《机电一体化系统设计》课
课程设计指导书
双坐标十字滑台设计及控制
前言
本课程设计指导书是根据长春工业大学机电工程学院2003年最新修订的专业课程教学大纲并结合本专业实际教学情况而编写的，根据《机电一体化系统设计》这门专业课，配套的本课程设计的基本要求、主要内容及相关技术资料。
本课程设计指导书包括课程设计内容、设计要求和有关设计步骤，尽可能使学生对于本课程设计有一个清晰的思路。由于篇幅的限制，为避免重复，对于本课程相关教材中已有详细叙述的基本理论知识，本指导书仅做概要提示，具体内容请参考相关教材。另外，本指导书后附有关设计资料，供同学参考。
希望同学们在课程设计之前，一定要通读本指导书，做好预习，避免设计中的盲目。同时在课程设计过程中，提倡大家在独立思考的前提下，互相探讨，积极钻研，勇于提出创新的见解和方案。
对书中不足之处，敬请提出宝贵意见。
-------------------------------------------------------------------------- 学院教学院长（签字）：年月日
系主任（签字）：年月日
执笔人（签字）：年月日
目录
前言 (1)
第一章绪论 (3)
§1-1 课程设计的目的和要求 (3)
§1-2 课程设计的实施规则 (3)
§1-3 课程设计过程及方式 (5)
§1-4 时间安排及考核方法 (7)
第二章课程设计内容 (10)
§2-1 设计方案的确定 (10)
§2-2 本次设计的主要内容 (11)
§2-3设计步骤 (11)
§2-3-1总体设计方案的选择及确定 (12)
§2-3-2硬件设计 (12)
§2-3-3软件设计 (13)
附录 (22)
第一章绪论
§1--1课程设计的目的和要求
1、课程设计的目的
课程设计是重要的教学环节之一，是学生将课堂教学知识用于实践的有效途径。本次课程设计的核心目的是：通过对数控十字滑台控制部分的设计，使学生能够综合运用自己学过的微机原理及其接口技术、数控技术等专业课程知识，初步掌握单片机控制系统的设计原理、设计过程及应用，为后续的毕业设计与参加工作后的科研设计工作打下坚实基础。
2、本次设计的要求
1.加深理解和掌握《机电一体化系统设计》这门专业课程的基
本知识，提高学生综合运用所学知识的能力。
2.培养学生根据设计课题的需要，选用参考书、查阅有关工程
手册的技术数据、图表和文献资料的能力，提高学生独立解决工程实际问题的能力。
3.设计方案的分析和比较、设计计算、元器件选择及电路设计
等环节，初步掌握对有一定应用价值的小规模电路的设计方法。
4.学会对简单实用电路的设计方法，提高学生的设计能力。
5.了解与课题有关的电路以及元器件的工程设计规范，整理相
关资料，按设计任务书的要求编写设计说明书和设计报告，正确反映设计和设计报告，正确绘制电气原理图和编制程序等。
6.通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的生产观点、经
济观点、全局观点和安全用电和节约用电的观点。
7.初步掌握有关工程设计的方法、步骤，逐步熟悉开展技术设
计的基本程序，为以后参与设计及研制新产品打下初步基础。
§1-2 课程设计的实施规则
一、课程设计计划的制订
根据教学计划和本课程教学大纲的要求，结合具体情况提前制定本学期课程设计计划，完成与本课程设计有关的教学文件。主要包括：课程设计的时间、场地、人员分组等的安排，课程设计的纪律要求及其他注意事项，课程设计指导书的编写，课程设计任务书的制定等，课程设计前要将课程设计指导书和课程设计任务书发给每个学生，要求学生提前做好预习。
二、课程设计指导教师的安排
1．各专业课程设计的指导教师，应有一名组长负责。组长应该由对该课程理论和实践教学都十分熟悉的教师担任。课程设计开始前，组长必须安排提前做好与本次课程设计的相关准备工作。
2．安排课程设计指导教师时，每班至少安排一名正在承担或己承担过该课程理论课教学的教师带学生的课程设计，不得安排与实习课程无关的教师进行指导。在学生课程设计前，指导教师必须做课程设计的全面动员工作，并做好对学生进行课程设计的任务要求、时间场地安排及纪律方面的教育。
3．指导教师在指导课程设计的过程中，要认真向学生讲解课程设计的设计内容、要求、主要设计参数和设计过程，认真做好设计指导工作。
三、课程设计的纪律要求
1．课程设计一般不允许学生请假，确因特殊情况需要请假，须事先经指导教师和主管教学院长批准，报教务处备案，并安排补做。
2．课程设计期间，必须严格遵守作息制度，不得迟到、早退；有事必须向指导教师请假，不得擅自离开。
3．课程设计期间缺席三分之一者，不予评定实习成绩，视其具体情况，决定是否给予补做的机会。
四、课程设计成绩的评定
1．课程设计结束时，学生要按照课程设计任务书的要求，认真撰写课程设计报告。
2．课程设计的考核是课程设计报告的评阅、口试（答辩）和平时检查几方面的综合评定。
3．指导教师根据学生在课程设计过程中的综合表现（思想表现，学习态度，团结互助以及遵守纪律等）、实际动手能力及课程设计报告，按优秀、良好、中等、及格、不及格五级评分制评定实习成绩。
4．无故不按时交课程设计报告的学生，其成绩按不及格计。课程设计成绩不及格者，按《长春工业大学本科生学籍管理办法》的有关规定处理。
五、课程设计的总结工作.
课程设计结束后，应该对课程设计全过程进行全面总结，组织指导教师和学生进行交流，并形成书面材料向学院汇报，不断总结课程设计工作经验，不断提高课程设计教学质量。、
§1-3课程设计的过程及方式
一、课程设计的过程
本课程设计分指导教师讲解和同学们独立设计两个过程。指导教师讲解内容包括：
（1）讲解本课程设计的目的及意义。
（2）讲解本课程设计的内容与要求。
（3）分组，布置设计任务书
（4）介绍设计步骤和重点设计环节。
（5）说明本课程设计时间安排、纪律要求及考核方法。
除了指导教师讲授以上的内容外，其它时间由学生自己按要求独立完成课程设计，指导教师进行有针对性的辅导，随时解答学生们的疑问，及时处理设计中遇到的问题。
二、课程设计方式
为了提高效率、讲求实效、取得预期的收获，课程设计按
以下方式进行。
（一）设计前预习
预习是课程设计前的重要准备工作，是保证课程设计顺利进行的必要步骤，也是培养学生独立工作能力、提高课程设计质量与效率的重要环节，要求做到：
1．学习相关课程的内容，熟悉有关理论知识。
2．认真阅读本指导书，了解课程设计的内容、方法、步骤及要求。
3．查找和借阅有关设计资料和技术手册。
4．预习期间进行学生分组，每组6人，安排组长1人，组内明确任务、合理分工，预习需人人进行，组长负责检查。设计前每组应就有关设计内容进行讨论，做到心中有数，同时上交预习报告一份
（二）设计进行
整个课程设计过程中必须严肃认真，集中精力按时完成工作。
1．预习检查、严格把关
本课程设计开始前应由指导教师检查预习质量（包括对本课程设计的理解、认识及预习报告），当确认已做好了课程设计前的准备工作方可开始设计，对于因没有预习而对本次设计的目的、内容、方法、要求了解很差的同学，应拒绝其参加设计。 2．独立设计，协调工作
本课程设计要求每名同学独立完成，同时也提倡同学之间积极讨论，大胆提出新思路、新见解，对于设计中采用创新的设计方法、设计电路及新型元器件的同学，在最后评定成绩时从优掌握。
3．认真负责、按时完成
（三）设计报告
设计报告是课程设计工作的最后成果和总结提高，是课程设计的重要环节，也是对学生分析、归纳等工作能力的进一步培养和锻炼，因此必须独立书写，每人一份，应按照设计任务书的要求和相关设计步骤，完成详细设计设计过程，包括方案论证、参数计算及元器件选择等，最后写出心得体会，以便积
累一定的实际设计经验。
撰写设计报告应具有严肃认真的态度，报告要求条理清楚、简明扼要，字迹端正、图表规范，分析认真、结论明确。
课程设计报告内容应主要包括以下几方面：
1．课程设计名称、专业、班级、组别、姓名、学号、设计日期。
2．设计目的和要求。
3．根据设计任务书，进行方案论证。
4．写出详细的设计过程，包括相关参数计算及元器件选择等。
5．按照工程绘图标准，绘制系统的电气原理图，列出元器件明细表。
6．分析讨论设计过程中遇到的问题，写出心得体会以及合理化建议和改进措施。
§1-4 课程设计的时间安排及考核方法
一、课程设计的时间安排
根据本机电专业的教学计划，其课程设计的时间为二周。整个课程设计过程可分为四个阶段：
1．设计、计算阶段（约占设计学时的40%）
2．制图阶段（约占设计学时的40%）
3．总结报告阶段（约占设计学时的15%）
4．考核阶段（约占设计学时的5%）
具体时间安排如下：
二、课程设计的考核
在课程设计进行期间，指导教师每天都要对学生的出勤情况、学习态度及工作完成情况进行检查督促，并做好记录。课程设计结束后，指导教师要组织对学生进行考核，根据学生在整个课程设计期间的纪律情况、工作态度，设计报告及图纸的质量并结合其基础知识掌握的情况（口试），综合确定学生的课程设计成绩（按五级评分制——优，良，中，及格，不及格计），无课程设计报告或无故不参加课程设计者成绩按不及格计，有缺勤、迟到、早退、违纪等情况酌情降低成绩。
每项考核内容占总成绩的分数如下：
§1--5本次设计的验收方式
设计验收采用答辩为主、设计说明书及代码清单评审为辅的方式进行。学生首先进行答辩，自述设计情况（5分钟左右），指导教师根据学生的设计情况进行提问（5分钟左右），并结合学生的设计说明书和程序代码清单综合评定学生的最终成绩。
第二章设计任务及内容
§2--1 本次设计的主要任务
1、单片机控制系统电路图一张，0号图纸；
2、G00功能实现程序代码一份，并根据分组情况实现G01或G02功能程序代码，要求完成程序代码清单及程序代码注释；
3、设计说明书一份，详细说明设计理论基础、实现方法及控制系统各个关键参数。单片机应用系统的设计包括总体设计、硬件设计、软件设计、在线调试、产品化等几个阶段，这几个阶段并不都是绝对划分的，有时也是交叉进行的。图1描述了单片机应用程序的一般过程。
图1 单片机应用系统研制过程
由图1所示的流程来看，单片机应用系统的研制过程是比较复杂的，在具体的设计运作过程中，主要涉及了总体设计、硬件设计、可靠性设计、保密性设计、软件设计等内容。根据本次设计的具体情况，重点是主总体设计、硬件设计与软件设计的相关内容。
§2-2本次设计的主要内容
本次设计的核心内容为数控十字滑台设计数控编程及运动控制系统，具体有三个主要设计内容：
1、控制系统设计
设计以8051单片机系列芯片为扩展核心的控制系统设计，它是系统的整个控制核心，负责接收操作指令，并根据输入的指令控制步进电机的运动，是本次设计核心内容。设计要求以8031芯片为核心，扩展程序存储器、数控存储器、键盘及显器示接口及其它并行控制接口，形成完整控制系统。
2、G00，G01，G02功能程序实现
G指令准备性工艺指令，是在数控系统中插补运算之前需要预先规定，为插补运算做好准备的工艺指令。G功能指令代码从G00至G99共100种，本次设计着重完成前三种，即G00，G01和G02。其中，G00为定点位、G01为直线插补、G 02为顺时针方向圆弧插补。设计要求使用MCS-51系列单片机汇编语言实现以直线与圆弧线补为核心的G功能。
3、步进电机驱动电路设计
步进电机驱动需要很大的电流控制，而由计算机及环形分配器送来的控制脉冲信号，一般为弱电信号，因此步进电机需要有功率放大电路以得到控制电机绕组所需要的脉冲电流及所需要的脉冲波形。本次设计要求设计一种控制方便、调试容易、开关速度快及元件损耗小等优点的步进电机驱动电路。
§2-3设计步骤
1、总体设计方案的选择及确定。
2、设计方案论证后查阅资料。
3、对硬件系统的设计。
4、对软件系统的设计。
5、步进电机伺服系统设计。
6、插补原理及程序设计。
§2-3-1总体设计方案的选择及确定
单片机应用系统的研制是从确定的目标任务在开始的，在进行系统设计之前，必须根据系统的应用场合、工作环境、具体用途提出合理的、详尽的功能技术指标，对产品的可靠性、通用性、可维护性、先进性以及成本等进行综合考虑，使确定的技术指标合理，并符合国际标准。
在总体设计阶段，除了要确定功能技术指标这一关键性的内容外，还根据市场货源情况、印机、显示器等器件和设备、在总体设计阶段，应该对器件的选择提出具体规定。
总体设阶段最后的任务是权衡利弊，仔细划分出硬件和软件功能。单片机应用系统的硬件配置与软件设计是紧密相关的，
硬件与软件在功能上具有一定的互换性，如步进电机驱动所必须的环形分配器，即可以由数字逻辑电路硬件实现，也可以由软件来实现。多使用硬件完成功能，可以增加工作速度、降低软件工作量，但是提高了硬件成本；多使用软件完成功能，不但可以降低硬件开支，还可心简化硬件结构，但增加了软件的复杂性。因此在总体设计阶段，硬件与软件的功能划分是十分得要的。
§2-3-2硬件设计
MCS-51系列单片机应用系统硬件设计方案主要讨论程序存储器、数据存储与I/O接口、地址分配及总线驱动等内容。
1. 程序存储器
一般情况下，片内不带有EPROM程序存储的单片机型（如8031等）比较适用于国内单内机应用系统开发，这种芯片的价格与内有EPROM（如8715等）的价格要低很多，只需要一片EPROM电路作为程序存储器，使用灵活，仍然可保持单生机的各种优点。当前市场上，容易不同的EPROM芯片的价格相差不大，因此选用速度高、容量大的芯片（如27256）比较经济，并且还为软件的扩展留有余地。
2. 数据存储器及I/O接口
应用系统应用场合的不同，对RAM需求差异比较大，对于常规量和控制器，可能需要较少容量的数据存储器，但对于数据采集系统，则需要大容量的RAM。大容量的RAM不但体积小，而且性能价格比较高，一片62256芯片比16片6116芯片的性能比要高得多。
单片机应用系统一般都要扩展I/O接口，选择I/O接口时应该从体积、价格、负载、功能等几个方面来考虑。选用标准的可编程的I/O接口电路（如8255），则接口简单、使用方便，对总线的负载小，但应用于简单应用场合时，其I/O线与接口功能没有被充分利用，造成浪费；使用三态门电路或锁存器作I/O接口，灵活性高、口线利用率高、负载能力强、可靠性高，但对总线负载大，接口复杂。因此必须根据系统总的输入输出要求来选择接口电路。
3. 地址分配
外部程序存储一般由单片机的ERPOM组成，独占64K字节的地址空间，因此一般不必进行地址译码，只需将其片选端接地即可。
由于扩展的数据存储器与I/O接口电路一般由多片芯片组成，而且数据区与I/O接口为统一编址，共占64K字节的数据存储空间，因此必须进行地址译码。一般常采用地址译码器或线选法进行地址分配。
线选法与地址译码原理具体见本大纲的“数据存储器扩展”一节。
4．总线驱动
MCS-51生活经验统单片机扩展功能比较强，但扩展总线的负载超过了总线负载的能力，系统便不能可靠地工作。这时必须在总纯度上加装驱动器。常用的总线驱动器为74LS245T 74LS244。
§2-3-3软件设计
根据程序设计的需要，本部分重点描述软件的结构设计。
软件系统结构设计的主要原则是，根据问题的定义，将系统的整个工作分解为几个相对独立的操作部分，并由这几个部分的相互关系，设计合理的软件结构，使CPU可以有条不紊地工作。
1．程序结构设计
程序结构设计主要有顺序设计和实时多任务操作系统设计。对于简单的单片机应用系统，通常采用顺序设计方法。
顺序程序设计方法通常由主程序和若干个中断服务程序所构成，设计者根据问题的定义和操作功能的划分，指定各个中断服务程序对事件请求作出必要的处理，包括现场保护、中断服务、现场恢复、中断返回等四个部分。需要注意的，中断的发生常常是随机的，可能在主程序的任意地方打断，在设计阶段通常无法预料这时主程序的执行状态，因此在执行中断服务程序地，必须对原有的程序状态进行现场保护。现场保护的内容是中断服务程骗子所需要使用的资源（中断服务程序使用这些资源时，这些资源的主程序数据将被覆盖），如PSW、ACC、DPTR等。而主程序通常是一个顺序执行的无限循环程序，不
停地查询各种软件标志进行日常事务处理。图2描述的中断服务程序与主程序的结构。
图2 中断服务程序结构与主程序结构
顺序程序设计方法容易理解，能够满足大多数应用系统的功能要求。其主要缺点软件结构不清晰、软件的修改扩充比较困难，实时性差。
2．程序设计技术
（1）模块程序设计
模块化程序是常用的程序设计技术，其核心思想是将一个功能具有完整功能的大的程序分解为若干个功能相对独立的较小的程序模块，各个程序模块分别进行设计和调试，通过对各个模块的调用实现系统的整体功能。
模块化设计能够有效地降低软件系统的复杂性和难度，大大提高系统的可靠性，同时也提高了程序代码的可复用性。进行模块化程序设计时一般遵循以下几条原则；
每个模块不宜太大；
各个模块间在逻辑相对独立；
对简单的任务不必采用模块化；
尽量使用已有的模块。
（2）自上而下地程序设计
进行软件设计时，先从主程序开始设计，从属的程序或子程序用府号代替。主程序编好后再编制各个从属程序和子程序，最后完成整个系统软件的设计工作。进行软件调试时也按这个次序进行。
3.程序设计过程
选择好软件结构和采用的程序设计技主后，便可进行具体的程序设计工作了。具体设计过程有以下4部分。
（1）建立数学模型
（2）绘制程序流程图
（3）编写程序
（4）程序的汇编、调试和固化
§2-3-4步进电机伺服控制系统设计
XY双向十字滑台的运动由X向和Y向步进电机来控制，通过电机驱动滑台的各个运动部件，从而准确地控制它们的速度和位置。一般地，数控伺服系统可分为开环及闭环两大类，其中闭环伺服还可以根据检测位置的不同进一步细分为半闭环伺服和闭环伺服。由于开环伺服系统具有结构简单、调试维修方便、成本低的特点，因此虽然这种伺服的误差没有补偿和校正，精度较低，但广泛应用于中小型经济型数控机床。
鉴于开环伺服系统的特点，本次设计的总体设计方案似采用开环伺服，并为XY两个运动方向加上极限位置检测及原点定位检测以实现基本运动位置的控制。下面以典型的开环伺服系统结构（如图3所示）为例，详细介绍本次设计的过程。
图3开环伺服系统结构
一、数控系统及环形分配器的设计
数控十字没滑台数控系统是以MCS-51系列单片机
为核心部件，外部扩展程序存储器、数据存储器、键盘/显示器接口和其它并行接口而实现的。
键盘/显示接口扩展（见附录2），键盘是由若干按键组成的开关矩阵，它是最简单的单片机输入设备。单片机使用显示器主要有七段数码管或点阵式显示器，是最基本的输出设备。限于大纲篇幅，键盘和显示器的工作原理在这里就不进行详细描述了，请学生参考《微机接口技术》课程教材或其它参考资料。在附录2里主要讨论使用Intel8279可编程键盘/显示器接口器件进行键盘与显示的扩展。
二、步进电机驱动电路设计
步进电机驱动电路实际上是一个功率开关电路，其功能是
将环分配器或微处理器送来的弱电信号变为强电信号，以得到步进电机控制绕组所需要的脉冲电流及所需要的脉冲波形。因此步进电机有m 相，就应有m 路功率放大电路。
步进电机驱动放大电路种类很多，按其主电路的结构分有单电压驱动和高低电压驱动和高低电压驱动两种，其具体驱动电路说见《数控机床》课程教材，在本次设计中就不详细描述了。
三、插补原理及程序设计
插补计算就是数控系统根据输入的基本数据，如直线终点坐标值、圆弧起点、圆心、进给速度等，通过计算，将工件轮廓的形状描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发送进给指令。数控机床的常用插补计算方法有逐点比较插补计算法（简称逐点比较法）、数学积分插补计算方法（简称数字积分法）、时间分割插补计算方法和样条插补计算方法等，在本次课程设计中，我们使用逐点比较法进行插补计算。
逐点比较法每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行一次比较，视该点在给定轨迹的上方还是下方，或在给定轨迹的里面还是外面，从而决定下一步的进给方向，使之趋近加工轨迹。
逐点比较法是以折线来逼近直线或圆弧线的，它与规定的直线或圆弧之间最大误差不超过一个脉冲当量，因此只要将脉冲当量取得足够小，就可达到加工精度的要求。
（一）直线插补计算原理
1．偏差计算公式
假定加工如图所示的第一象限直线OA 。取直线的起点为坐标原点，直线终点坐标（X e ,Y e ）是已知的。M(Xm,Ym)为加工点
（动点），若m 在OA 直线上，则根据相似三角形的关系可得。
e
Y X Y X e m m 取F m =Y m X e Y e 作为插补的偏差判别式。
若F m =0，表明m 点在OA 直线上；
若F m >0，表明m 点在OA 直线上方m 处；
若F m <0，表明m 点在OA 直线下方m 处。
对于第一象限直线，从起点（即原点坐标）出发，当Fm>>0
时，沿+X轴方向走一步；当Fm<0时，沿+Y轴方向走一步。当两方向所走的步数与终点坐标（X e,Y e）相等时，发出到达终点信号，停止插补。
设在加工点处，有F m>>0时，沿+X方向进给一步，走一步后新的坐标值为：
X m+1，Y m+1=Y m
新的偏差为F m+1=F m+X e-X m+1Y e=F m-Y e
若Fm<0，应向+Y方向进给一步，走一步后的新坐标值为：F m+1=F m+X
由此得到了偏差计算公式，在公式中只有加、减运算，只要将前一点的偏差与等于常数的终点坐标值X e,Y e相加减，即可得到新的坐标点的偏差值。加工的起点是坐标原点，起点的偏差是已知的，即F0=0，这样随着加工点的前进，新的加工点的偏差F m+1都可以由前一点F m和终点坐标相加或相减得到。
2．终点判别算法
逐点比较法的终点判别有多处方法，下面介绍两种常用方法。
第一种：
设X、Y两个减法计数器，加工开始前，在X、Y计数器中分别存入终点坐标值Xe, Ye，在X坐标（或Y坐标）方向上第进给一步时，就在X计数器（Y计数器）中减去1，直至这两个计数器的数都减到0，此时达到终点。
第二种：
用一个终点计数器，寄存X和Y两个坐标，从起点至达终点的总步数为∑，X或Y坐标和线进给一步，∑减去1，直至
∑为0时，到达终点。
3．插补计算
插补计算时，每走一步，都要进行以下四个步骤的逻辑运算和自述运算，偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判别。
4．不同象限的直线插补计算
上机讨论的是第一象限的直线插补方法，其它三个象限的直线插补计算可以用相同的原理获得。下表列出了四个象限进行直线插补时的偏差计算公式与进给脉冲方向。在计算时，公式中的X e ,Y e 均为绝对值。
线型
F m ≥0时进给方向 F m <0时进给方向 偏差计算公式 L1
+ΔX +ΔX F m ≥0时：F m+1=F m +Y e F m <0时：F m+1=F m +X e
L2
-ΔX +ΔX L3
-ΔX -ΔX L4 +ΔX -ΔX 1．偏差计算公式
以第一象限逆圆为例讨论偏差计算公式。设需要加工圆弧AB ，其圆心位于原点，已知圆弧的起点为A （X 0，Y 0）终点为B （X e ,Y e ），圆弧半径为R 。令瞬时加工点为m （X m ,Y m ），与圆心的距离为Rm 。比较Rm 和R 来反映加工偏差。
20202222,Y X R Y X R m m m +=+=
因此可得到圆弧偏差别式如下：
郑州大学现代远程教育 毕业设计题目：双坐标十字滑台的设计 入学年月 ______ 2014.11.24 ______ 姓名______________ 学号_________ 专业______ 联系方式 ______________ 学习中心 ___________________ 指导教师 ___________________
完成时间2016 年4 月12 日 目录 1 绪论 (1) 1.1自动分拣系统的定义 (1) 1.2自动分拣系统研究现状及发展趋势 (1) 2系统硬件设计 (2) 2.1传感器的选型 (2) 2.1.1电感式传感器 (2) 2.1.2电容式传感器 (3) 2.1.3颜色传感器 (5) 2.2限位开关的设计 (6) 2.3电磁阀的设计.................................................. .7 2.4PLC 的选型. (8) 2.5PLC 输入输出接线端子图 (9) 3系统软件设计 (10) 3 . 1控制系统流程图设计 (10) 3.2PLC 梯形图程序设计 (11) 3.3整体梯形图 (12) 3.4PLC 程序指令表 (12) 4总结 (14) 参考文献 (15)
1绪论 1. 1自动分拣系统的定义 自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的分配位置为止，都是按照系统设定 的指令靠自动装置来完成的。自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求可以通过不同方式，如可通过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口。 1. 2自动分拣系统研究现状及发展趋势 我国自动分拣机的应用大约始于1980年代，近期的市场兴起和技术发展始于1997年。自动分拣的概念先在机场行李处理和邮政处理中心得到应用，然后 普及到其他行业。随着业界对现代化物流的实际需求的增长，各行业对高速精确的分拣系统的要求正在不断地提高。这一需求最明显地表现在烟草、医药、图书及超市配送领域,并有望在将来向化妆品及工业零配件等领域扩展。这些领域的一个共同特点是产品的种类繁多、附加值高、配送门店数量多、准确性要求高和人工处理效率低等特点。 随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。 目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多；另外组态软件的的发展，为物料分拣系统增添了新的活力。
十字滑台系统设计 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
重庆理工大学机电一体化课程设计X-Y水平十字滑台 说明书 班级： 学号： 专业：机械设计制造及其自动化 姓名： 教师： 时间：2015年6月22日-7月10日
目录 1、机械传动部件的选择 (3) 2、控制系统的设计 (4) 1、导轨上移动部件的重量估算 (4) 2、铣削力的计算 (4) 3、直线滚动导轨副的计算与选型 (7) 4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9) 5、步进电动机减速箱的选用 (13) 6、步进电动机的计算与选型 (13) 7、增量式旋转编码器的选用 (19) 8、步进电机驱动器的选择 (19) 9、联轴器的选择 (21)
六、工作台控制系统的设计 (22) 七、十字滑台运动控制程序的编制 (22) 八、结语 .............................................................................................................................. . (25) (26)
三、总体方案的确定 1、机械传动部件的选择 （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，需要承载的载荷不大，但脉冲当量小(p mm y x /01.0==δδ)，定位精度高（max max 400/min x f y f v v mm ==），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。 选直线滚动导轨副 （2）丝杠螺母副的选用 伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，要满足的脉冲当量和±的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。滚珠丝杠副的传动精度高、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，而且滚珠丝杠已经系列化，选用非常方便，有利于提高开发效率。 选滚动丝杠螺母副 （3）减速装置的选用 选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后，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，且应有消除间隙机构。 拟采用减速器 （4）伺服电动机的选用 任务书规定的脉冲当量尚未达到，定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有2500mm/min 。因此，本设计不必采用高档次的伺服电动机，如交流伺服电动机或直流伺服电动机等，可以选用性能好一些的步进电动机，如混合式步进电动机，以降低成本，提高性价比。 伺服电机选步进电机 （5）检测装置的选用 选用步进电动机作为伺服电动机后，可选开环控制，也可选闭环控制。任务书所给精度对于步进电动机来说还是偏高的，为了确保电动机在运转过程中不受切削负载和电网的影响而失步，决定采用半闭环控制，并在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。增量式旋转编码 检测装置的选用：增量式旋转编码器
河北科技大学 课程设计报告 学生姓名：齐文华学号：12L0751265 专业班级：电子信息工程L126班 课程名称：传感器原理及应用 学年学期：2 014 —2 015 学年第一学期 指导教师：陈书旺 2 0 1 4 年12月
课程设计成绩评定表
目录 一、引言----------------------4 二、设计电路及原理------------4 三、元件清单------------------5 四、相关元器件的说明和介绍----6 五、课设步骤------------------11 六、实物图--------------------11 七、发现问题并解决问题--------13 八、心得与体会----------------13 九、参考文献------------------14
一、引言 1.课程设计的目的 1）使学生掌握传感器的使用方法和设计要点的基本技能，加深学生对“传感器原理及检测技术”理论知识的理解，为从事仪器系统开发与设计打下基础。 2）锻炼学生自主独立完成课程设计的能力，培养学生积极动手创新的精神。3）通过课程设计提高我们动手实践能力，为我们以后更好的学习传感器和其他的相关知识奠定基础，使我们更好地适应现代社会的需求。 2.设计思路来源 随着科学技术的发展，许多高端技术已经实现了自动检测与控制。同时传感器的应用也逐渐增多，遍及人们生活的各个方面，给人们的生产和生活带来极大的方便。 本设计选用光敏传感器，对特殊场合的光照强度进行检测与报警。主要应用于农业大棚、城市照明等对光照强度有要求的场合。本设计用发光二极管作为警示灯，当光照强度不满足要求时就会发光起到警示的作用。 二、实际电路及原理 1.电路图
《单位工程施工组织设计》任务书及指导书 一．设计内容： 以一个单位工程为对象，编制单位工程施工组织设计，其具体内容包括： 1．工程概况及其施工特点分析 编写工程概况应对拟建工程的工程特点、地点特征和施工条件等作一个简要的、突出重点的文字介绍。 2．施工方案设计 施工方案是单位工程施工组织设计的核心。其内容应包括：确定施工起点流向和施工顺序；选择主要分部分项工程的施工方法和施工机械；制定保证质量、安全及文明施工的技术、组织措施。 3．编制单位工程施工进度计划 编制单位工程施工进度计划应在既定施工方案的基础上，根据规定的工期和资源供应条件，用横道图或网络图，对该单位工程从工程开工到全部竣工的所有施工过程，在时间上和空间上做出科学合理的安排。 4．施工平面图设计 施工平面图设计应根据工程规模、特点和施工条件，正确地确定在主体工程施工阶段所需各种临时设施与拟建工程之间的合理位置关系。 二．设计方法及要求： （一）工程概况及施工特点分析 工程概况，是对拟建工程的工程特点、现场情况和施工条件等所作的一个简要的、突出重点的文字介绍。其内容主要包括： 1．工程建设概况 主要说明：拟建工程的建设单位，工程名称、性质、用途和建设目的；开、竣工日期；设计单位、施工单位、监理单位情况；组织施工的指导思想等。 2．工程特点分析 应根据施工图纸，结合调查资料，简练地概括工程全貌，综合分析工程特点，突出关键重点问题。对新结构、新材料、新技术、新工艺及施工的难点尤应重点说明。具体内容为： （1）建筑设计特点 主要说明：拟建工程的建筑面积、层数、层高、总高度；平面形状和平面组合情况；室内外装修的情况；屋面的构造做法等。为弥补文字叙述的不足，应附上拟建工程的平面、立面和剖面简图，图中要注明轴线尺寸、总长、总宽、总高及层高等主要建筑尺寸。 （2）结构设计特点 主要说明：基础类型、埋置深度、桩基的根数及桩长，主体结构的类型，柱、梁、板、墙的材料及截面尺寸，预制构件的类型及安装位置，楼梯的构造及型式等。 （3）建设地点特征 主要说明：拟建工程的位置、地形、工程地质与水文地质条件、气温条件、冬雨期施工起止时间、冻层厚度、主导风向、风力和地震设防烈度等。 （4）施工条件 主要说明：水、电、气、道路及场地平整的情况，施工现场及周围环境情况，当地的交通运输条件，预制构件生产及供应情况，施工企业机械、设备、劳动力的落实情况，劳动组织形式及施工管理水平，现场临时设施、供水、供电问题的解决等。
郑州大学现代远程教育毕业设计题目：双坐标十字滑台的设计 入学年月____2014.11.24_______ 姓名____ _________ 学号_________ 专业___ ___ 联系方式__________ 学习中心______ ________ 指导教师_____ _________ 完成时间__2016__年__4__月__12__日
目录 1 绪论 (1) 1.1 自动分拣系统的定义 (1) 1.2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 (1) 2 系统硬件设计 (2) 2.1 传感器的选型 (2) 2.1.1 电感式传感器 (2) 2.1.2 电容式传感器 (3) 2.1.3 颜色传感器 (5) 2.2 限位开关的设计 (6) 2.3 电磁阀的设计 (7) 2.4 PLC的选型 (8) 2.5 PLC输入输出接线端子图 (9) 3 系统软件设计 (10) 3．1 控制系统流程图设计 (10) 3.2 PLC梯形图程序设计 (11) 3.3 整体梯形图 (12) 3.4 PLC程序指令表 (12) 4 总结 (14) 参考文献 (15)
1 绪论 1．1 自动分拣系统的定义 自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的分配位置为止，都是按照系统设定的指令靠自动装置来完成的。自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求可以通过不同方式，如可通过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口。1．2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 我国自动分拣机的应用大约始于1980年代,近期的市场兴起和技术发展始于1997年。自动分拣的概念先在机场行李处理和邮政处理中心得到应用, 然后普及到其他行业。随着业界对现代化物流的实际需求的增长,各行业对高速精确的分拣系统的要求正在不断地提高。这一需求最明显地表现在烟草、医药、图书及超市配送领域, 并有望在将来向化妆品及工业零配件等领域扩展。这些领域的一个共同特点是产品的种类繁多、附加值高、配送门店数量多、准确性要求高和人工处理效率低等特点。 随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。 目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多；另外组态软件的的发展，为物料分拣系统增添了新的活力。
陕西国防工业职业技术学院 SHAANXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 毕业设计论文 题目机床十字滑台控制系统设计 专业供用电技术 班级供电3101 姓名孙争龙 学号 27310115 指导教师沈博 二○一二年十二月二十五日
毕业设计任务书 专业: 供用电技术班级: 供电3101 学生签名: 孙争龙 一、设计题目 机床十字滑台控制系统设计 二、设计内容要求和技术参数 1．构建控制系统模型。 2．确定主要控制、执行元件及其型号。 3．绘制电气控制原理图及接线图。 4．设计PLC程序。 5．配置执行元件控制器参数。 6．系统状态、精度分析。 三、设计应完成的技术资料 1．系统模型示意图 2．PLC控制程序 3．控制器参数调试清单 4．电气控制原理图 5．系统说明书 6．毕业设计说明书 四、设计考核的主要知识与技能 1．培养学生的团队意识，严格、认真、一丝不苟的科学精神，勇于探索的创新精神2．考核学生系统构建能力 3．考核学生PLC程序设计能力及伺服、步进电机及其控制器的应用能力 4．考核学生对电力拖动控制领域的了解 五、设计的主要内容 本项目是机加行业典型的定位控制系统，以PLC为主控元件,完成对伺服电机或步进电机的实时控制。设计主要完成PLC控制程序，控制器参数设置及PLC与控制器的连接方式，最终形成系统及其说明书，并完成毕业设计论文。 六、设计时间:年月日至年月日 七、指导教师签名: 沈博
毕业设计进度表和平时考核 学生签名:孙争龙班级:供电3101 平时成绩: 指导教师签名: 2006年11月6日
指导教师评语和评分意见学生姓名: 评语: 评分: 指导教师签名: 年月日
材料分拣系统机械系统 设计单片机 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
郑州大学现代远程教育 毕业设计 题目：双坐标十字滑台的设计 入学年月___________ 姓名____ _________ 学号_________ 专业___ ___ 联系方式__________ 学习中心______ ________ 指导教师_____ _________ 完成时间__2016__年__4__月__12__日 目录 1 绪论 (1) 1.1 自动分拣系统的定义 (1) 1.2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 (1) 2 系统硬件设计 (2) 2.1 传感器的选型 (2) 2.1.1 电感式传感器 (2) 2.1.2 电容式传感器 (3) 2.1.3 颜色传感器 (5) 2.2 限位开关的设计 (6) 2.3 电磁阀的设计 (7) 2.4 PLC的选型 (8) 2.5 PLC输入输出接线端子图 (9)
3系统软件设计 (10) 3．1控制系统流程图设计 (10) 3.2 PLC梯形图程序设计 (11) 3.3整体梯形图 (12) 3.4 PLC程序指令表 (12) 4总结 (14) 参考文献 (15)
1 绪论 1．1 自动分拣系统的定义 自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的分配位置为止，都是按照系统设定的指令靠自动装置来完成的。自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求可以通过不同方式，如可通过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口。1．2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 我国自动分拣机的应用大约始于1980年代,近期的市场兴起和技术发展始于1997年。自动分拣的概念先在机场行李处理和邮政处理中心得到应用, 然后普及到其他行业。随着业界对现代化物流的实际需求的增长,各行业对高速精确的分拣系统的要求正在不断地提高。这一需求最明显地表现在烟草、医药、图书及超市配送领域, 并有望在将来向化妆品及工业零配件等领域扩展。这些领域的一个共同特点是产品的种类繁多、附加值高、配送门店数量多、准确性要求高和人工处理效率低等特点。 随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。 目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多；另外组态软件的的发展，为物料分拣系统增添了新的活力。 2 系统硬件设计 2．1 传感器的选型 2.1.1 电感式传感器
长春工业大学 课程设计说明书 课程设计名称《机械制造装备设计》课程设计专业机械制造及自动化 班级100104班 学生姓名闫迪 指导教师姜振海 2013年12月12
目录 1前言 (1) 1.1设计任务 (1) 1.1.1主要技术参数 (1) 1.1.2工艺要求 (1) 1.2设计内容 (1) 1.2.1运动设计 (1) 1.2.2动力计算 (1) 1.2.3绘制图纸 (1) 1.2.4编写设计说明书1份 (1) 2传动方案的拟定及说明 (2) 2.1车床主参数和基本参数 (2) 2.2拟定参数的步骤和方法 (2) 2.2.1主轴级数的拟定 (2) 2.2.2主电机功率——动力参数的确定 (3) 3运动设计 (4) 3.1传动结构式、结构网的选择确定 (4) 3.1.1传动组及各传动组中传动副的数目 (4) 3.1.2传动系统扩大顺序的安排 (5) 3.1.3绘制结构网 (6) 3.1.4转速图的绘制 (6) 3.2齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制 (7) 3.2.1齿轮齿数的确定的要求 (7) 3.2.2 变速传动组中齿轮齿数的确定 (8) 3.2.3验算主轴转速误差 (10) 3.2.4绘制主传动系统图 (10) 4传动件的设计 (11) 4.1 带轮的设计 (11)
4.2齿轮模数的估算和计算 (13) 4.2.1确定计算转速 (13) 4.2.2轴和齿轮的传递功率 (14) 4.2.3计算齿轮模数 (14) 4.2.4齿宽的确定 (15) 4.2.5各轴间中心距的确定 (16) 4.3传动轴直径的初算 (16) 4.4主轴轴径的确定 (17) 5验算主要零件 (17) 5.1齿轮模数验算 (17) 5.1.1齿面接触疲劳强度计算 (17) 5.1.2齿根弯曲疲劳强度验算 (18) 5.2传动轴刚度的验算 (18) 5.2.1计算轴的平均直径，画出计算简图 (18) 5.2.2计算该轴传递的扭矩 T (18) n 5.2.3求作用在装齿轮处B的力 (18) 5.2.4求作用在装齿轮处C的力 (19) 5.2.5计算装齿轮处的挠度 (19) 5.2.6计算轴承处的倾角 (20) 5.3轴承寿命验算 (22) 6参考文献 (24) 7心得体会 (24)
目录 1.序言 (2) 2.技术要求 (2) 2.1 设计题目 (2) 2.2 技术数据 (2) 2.3 设计要求 (2) 3.总体结构设计 (2) 3.1 丝杠选取 (3) 3.1.1 计算动载荷 (3) 3.2 滚珠丝杠副的选取 (4) 3.2.1计算载荷 (4) 3.2.2根据Ca选择滚珠丝杠副 (4) 3.2.3计算额定动载荷计算值Ca (4) 3.2.4滚珠丝杠副校核 (5) 3.3稳定性运算 (5) 3.3.1计算临界转速 n (5) K 3.3.2压杆稳定性计算 (6) 3.4 滚动导轨 (6) 3.4.1计算行程长度寿命 Ts (6) 3.4.2计算动载荷 C………………………………………………………6、 j 3.5 选取电机 (8) 3.5.1 电机的初选 (8) 3.5.2 步进电机转动的校核 (8) 4.结语 (11) 5.参考文献 (11)
1.序言 X-Y数控工作台机电系统设计是一个开环控制系统,其结构简单。实现方便而且能够保证一定的精度。降低成本,是微机控制技术的最简单的应用。它充分的利用了危机的软件硬件功能以实现对机床的控制;使机床的加工范围扩大,精度和可靠性进一步得到提高。X-Y数控工作台机电系统设计是利用8031单片机,及2764,6264存储器及8155芯片等硬件组成,在控制系统的硬件上编写一定的程序以实现一定的加工功能。其基本思想是:通过圆弧或者直线插补程序以实现对零件进行几何加工,每进行一段加工都要产生一定的脉冲以驱动电机正反转,同时通过8155(1)将相应的加工进刀信息送至刀架库中以实现以之相应的走刀,电机和刀具的相对运动所以实现了刀具对工件的加工。该控制系统采用软件中断控制系统结构及子程序结构简单，条件明确在经济型数控中应用较多。中断结构采用模块化结构设计因为这种结构便于修改和扩充，编制较为方便，便于向多处理方向发展。X-Y数控工作台机电系统设计采用步进电机作为驱动装置。步进电机是一个将脉冲信号转移成角位移的机电式数模转换器装置。其工作原理是：每给一个脉冲便在定子电路中产生一定的空间旋转磁场；由于步进电机通的是三相交流电所以输入的脉冲数目及时间间隔不同，转子的旋转快慢及旋转时间的长短也是不同的。由于旋转磁场对放入其中的通电导体既转子切割磁力线时具有力的作用，从实现了旋转磁场的转动迫使转子作相应的转动，所以转子才可以实现转子带动丝杠作相应的运动。本题目是步进电机，微型计算机，插补原理，汇编语言的综合应用，本题目设计得到了老师的帮助和支持，最后由关英俊老师审定，在此表示感谢。因本人水平有限，错误和不足之处在所难免，处理问题也有不妥之处，敬请相关老师批评指正。 2.技术要求 2.1设计题目：X-Y双坐标联动数控工作台设计 2.2技术数据 工作台长 宽（mm）:410*310 工作台重量（N）：2300N 脉冲当量： 0.005～0.008mm/P 2.3设计要求： （1）工作台进给运动采用滚珠丝杠螺结构 （2）滚珠丝杠支撑方式：双推—简支型 （3）驱动电机为反应式步进电机 （4）步进电机与滚珠丝杠间采用齿轮降速要求消除齿轮间隙 3.总体结构设计
东北石油大学 课程设计 2015年7 月 8日
任务书 课程传感器课程设计 题目电感式位移传感器应用电路设计 专业测控技术与仪器姓名祖景瑞学号 主要内容： 本设计要完成电感式位移传感器应用电路的设计，通过学习和掌握电感式传感器的原理、工作方式及应用来设计一个电路。电路要能够检测一定范围内位移的测量，并且能够通过LED进行数字显示。位移传感器又称为线性传感器，常用的有电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器等技术。 基本要求： 1、能够检测 0~20cm 的位移； 2、电压输出为 1~5V； 3、电流输出为 4~20mA； 主要参考资料： [1] 贾伯年，俞朴.传感器技术[M].南京：东南大学出版社，2006：68-69. [2]王煜东. 传感器及应用[M].北京：机械工业出版社，2005：5-9. [3] 唐文彦.传感器[M].北京：机械工业出版社，2007: 48-50. [4] 谢志萍.传感器与检测技术[M].北京：高等教育出版社，2002:80-90.完成期限—
指导教师 专业负责人 2015年 7 月 1 日
摘要 测量位移的方法很多，现已形成多种位移传感器,而且有向小型化、数字化、智能化方向发展的趋势。位移传感器又称为线性传感器，常用的有电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器，磁致伸缩位移传感器以及基于光学的干涉测量法，光外差法，电镜法，激光三角测量法和光谱共焦位移传感器等技术。电感式位移传感器具有无滑动触点，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，并且低功耗，长寿命，可使用在各种恶劣条件下。电感式位移传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制方面。针对目前电感式位移传感器的应用现状，本文提出了一种电感式位移传感器的设计方法，具有控制及数据处理等功能，结构简单、成本低等优点，可以广泛应用于机械位移的测量与控制。 关键词：电感式传感器；自感式传感器；测量位移；位移传感器
《建筑施工技术与组织》课程设计任务书 适用专业：12级建筑工程技术 一、课程设计目的 通过本次课程设计，使学生掌握单位工程施工组织设计的编制方法和编制步骤，能正确运用所学的基本理论知识，独立完成单位工程施工组织设计。 二、课程设计题目：单位工程施工组织设计（框架结构） 三、设计依据： 施工技术与组织课程中涉及的主要施工技术和组织原理如下： 1、《混凝土结构施工及验收规范》GB50204－2002（2011年版） 2、《混凝土质量控制标准》GB50164－2011 3、《混凝土强度检验评定标准》GB/T50107-2010 4、《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203-2011 5、《屋面工程技术规范》GB50345-2012 6、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300－2013 7、《建筑施工手册》（第5版） 2012年 8、初步确定的基础持力层置于第二层粘土层，其承载力标准值为380Kpa。 9、现行国家有关施工验收规范。 四、设计条件： 1、工程概况 建筑概况：某四层学生公寓，底层为商业用房，上部为学生公寓，建筑面积3277.96m2，基础为钢筋混凝土独立基础，主体工程为全现浇框架结构，胶合板门，铝合金窗，外墙贴面砖，内墙为中级抹灰，普通涂料刷白，底层顶棚吊顶，楼地面贴地板砖，屋面用200mm厚的加气混凝土块做保温层，上做SBS改性沥青防水层，其劳动量见附表： 2、施工条件： 本工程位于该市东郊山坡地段，两面均有公路，交通便利，西面及北面为已建工程：厂内旧房、坟墓已由建设单位拆除，平整场地已在准备工作阶段完成，场地平整均按平均施工高度为-0.5米。 （1）开竣工时间：由当年9月1日开工至次年2月1日竣工，施工时间145天左右控制。 （2）气象条件：施工期间最低气温4°C,最高气温30°C，施工开始气温较高，以后逐月降低，春节以后有回升，施工期间很少有雨，主导风向为东偏南。 （3）土壤及地下水：土为二类土，地下水位-3.0米 （4）抗震要求：7度抗震烈度设防 （5）技术经济条件：各类钢窗、饰面材料等均有相关专业厂家生产，分批成套
十字滑台设计 Revised by Jack on December 14,2020
摘要 随着世界进入现在代化科技文明至今，现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在近代工业上PLC的问世给所有工业部分带来飞跃的进步，人们利用PLC的优点改变传传统工业的控制技术，让工业实现真正的全自动化。 在人类文明至今机械工具不断的改进，到工业革命之后一次又一次的飞跃给现在所有科技生活等部分带来了翻天变化，就现在工业生产中十字滑台是最新科技领先的技术中的一个常应用的工业生产模块。 在科技不断地升级换代，世界各发达国家在各技术部分的技术水平已经非常成熟，然而我国在很多科技部门仍然是空缺众多。就目前关于本文章的十字滑台的精确度就是目前我国一项重大空缺，所以本文章设计是关于如何利用PLC技术来实现十字滑台的更精确、更方便、更灵活，PLC的使用可以利用其优点来弥补我国在这些工业技术上的缺陷。 课题研究主要工作就是研究如何PLC编程进行对十字滑台的精确控制，十字滑台系统主要X轴方向滑台、Y轴方向滑台、X-Y轴定位及划线。在设计中很多方面都涉及机械方面的机械滑轮和齿轮和自动化方面的PLC控制理论与程序以及相关学科的知识来实现十字滑台的电动机的运转，实现最终十字滑台的设计要求。 关键字：PLC、十字滑台、X轴、Y轴
Abstract Now as the world entered the generation of the civilization of science and technology, the continuous development of modern science and technology, greatly promote the cross of different subjects and penetration, led to the revolution and reform in the field of engineering. In the advent of modern industrial PLC brings all the industrial part of leap progress, people of have a little change the traditional industrial control based on PLC technology, make industry to realize the real full automation. Machine tools of continual improvement, up to now in human civilization to leap again and again after the industrial revolution brought all technology such as part of life now proud of change, is now in the industrial production cross sliding table is one of the latest technology leading technology in the industrial production of commonly used modules. In science and technology constantly upgrading, the world's developed countries in the technical part of the technical level is already very mature, however in many departments of science and technology in our country is still many gaps. Now about the accuracy of the cross slide of this article is a big gap in our country at present, so this article design is about how to use PLC technology to realize the cross slide more accurate and more convenient, more flexible, the use of PLC can make use of its advantage to make up the defects of our country on the industrial technology. Research the main work is to study how to PLC programming for accurate control of cross sliding table, cross sliding table system main X axis direction slippery, Y direction slippery, x-y axis positioning and marking. In many aspects are involved in the design of machinery of pulleys and gears and automation of the theory and application of PLC control and related disciplines of knowledge to realize the cross slide motor operation, to eventually achieve cross slide design requirements. Key words: PLC, cross sliding table, the X axis and Y axis 目录 1、 2、 3、4 4 5
传感器课程设计
摘要 本文介绍了红外线感应开关的原理，采用热释电红外探头（PT8A2621）将接收到的微弱信号加以放大，然后驱动继电器，制成红外热释电感应开关。本开关能探测来自移动人体的红外辐射，只要人体进入探测区域，开关会自动开启。该设计可作为企业、宾馆、商场及住宅的走廊、楼梯、电梯间、卫生间、库房等处的自动开关，起到“人来灯自亮，人走灯自灭”的作用，既新颖方便，又节约用电，在某些场所还能起到威慑盗窃活动的防范作用。本设计结构简单，本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，价格低廉，隐蔽性好，应用范围广，所以可以通过扩展而达到实际的应用。 关键词：红外线感应开关红外辐射探测区域
目录 第1章：总体方案概要 (1) 1.1意义及研究现状 (1) 1.2设计思路 (2) 第2章：设计方案各部分介绍 (3) 2.1热电是传感器的构成及工作原理 (3) 2.2低通滤波器 (4) 2.3信号放大器 (6) 第3章：仿真电路的建立与分析 (8) 3.1仿真电路建立 (8) 3.2仿真结果的分析 (8) 第4章：设计体会 (10) 参考文献 (10)
第1章：总体方案概要 1.1 意义及研究现状 电力作为一种洁净方便的能源广泛的应用于我们的生活与生产方面，因此电能的节能尤为重要，要节能首先就要做到节约能源，其次再通过科学研究发明更加人性化和节能的用电器。 热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。早在1938年，有人提出过利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代，随着激光、红外技术的迅速发展，才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器，它可以作为红外激光的一种较理想的探测器。它目标正在被广泛的应用到各种自动化控制装置中。 （1）红外线感应灯控制系统的现状及发展趋势： 我国照明缺乏独创产品，模仿产品居多，基础加工落后，只顾外表，轻视功能，产品的品种比较单一，性能差。尤其是在“智能”照明方面，缺乏创新，与国外智能灯具在技术研究方面有着不小的差距。我国现阶段的照明系统一般采用主电源经配电箱分成多路配电输出线，提供照明灯回路用电，由串接在照明灯回路中的开关面板直接接通或断开供电线来实现对灯的控制，灯只有开和关两种状态，无逻辑时序及亮、暗调光控制，因而无法形成各种灯光亮度组合的场景及系统控制。全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出，节能和环保是中国实现社会经济可持续发展所急需解决的问题。每年照明电能消耗约占全部电能消耗的12%～15%，作为能源消耗的大户，必须尽快寻找可以替代传统光源的节能环保光源。LED以其较之于传统照明光源所没有的优势，诸如较低的功率需求、较快的响应速度、绿色环保以及不断快速提高的发光效率等，成为目前我国今后照明系统发展的方向。基于目前国内国际形势，尤其是能源紧缺，智能照明必是以后照明系统的发展方向。智能照明将会使人们利用起来更加便利，改善家庭环境，不仅为建筑照明提供多种的艺术效果，而且使灯具控制和维护变得更为简单，而且具有可靠性高、安装布线容易。 （2）红外线感应灯控制系统的优点： 智能化已经成为当今建筑发展的主流技术，涵盖从空调系统、消防系统到安全防范系统以及完善的计算机网络和通信系统。但是长期以来，智能照明在国内一直被忽视，大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式，部分智能大厦采用楼宇自控（BA）系统来监控照明，但也只能实现简单的区域照明和定时开关功能。相比之下，智能照明系统体现出强大的优越性，它在智能建筑中的应用越来越广泛。智能照明系统在智能建筑中的应用效果如下：
轨道工程课程设计任务书 一、出发资料 1．机车车辆条件：韶山Ⅲ（SS3）型电力机车；机车轴列式30-30，轴距布置为230+200+780+200+230 （cm），轮重。 2．线路条件： （1）线路设计速度80km/h，最小曲线半径500m（实设超高为100mm），规划采用有砟轨道结构。 （2）线路铺设成无缝线路，铺设地区为福州，铺设线路长度为10km。 （3）道床顶面的容许应力为，路基顶面的容许应力为。 二、设计任务 （1）进行有砟轨道结构设计，包括钢轨和扣件的选型，轨枕的类型及布置根数，道床的等级及尺寸，并检算强度是否满足使用要求。 （2）进行无缝线路设计，包括设计锁定轨温确定、缓冲区设计、预留轨缝确定、轨条布置。 三、提交的成果 （一）、设计计算说明书 （1）轨道结构选型。 （2）轨道结构强度检算。 （3）无缝线路设计计算。 （二）、设计图图纸 （1）轨道结构组装图及选型说明。（1张A3）
（2）轨道结构受力图（3张A4：钢轨弯矩和挠度1张，轨枕三个支承状态的弯矩分布，道床顶面、路基顶面、路基第二区域、路基第三区域应力）。 （3）无缝线路设计图（1张A4或A3，基本温度力图、轨条布置图及相关说明）。 设计指导书
一、课程设计的基本步骤： 课程设计的步骤如图1所示： 图1 课程设计步骤 二、设计方法 （一）、轨道结构选型设计 根据机车车辆和线路条件，确定钢轨、轨枕、扣件的类型及刚度、道床的等级及主要尺寸（厚度、顶宽和边坡坡度）。钢轨、轨枕及扣件的可选用类型从教材中选择，道床的等级及主要尺寸也参考教材的内容确定。 以下两点说明： 1、道床厚度的选择 道床厚度设计根据《铁路轨道设计规范》（TB10082-2005）和《地铁设计规范》（GB50157-2003）进行，为方便可根据运营条件从教材表1-1中选择。我们的轨道类型可参考中型轨道结构。 2、钢轨支座刚度D 钢轨支座刚度D的意义是使钢轨支点顶面产生单位下沉时所必须施加于支点顶面上的力，单位一般采用kN/mm表示。 D值的计算：1/D=1/D1+1/D2 教材（7-3） 式中D1为扣件刚度，其值由设计确定；D2为道床支承刚度，计算
传感器原理及应用 课程实践 院系： 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 水位检测与控制课程设计
引言： 水塔供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范围，避免“空塔”、“溢塔”现象发生。目前，控制水塔水位方法较多。 随着科技的发展，人们对水位控制的需求越来越多。水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，而以往水位的检测是由人工完成的，当检测到数据后通过电话通知值班室的工作人员进行控制，这样在人力和物力上都将造成很大的浪费。因此我们需要一种能自动检测水位，并根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统。利用传感器全天地连续测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，完成相应的水位显示、控制及故障报警及显示水位等功能。这样就能实现无人自动控制，并且能快速的做出控制，减少反映时间，减小浪费，同时减少事故的发生，能够满足我们的需要。它不仅要具有控制水位的功能，而且要能实现自动控制，才能使其使用方便；同时还要能够调节控制水位的范围。我设计的这个电路由电源电路，水位检测电路，水位控制电路和显示电路组成。 这个简易的水位检测与控制电路，具有水位上下限自动控制，水位自动检测的功能。在使用过程中，当水位下降到下限水位时，发动机开始运转，由水泵向水塔中灌水；当水位升至上限水位时，发动机停止运转，水泵中止向水塔灌水。 设计原理： 如电路结构图，负反馈由正压力系数力敏电阻组成。 1、电路分为两路：一路为水位控制电路，由恒流源、滤波放 大电路、滞回比较器、正相比例运算电路和水泵组成；另一路为水位检测电路，由电压跟随器、正相比例运算电路、水位传感器
和显示器组成。 2、水位控制电路，如滞回比较器传输特性，当水位达到上限水位时，滞回比较器输出电压跳变为－UZ，发光二极管3截止，发动机停止运转，水泵中止工作。水位下降，负反馈将水位的变化转变成电信号，使恒流源输入滤波放大电路的电流减小，滤波放大电路输出电压减小。当水位下降到下限水位时，滞回比较器输出电压跳变为+UZ，发光二极管3导通，发动机开始运转，水泵向水塔灌水，水位开始回升。负反馈将水位的变化转变成电信号，使恒流源输入滤波放大电路的电流增大，滤波放大电路输出电压增大。当水位上升到上限水位时，滞回比较器输出电压跳变为－UZ，发动机停止运转，水泵中止工作。从而实现自动控制。 3、水位检测电路，水位传感器将水位的变化转变成相应的电信号，传输到显示器，通过显示器显示出水位的情况。