《机电一体化系统设计》课程设计.docx

综合课程设计 指 导 书 课程性质：专业课(必修) 适用专业：机械电子工程 所用时间：两周 指导教师： 机电学院 2011.12 一 、课程设计的目的、意义 综合课程设计是培养学生设计能力的重要实践性教学环节之一，是综合运用所学的机 械、电子、自动控制、计算机等知识进行的基本设计训练。其目的是： 原 创 力 文 档 1. 能够正确运用《机电系统设计》课程的基本理论和相关知识，掌握机电a 姚化系统8.com (产品)的功能构成、特点和设计思想、设计方法，了解设计方案的拟定、比较旁稀无水印 计算，培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生具有机电一体化系统设计的初步能力： 2.通过机械部分设计，掌握机电一体化系统典型机械零部件和执行元件的计算、选型 和结构设计方法和步骤； 3.通过测试及控制系统方案设计，掌握机电一体化系统控制系统的硬件组成、工作原 理，和软件编程思想： 4.通过课程设计提高学生应用手册、标准及编写技术说明书的能力，促进学生在科学 态度、创新精神、专业技能等方面综合素质的提高。 二 、课程设计的题目及要求 ( 一 )题目： 单片机控制步进电机驱动的多用XY工作台。 已知条件： 定位精度：±0.01mm, 滚珠丝杠及导轨使用寿命： T=15000h, 中等冲击， 各题目的有效行程、快速进给速度和工作载荷见下表： 题号 有效行程(mm) 快速进给速度(mm/min) 工作载荷F? (N) Lx Ly Vmax Vymax 1 350 350 1500 1500 400 2 350 350 1000 1000 300 3 400 400 2000 2000 2000 4 400 400 1000 1000 1800 5 400 600 3000 3000 2500 6 400 600 2000 2000 2000 7 450 450 2000 2000 400 8 450 450 1500 1500 300 9 500 600 2500 2500 600 10 500 600 2000 2000 450 11 550 400 2000 2000 1000 12 550 400 1800 1800 800 13 600 300 2000 1500 600 14 600 300 2000 1200 850 15 640 190 1500 1500 1800 16 640 190 1000 1000 1000 17 700 500 2000 2500 1200 18 700 500 2500 2000 1500 19 750 600 1500 1500 600 20 750 600 1800 1800 450 (二)要求： 1. 课程设计应在教师的指导下由学生独立完成，严格地要求自己，不允许相互抄袭； 2. 认真阅读《课程设计指导书》,明确题目及具体要求； 3. 认真查阅题目涉及内容的相关文献资料、手册、标准； 4. 大胆创新，确定合理、可行的总体设计方案； 5.机械部分和驱动部分设计思路清晰，计算结果正确，选型合理： 6.微机控制系统方案可行，硬件选择合理，软件框图正确； 7.绘制机械系统装配图一张 (A1), 控制系统电气原理一张 (A2), 图纸符合国家标 准，布图合理，内容完整表达清晰； 8.课程设计说明书一份(不少于5000字),包括：目录，题目及要求，总体方案的确 定，机械系统设计，控制系统设计，参考文献等。设计说明书应叙述清楚、表达正 确、内容完整、技术术语符合标准。 三、 进度安排 本课程设计要求在两周时间内完成，具体进度安排大致如下： 1.收集及阅读资料，明确设计任务 1 天 2. 总体方案论证 3.机械部分设计计算 4. 装配图绘制 5.控制系统框图设计，单片机及扩展芯片的选用， I/O接口电路、 伺服控制电路设计及选用 6.软件框图，电气原理图 7.编写设计说明书 1 天 1天 4 天 2 天 4 天 1 天 四、 主要设计内容 (一)总体方案的确定 根据设计任务确定系统的总体机械和控制系统方案：进行系统运动方式的确定，执行 机构及传动方案的确定，伺服电机类型及调速方案确定，计算机控制系统的选择。进行方 案的分析、比较和论证。 1.系统运动方式与伺服系统 采用连续控制系统，开环或闭环控制方式。考虑到运动精度要求不高，为简化结构， 建议大多数同学采用步进电机开环系统驱动。 2.计算机系统 建议采用教科书上的MCS-51 系列单片机系统。控制系统应该包括微机部分、键盘及 显示器、 I/O接口及光电隔离电路、步进功率放大电路等。系统的工作程序和控制命令通 过键盘操作实现。采用数码管显示加工数据和工作状态等信息。 3.X—Y 工作台的传动方式 为保证一定的传动精度