機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

《機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書(shū)指導(dǎo)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(shè)計(jì)目的 3二、設(shè)計(jì)題目及參數(shù) 3三、設(shè)計(jì)內(nèi)容 4四、課程設(shè)計(jì)總結(jié)與心得體會(huì) 4五、參考資料 4六、其它 5

一、課程設(shè)計(jì)目的機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等方面的知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行一次機(jī)電結(jié)合的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，主要目的是：1）學(xué)習(xí)機(jī)電一體化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案擬定、分析與比較的方法。2）通過(guò)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握幾種典型傳動(dòng)元件與導(dǎo)向元件的工作原理、設(shè)計(jì)計(jì)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(dòng)導(dǎo)軌副等。3）通過(guò)對(duì)步進(jìn)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握常用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理、計(jì)算選擇方法與控制驅(qū)動(dòng)方式，學(xué)會(huì)選用典型的位移/速度傳感器；如步進(jìn)進(jìn)給系統(tǒng)，增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，直線光柵等。4）通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握一些典型硬件電路的設(shè)計(jì)方法和控制軟件的設(shè)計(jì)思路；如控制系統(tǒng)選用原則、CPU選擇、存儲(chǔ)器擴(kuò)展、PWM生成、定時(shí)器配置、鍵盤(pán)與顯示電路設(shè)計(jì)、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(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制軟件等。5）培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，學(xué)習(xí)并初步樹(shù)立“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”的思想。6）鍛煉提高學(xué)生應(yīng)用手冊(cè)和標(biāo)準(zhǔn)、查閱文獻(xiàn)資料以及撰寫(xiě)科技論文的能力。二、設(shè)計(jì)題目及參數(shù)設(shè)計(jì)題目：X-Y數(shù)控工作臺(tái)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一種供立式數(shù)控銑床使用的X-Y數(shù)控工作臺(tái)，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(dāng)量均為0.005mm/脈沖；7）X、Y方向的定位精度均為±0.01mm。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容由機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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(shè)計(jì)（2）繪制總體方案圖2、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）執(zhí)行元件參數(shù)及規(guī)格的確定；（2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì)；（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì)。（4）繪制X-Y數(shù)控工作臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖：A0圖一張，零件圖：選2-3個(gè)零件。3、控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)（1）MCU的選用、接口電路設(shè)計(jì)、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(pán)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(shè)計(jì)工作。4、控制系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的主要軟件流程，對(duì)通信和I/O接口芯片進(jìn)行詳細(xì)編程，對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制編程。條件允許時(shí)，盡量對(duì)所編軟件進(jìn)行調(diào)試實(shí)驗(yàn)。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(shè)計(jì)總結(jié)與心得體會(huì)五、參考資料機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、電工電子技術(shù)、單片機(jī)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化等相關(guān)書(shū)籍，如：[1]尹志強(qiáng)等編著.機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2007.5[2]鄭堤主編.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1997[3]曾勵(lì)主編.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社，2004.4[4]張建民等編著.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)（第二版）.北京:高等教育出版社.2001.8也可以是專(zhuān)業(yè)期刊或者會(huì)議上的論文文獻(xiàn)。文獻(xiàn)格式為：[序號(hào)]主要作者.文獻(xiàn)名稱(chēng).刊名，年（期）：起止頁(yè)碼。例如：[1]陶仁驥．密碼學(xué)與數(shù)學(xué)[J]．自然雜志，1984，7（7）：527-529．參考文獻(xiàn)不少于5篇。六、其它1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是課程設(shè)計(jì)的總結(jié)性文件，認(rèn)真地寫(xiě)好說(shuō)明書(shū)可以鍛煉科技論文的寫(xiě)作能力。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求清楚地?cái)⑹稣麄€(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程和詳細(xì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括總體方案的分析、比較與確定，機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要零部件的計(jì)算與選型，控制系統(tǒng)的電路原理分析，軟件設(shè)計(jì)的流程圖以及相關(guān)程序等。說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)內(nèi)容不應(yīng)少于4000字（不少于7頁(yè)），要求內(nèi)容豐富、條理清晰、圖文并茂、符合國(guó)標(biāo)。2、格式要求：1）頁(yè)面設(shè)置：上邊距：3.0cm；下邊距：2.5cm；左邊距：2.8cm；右邊距2.5cm。頁(yè)碼設(shè)置在右下角/頁(yè)腳居中。說(shuō)明書(shū)正文部分的頁(yè)眉必須注明“班級(jí)_《機(jī)電一體化系