机电一体化系统设计课程设计指导书教学配套课件尹志强王玉林第一章绪论.pdf

第一章绪论  第一节 机电一体化系统课程设计的目的  第二节 课程设计的内容与工作量要求  第三节 课程设计的时间分配建议  第四节 课程设计的成绩评定 第一节机电一体化系统课程设计的目的  机电一体化系统课程设计是一个重要的实 践性教学环节。要求学生综合运用所学过的机 械、电子、计算机和自动控制等方面的知识， 独立进行一次机电结合的设计训练，主要目的 是：  1）学习机电一体化系统总体设计方案拟定、分析与比较的方 法。  2 ）通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件 的工作原理、设计计算方法与选用原则。如齿轮/ 同步带减速装 置、蜗轮蜗杆副、滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副等。  3 ）通过对进给伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原 理、计算选择方法与控制驱动方式，学会选用典型的位移/速度 传感器；如交流、步进伺服进给系统、增量式旋转编码器、直 线光栅等。  4 ）通过对控制系统的设计，掌握一些典型硬件电路的设计方法 和控制软件的设计思路；如控制系统选用原则、CPU选择、存 储器扩展、I/O接口扩展、A/D与D/A配置、键盘与显示电路设 计等，以及控制系统的管理软件、伺服电动机的控制软件等。  5 ）培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并初步树立 “系统设计”的思想。  6 ）锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技 论文的能力。 第二节 课程设计的内容与工作量要求  课程设计的对象应是典型的机电一体化 系统（产品），如微机数控机床、工业机器 人、三坐标测量机、自动检测仪、全自动洗衣 机、电子秤、自动售货机、家用智能装置等。 根据设计时间和难易程度的不同，可安排以下 选题：  1）数控车床进给传动机构及数控系统设计；  2 ）数控车床自动回转刀架机械结构及控制装 置设计；  3 ）X-Y数控工作台机电系统设计；  4 ）普通铣床数控化改造设计；  5 ）波轮式全自动洗衣机机电系统设计。  设计内容由机械系统、控制系统和设计说 明书三部分组成。具体工作量要求为：  1．机械系统设计  2. 控制系统设计  3 ．设计说明书  1．机械系统设计（装配图：A0 图1张或A1 图2张；零件图：选2～3个零件）  1) 数控车床纵、横向进给传动机构装配图各1张（A1 图2张）；  2 ）数控车床自动回转刀架机械结构装配图1张（A0 图1张）；  3 ）X-Y数控工作台机械结构装配图（A0 图1张，只要求剖视一个 坐标）；  4 ）普通铣床数控化改造进给传动机构装配图（A0 图1张，只要 求剖视一个坐标）；  5 ）波轮式全自动洗衣机传动机构装配图（A0 图1张）。  2. 控制系统设计（电气原理图：A1 图1张） 控制系统一般包括系统电源配置、CPU 电路、 RAM与ROM扩展、键盘与显示、A/D与D/A接口、I/O 通道接口、通信接口等。要求完成1张A1 图纸的硬件 电路设计工作，设计控制系统的主要软件流程，对 RAM和I/O接口芯片进行详细编程，对伺服电动机进 行控制编程。条件允许时，尽量对所编软件进行调试 实验。  3．设计说明书 设计说明书是课程设计的总结性文件，认真地写好 说明书可以锻炼科技论文的写作能力。设计说明书要求 清楚地叙述整个设计过程和详细的设计内容，包括总体 方案的分析、比较与确定，机械系统的结构设计，主要 零部件的计算与选型，控制系统的电路原理分析，软件 设计的流程图以及相关程序等。说明书的撰写内容不应 少于7000字符，要求内容丰富、条理清晰、图文并 茂、符合国标。 第三节 课程设计的时间分配建议  本课程设计一般用时3~4周，时间分配大致如下：  1）分析研究设计任务，总体方案论证设计 2~3天  2 ）机械系统设计 5~6天  3