機電一體化系統(tǒng)課程設計任務書

《機電一體化系統(tǒng)課程設計》任務書指導教師：魏紅磊高騰孫玲楊蕖二0二四年十二月

目錄一、課程設計目的 3二、設計題目及參數(shù) 3三、設計內(nèi)容 4四、課程設計總結與心得體會 4五、參考資料 4六、其它 5

一、課程設計目的機電一體化系統(tǒng)課程設計是一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。要求學生綜合運用所學過的機械、電子、計算機和自動控制等方面的知識，獨立進行一次機電結合的設計訓練，主要目的是：1）學習機電一體化系統(tǒng)總體設計方案擬定、分析與比較的方法。2）通過對機械系統(tǒng)的設計，掌握幾種典型傳動元件與導向元件的工作原理、設計計算方法與選用原則。如齒輪/同步帶減速裝置、蝸桿副、滾珠絲杠螺母副、直線滾動導軌副等。3）通過對步進進給系統(tǒng)的設計，掌握常用步進電動機的工作原理、計算選擇方法與控制驅(qū)動方式，學會選用典型的位移/速度傳感器；如步進進給系統(tǒng)，增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，直線光柵等。4）通過對控制系統(tǒng)的設計，掌握一些典型硬件電路的設計方法和控制軟件的設計思路；如控制系統(tǒng)選用原則、CPU選擇、存儲器擴展、PWM生成、定時器配置、鍵盤與顯示電路設計、PLC外圍電路接線、梯形圖等，以及控制系統(tǒng)的管理軟件、步進電動機的控制軟件等。5）培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的能力，學習并初步樹立“系統(tǒng)設計”的思想。6）鍛煉提高學生應用手冊和標準、查閱文獻資料以及撰寫科技論文的能力。二、設計題目及參數(shù)設計題目：X-Y數(shù)控工作臺機電系統(tǒng)設計任務：設計一種供立式數(shù)控銑床使用的X-Y數(shù)控工作臺，主要參數(shù)如下，1）立式銑刀最大直徑dΦ15mm；2）立銑刀齒數(shù)z3；3）最大銑削寬度ae15mm；4）最大背吃刀量ap8mm；5）加工材料為碳素鋼或有色金屬；6）X、Y方向的脈沖當量均為0.005mm/脈沖；7）X、Y方向的定位精度均為±0.01mm。三、設計內(nèi)容設計內(nèi)容由機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和設計說明書三部分組成。具體工作量要求如下。1、總體方案確定（1）總體方案設計（2）繪制總體方案圖2、機械系統(tǒng)設計（1）執(zhí)行元件參數(shù)及規(guī)格的確定；（2）傳動機構的具體結構及參數(shù)設計；（3）執(zhí)行機構的具體結構及參數(shù)設計。（4）繪制X-Y數(shù)控工作臺機械結構裝配圖：A0圖一張，零件圖：選2-3個零件。3、控制系統(tǒng)硬件電路設計（1）MCU的選用、接口電路設計、PLC外圍電路等（2）繪制控制系統(tǒng)原理框圖?？刂葡到y(tǒng)一般包括系統(tǒng)電源配置、CPU電路、鍵盤與顯示、I/O通道接口、通訊接口等。要求完成1張A4圖紙的硬件電路設計工作。4、控制系統(tǒng)軟件程序設計設計控制系統(tǒng)的主要軟件流程，對通信和I/O接口芯片進行詳細編程，對步進電動機進行控制編程。條件允許時，盡量對所編軟件進行調(diào)試實驗。5、傳感器的選擇（適用于半閉環(huán)控制方式和全閉環(huán)控制方式）四、課程設計總結與心得體會五、參考資料機械原理、機械設計、電工電子技術、單片機原理與系統(tǒng)設計、機電一體化等相關書籍，如：[1]尹志強等編著.機電一體化系統(tǒng)課程設計指導書.北京:機械工業(yè)出版社.2007.5[2]鄭堤主編.機電一體化設計基礎.北京:機械工業(yè)出版社.1997[3]曾勵主編.機電一體化系統(tǒng)設計.北京:高等教育出版社，2004.4[4]張建民等編著.機電一體化系統(tǒng)設計（第二版）.北京:高等教育出版社.2001.8也可以是專業(yè)期刊或者會議上的論文文獻。文獻格式為：[序號]主要作者.文獻名稱.刊名，年（期）：起止頁碼。例如：[1]陶仁驥．密碼學與數(shù)學[J]．自然雜志，1984，7（7）：527-529．參考文獻不少于5篇。六、其它1、設計說明書設計說明書是課程設計的總結性文件，認真地寫好說明書可以鍛煉科技論文的寫作能力。設計說明書要求清楚地敘述整個設計過程和詳細的設計內(nèi)容，包括總體方案的分析、比較與確定，機械系統(tǒng)的結構設計，主要零部件的計算與選型，控制系統(tǒng)的電路原理分析，軟件設計的流程圖以及相關程序等。說明書的撰寫內(nèi)容不應少于4000字（不少于7頁），要求內(nèi)容豐富、條理清晰、圖文并茂、符合國標。2、格式要求：1）頁面設置：上邊距：3.0cm；下邊距：2.5cm；左邊距：2.8cm；右邊距2.5cm。頁碼設置在右下角/頁腳居中。說明書正文部分的頁眉必須注明“班級_《機電一體化系