材第四章内容。
5. PLC在流水线设备中的应用：通过实例分析PLC在流水线设备中的具体应用，包括程序设计、调试与优化，对应教材第五章内容。
6. 流水线设备控制系统设计：以项目为导向，指导学生进行流水线设备控制系统的设计与实施，对应教材第六章内容。
课程设计解释书课程设计名称：工场电气课程设计课程设计标题：装配流水线模仿控制设计学院名称：XXX专业：XXX 班级：XXX学号：XXX 姓名：XXX评分：教师：XXX6月 21日电气控制技巧课程设计义务书20 11－20 12 第二学期第19周－19周摘要本次设计主如果介绍PLC模仿控制在工业临盆中的应用,要肄业会应用组态王软件和PLC（SIMEINS S7200）控制体系衔接,采取下位机履行,上位机监控的办法,构建完成装配流水线的模仿控制体系.经由过程PLC模仿控制和组态王的监控,本文实现了装配流水线的控制和监督. PLC控制;下位机履行;上位机监控;组态王监控在工业主动化临盆中,因为PLC控制具有一系列的的长处,并且便于控制,深受企业的爱好,同时应用组态软件进行监控临盆流程,更是让全部进程变得可视化.并且工业主动化通用组态软件组态王软件体系与最终工程人员应用的具体的PLC或现场部件无关.对于不合的硬件举措措施,只需为组态王设置装备摆设响应的通信驱动程序即可.组态王支撑一系列的硬件装备,包含可编程控制器（PLC）.智能模块.板卡.智能内心.变频器等等.所以在装配流水线上PLC的模仿控制应用的越来越普遍.症结词PLC控制;下位机履行;上位机监控;组态王监控目录1 课题内容及请求21.1 设计目标21.3 设计道理22 硬件设计32.1 硬件构成32.2.1 接线进程32.2.3 I/O 分派表33软件设计53.1.2 PLC程序（STL语句）83.1.3 软件流程图124 PLC控制体系介绍134.2 PLC的功效134.3 PLC的特色134.4 PLC控制体系的设计基起源基本则145参考文献156 心得领会161 课题内容及请求1.1 设计目标(1) 熟习可编程序控制器的应用办法(2) 演惯用电脑输入,修正和调试程序的办法(3) 演习帮助继电器和准时器的应用(4) 应用可编程序控制器对简略体系进行控制的进程依据试验内容及运行的请求,画出控制体系线路图.列输入输出分派表.编写梯形图并逐条加注释,且写出程序流程图.试验运行请求：按下“开”按钮,按下贱程1按钮,暗示流程1 的操纵已完成,此时流程1中的被操纵对象由B传送到C预备进入流程2,然后A中取被加工对象送到流程1.加工对象经由三个流程落后入仓库H,全部加工流程停滞. 即由流程按钮控制A.B.C.D.E.F.G.N1指导灯的亮和灭. 1.3 设计道理应用移位存放器指令（SFTR.SFTL ）,可以大大简化程序设计.移位存放器指令的功效如下：若在输入端输入连续串脉冲旌旗灯号,在移位脉冲感化下,脉冲旌旗灯号依次移到移位存放器的各个继电器中,并将这些继电器的状况输出.个中,每个继电器可在不合的时光内得到由输入端输入的连续串脉冲旌旗灯号. 2 硬件设计 2.1 硬件构成 PLC1B 试验箱 一只采取SC09型PLC 编程通信转换电缆与盘算机衔接,盘算机一台.2.2.1 接线进程（1） 把试验箱左箱上的PLC 输出O/0.O/1.O/2.O/3.O/4.O/5.O/6.O/7分离用试验导线与右箱装配流水线模仿控制试验上的 A.B.C.D.E.F.G .N1接通,PLC 输入I/0.I/1.I/2.I/3.I/4与M1.M2.M3.M4.M5接通.（2） 把PLC 主控制器旁边24V 的输入COM 端接到此模仿试验的输入COM 端上,旁边的＋5V 端接到此模仿试验的＋5V 端,主控制器输出端所用到的输出COM 口互相并联后再接到5V 的地端.图42装配流水线构造与接线插孔图2.2.3 I/O 分派表（1） PLC 的输入分派输入装备器件名称 器件符号 输入点 开端按钮 A1/M1 I/0 停滞按钮 A2/M2 I/1 操纵开关1A3/M3I/2M5 M4M3M2 M1 A2A1 A5 AA4A3 DECB N1 +5VGF COM+24V L1开关 流程1流程2流程33软件设计3.1.2 PLC程序（STL语句）R Q0.0, 8 ;体系复位LBL 1 ;程序轮回LD I0.0 ;操纵D运行1sS Q0.3, 1TON T37, 10LD T37 ;操纵D停滞S M5.0, 1LD T37 ;操纵A主动运行2s S Q0.0, 1R Q0.3, 1TON T38, 20LD T38 ;操纵A停滞S M5.1, 1LD T38 ;按下移位按钮,操纵E运行S M0.3, 1S Q0.4, 1R Q0.0, 1TON T39, 10LD T39 ;操纵E运行1s停滞S M5.2, 1LD T39 ;操纵B1s后主动运行2sS Q0.1, 1R Q0.4, 1TON T40, 20R M0.3, 1LD T40 ;操纵B停滞S M5.3, 1LD T40 ;按下移位按钮操纵F运行1sS M0.4, 1S Q0.5, 1R Q0.1, 1TON T41, 10LD T41 ;操纵F停滞S M5.4, 1LD T41 ;操纵C运行2sS Q0.2, 1R Q0.5, 1TON T42, 20R M0.4, 1LD T42 ;操纵C停滞S M0.5, 1S M5.5, 1LD I0.1 ;按下移位按钮,操纵G运行1sS Q0.6, 1R Q0.2, 1TON T43, 10LD T43 ;操纵G停滞S M5.6, 1LD T43 ;按下移位按钮,操纵H运行2sS Q0.7, 1R Q0.6, 1TON T44, 20LD T44 ;操纵H停滞S M5.7, 1LD T44R M5.0, 8 ;存放器复位LD T44JMP 1 ;跳至轮回开端3.1.3 软件流程图4 PLC控制体系介绍PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller）,是指以盘算机技巧为基本的新型工业控制装配.它是一种数字运算操纵的电子体系,专为在工业情况应用而设计的.它采取一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,履行逻辑运算,次序控制.准时.计数与算术操纵等面向用户的指令,并经由过程数字或模仿式输入/输出控制各类类型的机械或临盆进程.PLC是可编程逻辑电路,也是一种和硬件联合很慎密的说话,在半导体方面有很重要的应用,可以说有半导体的地方就有PLC.4.2 PLC的功效（1）逻辑控制（2）准时控制（3）计数控制（4）步进(次序)控制（5）PID控制（6）数据控制：PLC具稀有据处理才能.（7）通信和联网（8）其它：PLC还有很多特别功效模块,实用于各类特别控制的请求,如：定位控制模块,CRT模块.4.3 PLC的特色（1）靠得住性高,抗干扰才能强高靠得住性是电气控制装备的症结机能.PLC因为采取现代大范围集成电路技巧,采取严厉的临盆工艺制作,内部电路采纳了先辈的抗干扰技巧,具有很高的靠得住性.例如三菱公司临盆的F系列PLC平均无故障时光高达30万小时.一些应用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时光则更长.从PLC的机外电路来说,应用PLC构成控制体系,和一致范围的继电接触器体系比拟,电气接线及开关接点已削减到数百甚至数千分之一,故障也就大大下降.此外,PLC带有硬件故障自我检测功效,消失故障时可实时发出警报信息.在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使体系中除PLC以外的电路及装备也获得故障自诊断呵护.如许,全部体系具有极高的靠得住性.（2）配套齐备,功效完美,实用性强PLC成长到今天,已经形成了大.中.小各类范围的系列化产品.可以用于各类范围的工业控制场合.除了逻辑处理功效以外,现代PLC大多具有完美的数据运算才能,可用于各类数字控制范畴.近年来PLC的功效单元大量消失,使PLC渗入渗出到了地位控制.温度控制.CNC等各类工业控制中.加上PLC通信才能的加强及人机界面技巧的成长,应用PLC构成各类控制体系变得异常轻易.（3）易学易用,深受工程技巧人员迎接PLC作为通用工业控制盘算机,是面向工矿企业的工控装备.它接口轻易,编程说话易于为工程技巧人员接收.梯形图说话的图形符号与表达方法和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以便利地实现继电器电路的功效.为不熟习电子电路.不懂盘算机道理和汇编说话的人应用盘算机从事工业控制打开了便利之门.（4）体系的设计.建造工作量小,保护便利,轻易改革PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大削减了控制装备外部的接线,使控制体系设计及建造的周期大为缩短,同时保护也变得轻易起来.更重要的是使统一装备经由转变程序转变临盆进程成为可能.这很合适多品种.小批量的临盆场合.（5）体积小,重量轻,能耗低以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦.体积小很轻易装入机械内部,是实现机电一体化的幻想控制装备.4.4 PLC控制体系的设计基起源基本则（1）最大限度的知足被控对象的控制请求.（2）在知足控制请求的前提下,力图使控制体系简略.经济.应用和保护便利.（3）包管控制体系安然靠得住.（4）斟酌到临盆的成长和工艺的改良在选择PLC容量时应恰当留有余量5参考文献（1）可编程控制器道理及应用——机械工业出版社【吴中俊.黄永红主编】（2）工控组态软件——电子工业出版社【汪志锋主编】（3）组态软件控制技巧——南边交通大学出版社【张文明.刘志军主编】（4）PLC应用开辟技巧与工程实践——人平易近邮电出版社（5）S7300\400PLC应用技巧——机械工业出版社【廖常初主编】6 心得领会工场电气控制的课程设计是我们专业课程常识分解应用的实践练习,而优越的实践着手才能是我们迈向社会必不成少的一项技巧．本次试验共用了一个礼拜阁下的时光完成了试验.从源程序的编写,上机编译下载到测试和磨练,以及不竭的修正源程序,衔接试验电路,磨练程序的对错.其间学到了很多器械,分解应用本专业所学课程的理论和生涯实践,加深了对微机道理课程的熟习;同时,进步了本身的自力思虑才能,感到收成颇丰.我的收成重要如下：（1）我进修了更多的有关PLC和组态的有关常识固然我们在之前的课程里有上过PLC的有关课程,但或许是学得不太稳固,控制的也不是很好.刚开端时,把以前学的常识忘的差不久不多了,但为了此次试验,我把以前所学的常识尽量回想起来,并且因为是带着目标地去进修,我对可编程控制的有关常识懂得控制得更深刻了.我闇练控制了PLC在工业控制体系中的很多具体应用.（2）进步了我的着手才能日常平凡我都是以理论进修为主,成天看教材固然学到了很多常识,但心里一向认为不扎实,毕竟实践才是最重要的;而此次试验在先生与同窗的指点与评论辩论所环绕的气氛中给我供给了一个造就着手才能的绝佳的机遇.（3）我对本身的专业和本身的前程有了更深的掌控以前认为大学时代只要根本控制了所学的专业常识,恰当敷衍一下试验就可以了,但在此次试验的进程中,我发明本来试验本身其实不是那么死板乏味,只要你肯投入,勇于研究和挑衅,经由过程试验是能让我学到很多器械的.在此次设计进程中,表现出本身设计才能以及分解应用常识的才能,领会了学乃至用.凸起本身劳动成果的喜悦心境,同时也发明本身的缺少点,等待今后介入加倍庞杂的PLC控制试验.因为本身的才能有限,在试验设计操纵进程中不免消失忽略,恳请先生多多指教.。
华科组成原理课程设计-MIPS流水线CPU目录一、课程设计概述............................................................................................................... .. (3)1 课设目的............................................................................................................... . (3)2 实验环境............................................................................................................... . (3)3 设计任务与要求................................................................................................................. (3)二、设计原理............................................................................................................... . (3)1 MIPS概述............................................................................................................... (3)2 MIPS指令简介............................................................................................................... . (3)3 经典5段RSIC流水线结构 (4)三、设计内容............................................................................................................... . (5)1 指令选取............................................................................................................... . (5)2 非流水5段CPU模型 (6)3 流水5段CPU模型............................................................................................................... .. 8四、实现内容与测试结果.............................................................................................................121 各模块功能............................................................................................................... . (12)2控制信号............................................................................................................... (12)3指令操作流程............................................................................................................... . (13)4指令执行状态转换图..............................................................................................................145引脚绑定............................................................................................................... (15)6测试程序............................................................................................................... (15)7测试结果与仿真图..................................................................................................................16五、课设总结............................................................................................................... .. (17)1课设中遇到的问题..................................................................................................................172课设经历............................................................................................................... (17)3课设感想............................................................................................................... (18)4小组分工............................................................................................................... (18)参考文献............................................................................................................... . (18)2一、课程设计概述1. 课设目的①掌握硬件描述语言与开发环境，了解硬件开发地基本过程。
工业自动流水线课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解工业自动流水线的基本概念、组成及工作原理。
2. 学生能掌握工业自动流水线中常见的传感器、执行器及其功能。
3. 学生能了解工业自动流水线的编程与控制方法。
技能目标：1. 学生能够分析工业自动流水线的工艺流程，并进行简单的流水线设计。
2. 学生能够运用所学知识，对工业自动流水线进行故障排查与维护。
3. 学生能够通过团队合作，完成一个简单的工业自动流水线项目。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对工业自动化技术的兴趣，激发其探索精神。
2. 培养学生具备良好的团队合作精神，学会倾听、沟通与协作。
3. 培养学生关注我国工业自动化发展，树立产业报国的远大志向。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，旨在让学生在实际操作中掌握工业自动流水线的相关知识。
学生特点：初三学生具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇心，但可能缺乏实际操作经验。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以项目为导向，培养学生的实际操作能力和团队合作精神。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 工业自动流水线概述：介绍工业自动流水线的定义、分类、应用领域及发展趋势。
教材章节：第一章 工业自动流水线概述2. 工业自动流水线组成：学习流水线上的主要设备，如传感器、执行器、控制器等。
教材章节：第二章 工业自动流水线组成与工作原理3. 工业自动流水线工作原理：探讨流水线的工作流程、控制方式及编程方法。
教材章节：第二章 工业自动流水线组成与工作原理4. 工业自动流水线设计：学习流水线布局、设备选型及工艺流程设计。
教材章节：第三章 工业自动流水线设计5. 工业自动流水线编程与控制：介绍常见的编程语言和控制系统，并进行实例分析。
教材章节：第四章 工业自动流水线编程与控制6. 工业自动流水线故障排查与维护：学习故障诊断方法、维护技巧及安全操作规程。
流水线自动装箱课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解流水线自动装箱的基本概念，掌握其工作原理和关键组成部分。
2. 学生掌握流水线自动装箱系统中常见的传感器、执行器及其功能。
3. 学生了解并掌握流水线自动装箱过程中的程序设计方法和步骤。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决流水线自动装箱过程中的实际问题。
2. 学生能够设计简单的流水线自动装箱程序，实现基本的装箱功能。
3. 学生能够运用团队合作的方式，完成流水线自动装箱系统的搭建与调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术及流水线自动装箱的兴趣，激发其探究欲望。
2. 培养学生严谨的科学态度，提高其分析问题和解决问题的能力。
3. 培养学生的团队协作精神，使其体会合作的重要性，增强集体荣誉感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合课本知识，以实际操作为主，注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点：学生具备一定的物理知识和编程基础，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：教师应采用任务驱动、分组合作的教学方法，引导学生主动探究，注重理论与实践相结合，提高学生的综合素养。
在教学过程中，关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的达成。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合课本内容，制定以下教学内容：1. 流水线自动装箱基本概念：介绍流水线自动装箱的定义、分类及其应用领域，让学生了解自动化装箱的优势。
2. 流水线自动装箱系统组成：讲解流水线、传感器、执行器等关键组成部分，分析各部分在自动装箱过程中的作用。
3. 传感器与执行器：详细讲解常见的传感器（如光电传感器、接近传感器等）和执行器（如气缸、电机等）的工作原理和应用。
4. 程序设计方法：结合教材，教授流水线自动装箱程序设计的基本方法，包括流程图绘制、程序编写和调试。
5. 流水线自动装箱实例分析：分析典型流水线自动装箱实例，让学生了解实际应用中的程序设计和系统搭建。
目录1.序言………………………………………………………………………………2.现有机电系统分析………………………………………………………………2.1 现有机电系统全面介绍……………………………………………………3.改进方案…………………………………………………………………………3.1 M06装配单元现有问题分析……………………………………………………3.2M06装配单元改进方案分析……………………………………………………4.机械系统设计………………………………………………………………………4.1传动系统的设计…………………………………………………………4.2 通用零部件的选择……………………………………………………………4.3 关键零部件有限元分析…………………………………………………5．控制系统设计………………………………………………………………………5.1控制系统方案………………………………………………………………5.2 控制系统元器件的确定………………………………………………………5.3控制系统设计………………………………………………………………6．机电系统动画展示…………………………………………………………………7.总结…………………………………………………………………………………参考资料………………………………………………………………………………1.序言机电系统实践课程是学习以电子技术特别是微电子技术为主导、多重新兴技术与机械技术交叉、融合而形成的综合性高技术，通过实现机电一体化不断提高劳动生产率，减轻人们的体力劳动，逐步代替部分脑力劳动。
通过这种技术生产出来的是种类繁多的机电一体化产品，这些产品被广泛地应用到国民经济、科技活动、国防建设和人民生活等各个领域。
这次课程设计是学生完成本专业教学计划的一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。
PLC课程设计----装配流水线的模拟控制专业：自动化指导老师：胡开明班级：1430201学号：201430020118姓名：张超梅目录第一章课程设计目的与要求第二章课程设计内容2.1分配I/O点2.2设计PLC外围硬件线路2.3PLC程序设计2.4组态监控设计2.5程序联机调试第三章心得体会第一章课程设计目的与要求装配流水线的模拟控制图中上框中的A～H表示动作输出（用LED发光二极管模拟），下框中的A、B、C、D、E、F、G、H插孔分别接主机的输出点.Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7。
启动、移位及复位插孔分别接主机的输入点I0.0、I0.1、I0.2。
传送带共有十六个工位，工件从1号位装入，分别在A（操作1）、B（操作2）、C（操作3）三个工位完成三种装配操作，经最后一个工位后送入仓库；其它工位均用于传送工件。
不第二章课程设计内容2.1分配I/O点表2-1装配流水线的模拟控制I/O端口分配2.2设计PLC外围硬件线路画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入PLC的控制电路等。
2.3.PLC 程序设计根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计PLC 程序。
程序满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统指定的功能。
程序如下：根据系统的控制要求分配好I/O端口，采用“启”“保”“停”的思想来设计PLC程序，并在编程软件中调试和完善。
程序的设计主要以控制各个工位顺序执行为主线。
当按下启动/停止按钮时，正常工作状态为：D→A（操作1）→E→B（操作2）→F→C（操作3）→G→H（仓库），以1秒为时间间隔循环执行。
当按下复位按钮时，不管流水线运行在哪个工位，工作状态都回到第一个工位开始执行。
当按下移位按钮时，不管流水线运行在哪个工位，工作状态停在第一个工位，当再次按下移位按钮时，工作状态移到下一个工位，即没按下一次移位按钮，工作状态按顺序移一个工位，直到移至仓库。
目录1.序言………………………………………………………………………………2.现有机电系统分析………………………………………………………………2.1 现有机电系统全面介绍……………………………………………………3.改进方案…………………………………………………………………………3.1 M06装配单元现有问题分析……………………………………………………3.2M06装配单元改进方案分析……………………………………………………4.机械系统设计………………………………………………………………………4.1传动系统的设计…………………………………………………………4.2 通用零部件的选择……………………………………………………………4.3 关键零部件有限元分析…………………………………………………5．控制系统设计………………………………………………………………………5.1控制系统方案………………………………………………………………5.2 控制系统元器件的确定………………………………………………………5.3控制系统设计………………………………………………………………6．机电系统动画展示…………………………………………………………………7.总结…………………………………………………………………………………参考资料………………………………………………………………………………1.序言机电系统实践课程是学习以电子技术特别是微电子技术为主导、多重新兴技术与机械技术交叉、融合而形成的综合性高技术，通过实现机电一体化不断提高劳动生产率，减轻人们的体力劳动，逐步代替部分脑力劳动。
通过这种技术生产出来的是种类繁多的机电一体化产品，这些产品被广泛地应用到国民经济、科技活动、国防建设和人民生活等各个领域。
这次课程设计是学生完成本专业教学计划的一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。
这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。
本次设计的是M06装配单元模块，系统在生产线中对工件进行外套装配的过程。
整个系统采用PLC进行控制。
在装配单元中，料仓式供料机构连续不断的输出外壳工件，气缸将外壳工件传递到装配平台上，M07机械手模块搬运工件至外壳工件上方，使两工件进行装配，过程中利用气缸，传感器，磁性开关等达到装配的目的。
2.现有机电系统分析2.1 M06装配单元结构实现M06工序的装置由三个模块(仓料式供料机构、外壳工件输送机构、装配工艺装置)组成,有料仓式供料结构、外罩引导结构、滑块、光电漫反射传感器、光纤漫反射传感器、回转气缸、迷你气缸、双杆气缸等结构2.2 M06装配单元功能该站点对工件进行外壳装配，料仓式供料机构连续不断的输出外壳工件，迷你气缸将外壳工件传递到装配平台上，装配工艺装置配合M07机械手模块实现对两工件进行装配。
2.3 现有机电系统全面介绍1.M01 供料及检测功能:该站点能根据调度程序，自动供应检不同材质、颜色、尺寸的原料。
并检测记录相关信息。
构成:离心供料机将成堆原料有序排出，由弧形滑道传递到检测工位点进行检测，由升降机构提升工件到接口工位。
2.M02 次品处理功能:该站点根据上一站点获得的原料信息，根据工艺要求，拾取合格的原料到下一站点，将不合格的次品原料分类从不同的滑梯处排放掉，避免进入下一道工序。
构成:真空搬运机构用无杆气缸和同步带拨正摆臂实现。
通过光电漫反射传感器确定工位。
3.M03 加工检验功能:该站点将按照工艺要求，选择合适的刀具对原料坯料进行装卡加工，加工后对工件进行检验，记录尺寸是否合格的信息。
构成:模拟加工中心由槽轮间歇结构实现换刀和锁止定位，换位转台实现工位的变换，电阻尺输出模拟量对零件尺寸进行精确测量。
4.M04 表面处理功能:该站点从上一站点拾取工件，将工件送入磷化槽进行表面磷化处理一段时间，让后送入喷涂装置进行表面喷涂处理。
构成:天车式搬运装置由直线导轨和同步带拖动实现，磷化槽内装有传感器对位置检测，喷涂工艺装置。
由步进电机驱动，气缸夹紧。
5.M05 分拣功能:该站点将上一站点传递过来的工件按工艺需求分拣排放。
构成:电磁铁和气缸被安装在带式输送机上，当检测到有工件进入相关工位时，执行推出动作，将工件导入滑梯。
6.M07 机械臂功能:该站点实现多个工位点的传递，辅助装配站点实现装配功能。
构成:由两个气缸和一个直流电机构成3 个自由度7.M08 冲压功能:该站点完成产品的加盖封装过程。
构成:本站点为气动液压混合驱动站点，含有一个完整的液压系统，链轮行走机构实现工位的变换。
液压缸完成冲压动作。
8.M09 产品标记功能:该站点从上一站点获取工件，并对该工件进行打标标记。
构成:连杆搬运机构和凸轮式气动爪实现工位点的变换，在打标工位，由真空吸盘对工件进行贴标。
光幕传感器保证机构旋转时的人员安全。
9.M10 立体仓库功能:该站点实现工件的分类储存。
构成:该单元主要由一个直角坐标机器人式堆垛机和仓库货架构成，直角坐标机器人由滚珠丝杆螺母直线运动单元构成，由步进电机驱动实现精确定位。
3.改进方案3.1 M06装配单元现有问题分析1.料仓式供料机构由一个标准气缸、一个料仓引导机构和两个外壳料仓组成，在供料时通过气缸推动料仓引导机构使两个料仓分别供料，这样虽然增大了一次供料的储量，但是多出一个气缸推动料仓引导机构的步骤使得过程过于复杂，同时可能会出现料仓引导机构定位不准确，影响外壳工件的输送。
2.推动外壳工件的滑块由于距离相对长,其通过靠近迷你气缸一端的与导轨面两凹槽间隙配合的两个卡块进行导向推动运动,而其另一端却没有进行约束,这样所造成的结果是滑块在气缸的推动下可能撞击料仓式供料机构。
同时滑块推回这一运动过程后,由于有偏差导致下一次装配无法正常进行下去。
3.在工件和工件外壳进行装配的装匹配平台与导轨之间使用了如图1所示零件进行搭建通道，由于该零件是使用螺钉螺母装配于导轨上，在装配过程中可能会出现装配不精确导致该零件出口与装配平台无法完全接合，同时在多次使用后可能会出现该零件松动导致外壳工件无法正常输送到装配平台上。
图1 桥状零件3.2 M06装配单元改进方案1.将料仓式供料机构从两个料仓改为一个料仓，去除控制料仓引导机构的气缸，将料仓引导机构固定在导轨上，保证了外壳工件的输送准确性，同时使料仓式供料机构结构简单，避免了换料仓的效率损耗。
图2 料仓式供料机构2.在滑块的前端添加与后端一样的导轨卡块，对前端进行同样约束，使得滑块可以在长距离运动中沿直线移动，将外壳工件推到相应的位置，避免出现滑块偏离轨迹而与料仓引导机构发生碰撞。
图3 滑块导轨卡块设计3.由于将料仓引导机构改为一个出口，去除了原本的横向导轨，料仓引导机构可以直接固定在一个直通装配平台的导轨上，因此不再需要装配原本的桥状零件，提高了外壳工件输送的准确性。
图4 导轨与装配平台接合改进4.机械系统设计M06装配单元机械结构装配图4.1传动系统的设计4.1.1气动元件的选择1.CDJ2B10-100-B迷你气缸缸径：10mm行程：100mm动作方式：单杆双作用使用流体：空气理论作用力：20N耐压试验压力：1MPa做高使用压力：0.7MPa最低使用压力：0.06MPa/0.1MPa CDJ2B 10-100-B迷你气缸环境温度及使用流体温度：10-60℃缓冲：垫缓冲选择依据：通过查询得迷你气缸直接作用的滑块和间接作用的导轨卡块的材料为高密度聚乙烯密度（HDPE），工件外壳材料为聚碳酸脂（PC），密度分别为3231 1.2g/cm 0.96g/cm ==ρρ、，由ug 算出滑块和导轨卡块总体积31399.546cm v =，工件外壳体积3234.573cm v =得总质量0.425kg 425.051g v v m m m 221121==+=+=ρρ 则其重量N G 4.16mg ==，取重力加速度29.78m /s g =通过查询得HDPE 和PC 的滑动摩擦因数分别为0.60.1812==μμ、得滑块和导轨卡块同导轨的摩檫力N g v 0.68f 1111==μρ,工件外壳同导轨的摩檫力N 0.25g v f 2222==μρ则总摩檫力为N 0.95f f f 21=+=再结合实际装配要求最终选择CDJ2B10-100-B 迷你气缸2.HRQ70-A 回转气缸动作形式：双活塞齿轮条式复动型 工作介质：空气使用压力范围：0.1-1.0MPa 工作温度：0-60℃回转角度范围：0-190° HRQ70-A 回转气缸 理论力矩：7.5N ·m选择依据：通过查询得回转气缸直接作用的挡板等零件的材料为灰铸铁HT150，密度37g/cm =ρ，由ug 算出总体积3929.387cm v =，力臂长200mm a =得总质量 6.506kg v m ==ρ则其惯性矩22m 0.087kg 3ma ⋅==I 由设计条件可知回转角度 1.57rad 90==οθ，回转时间1s t =，裕度系数5K = 得角加速度22 3.14rad/s t2==θω 则实际力矩m 37.1⋅=⨯⨯=N I K T ω再结合实际装配要求最终选择HRQ70-A 回转气缸4. TN16-100双杆气缸 内径：16mm 行程：100mm 动作方式：复动型 工作介质：空气使用压力范围：0.1-1.0MPa 保证耐压力：1.5MPa工作温度：-20-70℃ TN16-100双杆气缸 使用速度范围：30-500mm/s选择依据：通过查询得双气缸直接作用的l 型板和装配平台的材料为灰铸铁HT150，密度317g/cm =ρ，由ug 算出总体积31516.369cmv =，工件材料为45钢，密度327.85g/cm =ρ，体积32127.422cm v =得质量0.998kg v m 3.615kg v m 222111====ρρ、则总重量N G 45.115g m g m 21=+=,取重力加速度29.78m /s g = 再结合双杆气缸理论处理表和实际装配要求最终选择TN16-100双杆气缸4.1.2气路接线图4.2 通用零部件的选择4.2.1 螺栓的选择底座GB/T 5782-2000 M4x12 4个插台GB/T 5782-2000 M12x110 2个摇杆GB/T 5783-2000 M12x40 2个导轨GB/T 5783-2000 M4x30 4个滑块GB/T 5783-2000 M3x30 4个u型台GB/T 5783-2000 M4x8 2个连接气缸GB/T 5783-2000 M25x5 2个挡板GB/T 5783-2000 M6x12 2个4.2.2 垫圈的选择底座GB/T 848-2002 M44个插台GB/T 848-2002 M122个摇杆GB/T 848-2002 M122个导轨GB/T 848-2002 M44个滑块GB/T 848-2002 M34个u型台GB/T 848-2002 M42个连接气缸GB/T 848-2002 M252个挡板GB/T 848-2002 M62个4.2.3 摇杆内孔螺钉的选择内六角圆柱头螺钉 GB/T 70.1-2000 M5x10 数量为1个4.3 关键零部件有限元分析5．控制系统设计5.1控制动作顺序流程（注：气缸1为迷你气缸，气缸2为回转气缸，气缸3为双杆气缸）5.2控制系统输入输出设备1.SY5120-5LZD-01电磁阀流体：空气内先导操作压力：0.15-0.7MPa环境与流体温度：-10-50℃最大操作频率：5Hz先导排气方法：主阀及先导阀共同排气耐冲击/耐振动：150/30（m/s²）SY5120-5LZD-01电磁阀2.D-C73磁性开关负载电压：24VDC/100VDC最大负载电流和范围：5-40mA/5-20mA内部电压降：2.4V指示灯：开启时红色发光二极管亮D-C73磁性开关5.E12-D5PK光电传感器检测距离：5cm检测方式：漫反射式6.DS1-H磁性开关开关类型：电子式无接点型线制：二线制负载最大电压（V）：DC28负载最大电流（mA）：50温度范围(℃)：-10-70 DS1-H磁性开关7.CS1-J磁性开关使用电压范围：AC5-380V/AC5-30V使用电流范围：AC5-40mA/AC5-50mA反应时间：最多0.3ms使用温度范围：0-60℃CS1-J磁性开关8.RIKO FRS-410漫反射光纤检测方式：漫反射式电源电压：12-24（V）输出方式：光钎传感器使用环境温度：25-55（℃） FRS-410漫反射光纤9.E3X-NA41光纤放大器光源（发光波长）：红色发光二极管680nm电源电压：DC12-24V±10%消耗电流：35mA以下负载电流：50mA以下响应时间：动作·复位：各200μs以下E3X-NA41光纤放大器5.3 I/O分配表名称代号输入名称代号输出1DT Y0 启动开关SB1 X0 电磁阀1控制气缸1伸出气缸1磁性开关1 SQ1 X1 电磁阀2控制气2DT Y1缸2转出3DT Y2 气缸1磁性开关2 SQ2 X2 电磁阀3控制气缸3伸出光电开关1 SQ3 X3气缸2磁性开关1 SQ4 X4气缸2磁性开关2 SQ5 X5光电开关2 SQ6 X6气缸3磁性开关1 SQ7 X7气缸3磁性开关2 SQ8 X105.4控制系统接线原理图接线原理图5.5控制系统PLC程序6．气路接线图7.总结经过几周的努力,我们小组终于将《机电系统实践》课程设计完成。
