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机电一体化系统设计第二版课程设计

概述

本课程设计旨在运用机电一体化的知识，完成一台具有完整机电一

体化系统体系结构的机械及其控制系统。通过本课程设计，希望学生

们能够掌握机电一体化系统设计的方法和技能，以及掌握系统设计、

机械设计和控制系统设计等方面的综合能力。

设计任务

设计一台模拟生产线过程的机械并配备相应的控制系统，以完成自

动化生产线上的生产任务。设计的机械应能够具备多种功能特点，例

如自动分拣、切割和堆垛等工作，同时具备跟踪控制，安全保护，维

修与调试等多种功能。

设计原则

1.设计应具备先进性和实用性，以最大限度地满足实际生产

需求。

2.系统应保证运行的可靠性和稳定性，降低因意外故障导致

的生产线停顿率。

3.应达到生产效率和质量的双重要求。

4.充分考虑机械、控制系统整体的设计与集成，确保实现机

电一体化效果。

1

设计流程

1.确定设计要求，明确机械和控制系统的功能需求及性能标

准。

2.进行市场调研，确定可行的方案，考虑机械与控制系统的

整体集成，保证机电一体化的效果。

3.进行机械结构设计，包括3D模型设计、零件图纸绘制与操

作方案的设计等。

4.进行控制系统设计，涉及电气电子控制系统的设计、PLC

控制器的编程、人机界面的设计等环节。

5.进行机械和控制系统的联调，调试并运行检测。

6.进行测试和试验，在实际生产环境下检验系统的性能和可

靠性。

7.进行方案评估和效果分析，优化系统设计。

设计内容

设计内容主要分为两个方面：机械部分和控制系统部分。

机械部分

1.确定机械的结构设计方案。

2.设计机械的3D模型。

3.绘制机械零部件图纸。

4.设计机械操作方案。

2

控制系统部分

1.设计电气电子控制系统方案，包括传感器、执行器、驱动

器等控制元件的确定。

2.对PLC控制器进行编程。

3.设计和实现人机界面系统。

4.调试控制系统的各个部分，并进行系统集成测试。

设备说明

机械设备清单

序号设备名称规格型号数量

1传送带宽度1500mm，长度10000mm1

2自动分拣系统–1

3切割系统进口激光数控切割机1

4堆垛系统最大承载1000kg1

控制系统清单

序号设备名称规格型号数量

1PLC控制器–1

2人机界面设备–1

3传感器–10

4执行器–10

5控制柜–1

3

序号设备名称规格型号数量

6电缆线–若干

总结

机电一体化系统设计是一个相当有挑战性的任务，需要综合运用机

械、电气、电子、自动控制等多学科知识。通过本课程的学习，可以

使学生们了解机电一体化系统设计的基本原理和流程，培养其综合应

用知识、分析解决问题和设计创新能力，为今后的工作和学习打