机电综合课程设计

江苏省农村试验区自学考试毕业论文

机电综合课程设计

摘要：本设计是完成一两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计；

完成交流电机启停的电气控制系统设计。其硬件部分共包括键盘操作、单片

机控制、输入电路、控制电路、显示电路等五个主要组成部分。设计的总体

思路是准确安全的对工作台和电机进行控制。

位置信号和按键信息通过传输线传送给单片机和键盘接口芯片，数据经过处理，将按键信息串行方式传送给单片机，单片机通过相应的程序，

向控制回路发送控制信号，进而控制工作台的动作，实现对硬件设备的控制。

关键词：键盘操作，单片机控制，数码管显示。

一．前言

机电一体化是以机械技术和电子技术为主题，多门技术学科相互渗透、相互结合的

产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。

本设计中提到的微机数控机床是利用单板或单片微机对机床运动轨迹进行数控及对机床辅助功能动作进行程序控制的一种自动化机械加工设备。采用微机数控机床进行机械加工的最大优点是能够有效地提高中、小批零件的加工生产率，保证加工质量。此外，由于微型计算机具有价格低、体积小、性能可靠和使用灵活等特点，微机数控机床的一次性投资比全功能数控机床节省得多，且又便于一般工人掌握操作和维修。因此将专用机床设计成微机数控机床已成为机床设计的发展方向之一。本设计中用到的步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件，具有快速起动和停止的特点。其驱动速度和指令脉冲能严格同步，具有较高的重复定位精度，并能实现正反转和平滑速度调节。它的运行速度和步距不受电源电压波动及负载的影响，因而被广泛应用于数模转换、速度控制和位置控制系统。

本设计完成了如下要求：

（1）单片机控制系统电路原理图的设计

（2）控制系统电路印制版的绘制

（3）利用单片机编程实现两坐标系统的手动、自动和回位等运动

（4）实现两坐标工作台极限移动的保护及显示、报警

（5）设计交流电机的点动、正反转控制和星-三角形启动的电气控制原理图

（6）电气控制电路有相应的保护电路（过载、过压、欠压等）

（7）熟悉机电系统常用元器件（PLC、交流电机、直流电机、步进电机）

此次“机电一体化课程设计”主要简单设计出数控机床系统，其实离实际真正工业用数控机床还有很大的距离。设计两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统和交流电机启停的电器控制系统，单元模块包括：单片机控制电路，键盘接口电路，键盘电路，显示电路，输入电路，控制电路，PC接口电路等。由于时间仓促和自己知识水平有限，在设计中难免会有些许瑕疵，恳请老师指正。

2 总体方案设计 2.1 总体分析

本次设计实现的是一两座标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计。设计采用单片机对系统进行控制，单片机的包括键盘与显示的控制、与PC 机的串口通讯、以及电机输入输入输出信号的控制。电机的输入信号包含报警监测，在机床边缘运用一个接近开关即可实现此目的。

2.2 方案框图

单片机作为控制的核心，一方面对机床的运动方向和位移量进行控制，另外还将

与键盘对应的位移信息显示在LED 上，并实现与PC 机的通信以及对报警的处理。

三相交流

单片机

HD7279A

4*8键盘

8LED 显示

串行通信

光电隔离光电隔离功率接口功率接口步进电机X

步进电机Y

行程开关

工作台

至上位即

继电器控制

图2.1 总体方案设计图

3 单元模块设计 3.1 键盘与显示模块 3.1.1 模块工作原理

本单元模块电路的功能是通过对单片机编程，使当前按键信息在8个LED 上显示出来，由芯片CH452来对数码管进行驱动，并对键盘进行扫描。

图3.1所示为一来个八位LED 动态显示电路。在同一时刻，如果各位位选线都处于选通状态的话，8位LED 将显示相同的字符。若要各位LED 能够同时显示出与本位相应的显示字符，就必须采用动态显示方式，即在某一时刻，只让某一位的位选线处于选通状态，而其他各位的位选线则处于关闭状态，同时，段码线上输出相应位要显示的字符段码。这样，在同一时刻，8位LED 中只有选通的那一位显示出字符，而另一位则是熄灭的。同样，在下一时刻，只让下一位的位选线处于选通状态，在段码线上输出将要显示字符的段码，则同一时刻，只有选通位显示出相应的字符，而其他各位则是熄灭的。如此循环下去，就可以使两位分别显示出将要显示的字符。

虽然这些字符是在不同时刻出现的，而在同一时刻，只有一位显示，其他各位熄灭，但由于LED 显示器的余辉和人眼的视觉暂留作用，只要每位显示间隔时间足够短，则可以造成多位同时亮的假象，达到同时显示的效果。

SEG015SEG116SEG217SEG318SEG419SEG520SEG621SEG7

DIG01DIG12DIG23DIG34DIG45DIG56DIG67DIG7

VCC 23

ADDR

H3L214GND 9GND 10

R ST

INT

SC L 27SDA

C H452

R 66

200

C 2

220

C 1

0.1

VCC

8×1N4001

8×2K

图3.1 显示单元模块电路图

键盘的扫描原理与数码管的扫描显示原理类似，依次将矩阵键盘的某行或某列置一，再逐个判断改行或该列上是否有信号为高，有则说明两座标相交处的按键按下了。

3.1.2 芯片CH452介绍

CH452是数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片。CH452 内置时钟振荡电路，可以动态驱动8 位数码管或者64 位LED ，具有BCD 译码、闪烁、移位、段位寻址、光柱译码等功能；同时还可以进行64键的键盘扫描；CH452 通过可以级联的4线串行接口或者2 线

串行接口与单片机等交换数据；并且可以对单片机提供上电复位信号。

图3.2 CH452工作原理图

3.1.2.1 特点

（1）显示驱动

内置电流驱动级，段电流不小于15mA，字电流不小于80mA。

动态显示扫描控制，直接驱动8 位数码管、64 位发光管LED 或者64 级光柱。

可选数码管的段与数据位相对应的不译码方式或者BCD 译码方式。

BCD 译码支持一个自定义的BCD 码，用于显示一个特殊字符。

数码管的字数据左移、右移、左循环、右循环。

各数码管的数字独立闪烁控制，可选快慢两种闪烁速度。

任意段位寻址，独立控制各个LED 或者各数码管的各个段的亮与灭。

64 级光柱译码，通过64 个LED 组成的光柱显示光柱值。

扫描极限控制，支持1 到8 个数码管，只为有效数码管分配扫描时间。

可以选择字驱动输出极性，便于外部扩展驱动电压和电流。

（2）键盘控制

内置64 键键盘控制器，基于8×8 矩阵键盘扫描。

内置按键状态输入的下拉电阻，内置去抖动电路。

键盘中断，可以选择低电平有效输出或者低电平脉冲输出。

提供按键释放标志位，可供查询按键按下与释放。

支持按键唤醒，处于低功耗节电状态中的CH452 可以被部分按键唤醒。

机电控制系统课程设计

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 机电系统综合课程设计 ——模块化生产教学系统的PLC控制系统设计学院：机械学院班级：机械 (卓越14002) 姓名：张文飞学号：指导教师：毛卫平 2017年 6月目录一： MPS系统的第4站PLC控制设计 (3) 1.1第四站组成及结构 (3) 1.2 气动回路图 (3) 1.3 PLC的I/O分配表，I/O接线图（1、3、6站电气线路图） (4) 1.4 顺序流程图&梯形图 (5) 1.5 触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件地址表 (10) 1.6 组态王控制画面及说明 (13) 二： MPS系统的两站联网PLC控制设计 (14) 2.1 PLC和PLC之间联网通信的顺序流程图（两站）&从站梯形图 (14) 2.2 通讯软元件地址表 (14) 三：调试过程中遇到的问题及解决方法 (18) 四：设计的收获和体会 (19)

五：参考文献 (20) 一：MPS系统的第4站PLC控制设计 1.1第四站组成及结构：由吸盘机械手、上下摆臂部件、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成选择要安装工件的料仓，将工件从料仓中推出，将工件安装到位。 1．吸盘机械手臂机构：机械手臂、皮带传动结构真空吸嘴组成。由上下摆臂装置带动其旋转完成吸取小工件到放小工件完成组装流程的过程。 2．上下摆臂结构：由摆臂缸（直线缸）摆臂机械装置组成。将气缸直线运动转化为手臂旋转运动。带动手臂完成组装流程。 3．仓料换位机构：由机构端头换仓缸带动仓位装置实现换位（蓝、黑工件切换）。 4．推料机构：由推料缸与机械部件载料平台组成。在手臂离开时将工件推出完成上料。 5．真空发生器：当手臂在工件上方时，真空发生器通气吸盘吸气。 5．I/O接口板：将桌面上的输入与输出信号通过电缆C1与PLC的I/O相连。 6．控制面板：完成设备启动上电等操作。（具体在按钮上有标签说明）。 1.2气动回路图

机电液控制课程设计实验报告

实验（一）双作用气压回路一、试验目的： 1．基本要认识每个元器件，并知道它们的结构和用途。 2．通过基础实验训练，培养学校气动课程的兴趣。 3．提高实际动手能力。 4．通过连接双作用回路，了解该回路的特点、原理和连接方法。 5．认识基本回路，学会连接该回路。 6．扎实地掌握双作用气压回路的内容。二、试验仪器： 1、FESTO气压传动综合实验台 2、FESTO品牌的启动原件包括：气源装置、软管、两位五通换向阀、手动两位三通阀以及双作用气缸。三、工作原理：首先气从起源装置中流出，经过两位五通换向阀流入气缸，再从气源装置中输送两道空气流向两个手动两位三通换向阀再连向两位五通换向阀，接着两个手动两位三通换向阀来控制两位五通换向阀，再由其控制气缸左右运动。四、回路工作过程按照原理图连接各元件，打开气源，按下换向阀的按钮，得到信号后阀门左位接入并控制与气缸连接的二位五通阀左位接入，气缸活塞杆伸出；反之右边得到信号，气缸右位接入，气缸活塞杆退回。五、原理图：

实验（二）双作用单向调速回路一、试验目的： 1．基本要认识每个元器件，并知道它们的结构和用途。 2．通过基础实验训练，培养学校气动课程的兴趣。 3．提高实际动手能力。 4．通过连接双作用回路，了解该回路的特点、原理和连接方法。 5．认识基本回路，学会连接该回路。 6．扎实地掌握双作用单向调速回路的内容。二、试验仪器： 1、FESTO气压传动综合实验台 2、FESTO品牌的启动原件包括：气源装置、软管、节流阀、单作用两位五通换向阀、手动两位三通阀以及双作用气缸。三、工作原理：首先气体从气源装置中流出，经过单作用两位五通换向阀流入节流阀进行节流调速，经过调速的气体再流入气缸，同时又从气源装置中输送气体流向手动两位三通换向阀再连向单作用两位五通换向阀，由手动两位三通换向阀来控制单作用两位五通换向阀，再由其控制气缸左右运动。四、回路工作过程：按原理图连接各元件，打开气源，按下换向阀的按钮，得到信号后阀门左位接入并控制与气缸连接的二位五通阀左位接入，气缸活塞杆伸出；由于单作用二位五通阀，所以气缸到底时会自动收回，旋转节流阀的流量旋钮，可以改变其速度。

机电产品设计实验报告

课程名称：机电产品现代设计方法上课时间：2015年春季机电产品现代设计方法实验报告姓名：学号：班级：所在学院：机电工程学院任课教师：张旭堂

一、实验项目与实验目的实验项目: 典型机电产品多学科协同优化设计。试验目的： (1) 掌握典型机电产品多学科协同优化设计软件环境组成，包括建模软件、分析软件、协同平台。 (2）自主设计产品模型、分析过程、优化目标。 (3) 对得到的优化结果进行定性分析，解释结果的合理性，编写上机实验报告。二、实验环境网络协同设计环境，如下图所示：包括产品CAD建模、有限元分析FEM、动力学仿真ADAMS和控制仿真MATLAB。计算机网络硬件环境和相应软件环境。图形工作站和路由器，安装协同设计仿真软件。

型协同设计仿真平台组成三、实验原理典型机电产品协同设计仿真工作流程如下图所示。 1）利用CAD建模工具，建立产品模型； 2）利用ADAMS建立产品运动学模型； 3）根据CAD和ADAMS传过来的结构模型和边界条件分析零件应力场和应变场； 4）用ADAMS分析得到的运动参数（位移、速度）。

协同设计仿真平台组成四、实验内容与步骤（1）总体方案设计 SysML语言是UML语言(Unified Modeling Language，统一建模语言，一种面向对象的标准建模语言，用于软件系统的可视化建模)在系统工程应用领域的延续和扩展，是近年提出的用于系统体系结构设计的多用途建模语言，用于对由软硬件、数据和人综合而成的复杂系统的集成体系结构进行可视化的说明、分析、设计及校验。在这里我们绘制参数图如下。在下面的参数图中，我们确定了系统中各部件的相互约束情况。

机械设计综合课程设计--薄壁零件冲床机构设计

一、设计任务书 1、设计题目：薄壁零件冲床的设计 2、设计背景：（1）工作原理：薄壁零件冲床的组成框图如图1所示。图1 薄壁零件冲床的组成框图工作原理如图2a 所示。在冲制薄壁零件时，上模（冲头）以较大的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成形工作，接着上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。图2 薄壁零件冲制工作原理图（2）设计条件与要求动力源为电动机，上模做上下往复直线运动，其大致运动规律如图2b 所示，要求有快速下沉、匀速工作进给和快速返回的特征。上模工作段的长度L=40~100mm,对应曲柄转角φ=60o~90o；上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上，行程速比系数K ≥1.5。上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方），如图2a 所示。送料距离L=60~250mm 。要求机构具有良好的传力特性，特别是工作段的压力角α应尽可能小，一般取许用压力角[α]=50o。生产率为每分钟70件。按平均功率选用电动机。需要5台冲床。室内工作，载荷有轻微冲击，动力源为三相交流电动机。使传动装置原动机薄壁零件冲制执行系统

（3）执行机构的选择工作机应采用往复移动机构。可选择的有：连杆机构、凸轮机构、齿轮齿条机构、螺旋机构。本设计是要将旋转运动转换为往复运动，所以连杆机构、凸轮机构、齿轮齿条机构均可，凸轮机构能够较容易获得理想的运动规律，而齿轮齿条机构加工复杂、成本高，所以不采用。同时由于不考虑送料机构，同时考虑到凸轮尺寸以及运动规律实现的可行性，结合前辈的经验和自己的思考，最终决定一种方案。简图如下： 1>改进方案

机电传动控制课程设计解析

学号：0121018700306 课程设计题目组合机床加工过程PLC自动控制设计学院物流学院专业物流工程班级行政1001班姓名徐宏华指导教师徐沪萍 2013 年 6 月29 日

课程设计任务书学生姓名：徐宏华专业班级：物流行政1001班指导教师：徐泸萍工作单位：物流学院题目: 组合机床加工过程PLC自动控制设计初始条件： 1.编程环境：Step7v5.5软件 2.PLC型号：西门子公司S7系列，S7-300 3.机电传动的相关资料指导书 4.仿真环境：S7-PLCSIM 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）液压滑台式组合机床在原位启动后，快速向前到设定的位置时转为慢速前进，到达攻丝进给位置时停止前进，转为攻螺纹主轴转动，丝锥能向前攻入，打到规定深度时，主轴快速制动。接着攻螺纹反转退出，回到原位时快速制动，同时滑台能快速退回原位，并在原位停止。时间安排：十八周指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

本科生课程设计成绩评定表指导教师签字：年月日

目录摘要------------------------------------------------------------------------------------------------- 0第一章基本知识介绍 ------------------------------------------------------------------------ 1 1.1 设计的任务要求--------------------------------------------------------------------- 1 1.2 组合机床概述------------------------------------------------------------------------ 2 1.2.1 组合机床部件分类 --------------------------------------------------------- 2 1.2.2 组合机床的特点 ------------------------------------------------------------ 2 1.3 PLC控制系统 ----------------------------------------------------------------------- 3 1.3.1 PLC简介 --------------------------------------------------------------------- 3 1.3.2 PLC控制系统设计的基本原则 ------------------------------------------ 4 1.3.3 PLC控制系统的一般步骤 ------------------------------------------------ 4第二章总体方案选择和控制方式选择----------------------------------------------------- 6 2.1 总体方案选择------------------------------------------------------------------------ 6 2.2 控制方式的选择--------------------------------------------------------------------- 6第三章电路图的设计 -------------------------------------------------------------------------- 6 3.1 主电路的设计------------------------------------------------------------------------ 6 3.2 PLC的I/O地址分配--------------------------------------------------------------- 8第四章控制程序的设计 --------------------------------------------------------------------- 10 4.1 顺序功能图的设计---------------------------------------------------------------- 10 4.2 梯形图的设计---------------------------------------------------------------------- 11 4.3 语句表的设计---------------------------------------------------------------------- 15 第五章调试及结果分析 ------------------------------------------------------------------- 21 5.1 硬件组态---------------------------------------------------------------------------- 21 5.2 仿真结果分析---------------------------------------------------------------------- 21 感想----------------------------------------------------------------------------------------------- 25 参考资料书-------------------------------------------------------------------------------------- 26

机电综合课程设计

江苏省农村试验区自学考试毕业论文机电综合课程设计机电综合课程设计摘要：本设计是完成一两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计；完成交流电机启停的电气控制系统设计。其硬件部分共包括键盘操作、单片机控制、输入电路、控制电路、显示电路等五个主要组成部分。设计的总体思路是准确安全的对工作台和电机进行控制。位置信号和按键信息通过传输线传送给单片机和键盘接口芯片，数据经过处理，将按键信息串行方式传送给单片机，单片机通过相应的程序，向控制回路发送控制信号，进而控制工作台的动作，实现对硬件设备的控制。关键词：键盘操作，单片机控制，数码管显示。一．前言机电一体化是以机械技术和电子技术为主题，多门技术学科相互渗透、相互结合的

产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。本设计中提到的微机数控机床是利用单板或单片微机对机床运动轨迹进行数控及对机床辅助功能动作进行程序控制的一种自动化机械加工设备。采用微机数控机床进行机械加工的最大优点是能够有效地提高中、小批零件的加工生产率，保证加工质量。此外，由于微型计算机具有价格低、体积小、性能可靠和使用灵活等特点，微机数控机床的一次性投资比全功能数控机床节省得多，且又便于一般工人掌握操作和维修。因此将专用机床设计成微机数控机床已成为机床设计的发展方向之一。本设计中用到的步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件，具有快速起动和停止的特点。其驱动速度和指令脉冲能严格同步，具有较高的重复定位精度，并能实现正反转和平滑速度调节。它的运行速度和步距不受电源电压波动及负载的影响，因而被广泛应用于数模转换、速度控制和位置控制系统。本设计完成了如下要求：（1）单片机控制系统电路原理图的设计（2）控制系统电路印制版的绘制（3）利用单片机编程实现两坐标系统的手动、自动和回位等运动（4）实现两坐标工作台极限移动的保护及显示、报警（5）设计交流电机的点动、正反转控制和星-三角形启动的电气控制原理图（6）电气控制电路有相应的保护电路（过载、过压、欠压等）（7）熟悉机电系统常用元器件（PLC、交流电机、直流电机、步进电机）此次“机电一体化课程设计”主要简单设计出数控机床系统，其实离实际真正工业用数控机床还有很大的距离。设计两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统和交流电机启停的电器控制系统，单元模块包括：单片机控制电路，键盘接口电路，键盘电路，显示电路，输入电路，控制电路，PC接口电路等。由于时间仓促和自己知识水平有限，在设计中难免会有些许瑕疵，恳请老师指正。

机电液综合设计与实验

本科课程设计（论文）题目机电液综合设计与实验学院机械工程学院年级 07 专业机械工程及自动化班级 0704072 学号 070407233 学生姓名张明磊指导教师张敬妹、管建峰、孟涛论文提交日期 2011年1月6日

目录一．设计目的、要求及任务 (2) 1.1设计的目的 (2) 1.2设计的要求 (2) 1.3设计任务 (3) 二．液压系统设计计算及元件选型 (4) 2.1.确定执行元件主要参数 (4) 2.2．选择液压基本回路 (6) 2.3．确定液压泵的规格及电动机功率 (8) 2.4．控制阀的选择 (9) 2.5．确定油管直径 (9) 2.6．确定油箱容积 (10) 三．液压缸的设计计算 (11) 四．实验安装及调试 (14) 五．心得体会 (15) 参考文献 (16)

机电液综合设计与实验机电液综合设计与实验是一项设计型、综合型、实践型的教学环节。它将课程设计与实验相结合，用于培养学生的综合动手能力，进一步加深对金属切削加工、液压传动、机械加工设备的继电器控制。一．设计目的、要求及任务 1.1设计的目的液压传动课程设计是本课程的一个综合实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以下目的： 1.巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力； 2.正确合理地确定执行机构，选用标准液压元件；能熟练地运用液压基本回路、组合成满足基本性能要求的液压系统； 3.熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD技术等方面的基本技能进行一次训练，以提高这些技能的水平。 1.2设计的要求 1.设计时必须从实际出发，综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可以用简单的回路实现系统的要求，就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样，在安全性、方便性要求较高的地方，应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件，不能单独考虑简单、经济；

卧式镗床(T68)-机电传动控制课程设计任务书

沈阳航空航天大学课程设计任务书机电工程学院机械设计制造及自动化专业班：学号：姓名：一、课程设计课题某型号卧式镗床的电气控制系统设计二、课程设计工作自至三、课程设计技术说明和控制要求 1、设备机械部分运动说明某型号卧式镗床主要有床身、前立柱、镗头架、工作台、后立柱和尾架等部分组成。其运动形式有三种：镗轴与花盘的旋转运动为主运动；进给运动包括镗轴的轴向进给、花盘上刀具的径向进给、镗头的垂直进给、工作台的纵向与横向进给；辅助运动为工作台的旋转、后立柱的水平移动、尾架的垂直移动及各部分的快速移动。 2、设备电气控制要求及技术参数 1）主运动与进给运动由同一台双速电动机M1拖动，各方向的快速运动由另一台电动机M2拖动 2）主轴旋转和进给都有较大的调速范围 3）要求M1能正反转，能正反向点动，并带有制动，各方向的进给都能快速移动，正反向都能短时点动 4）必要的保护环节、连锁环节、照明和信号电路 5）电动机的功率 M1：5.2KW M2：3KW

四、课程设计的主要内容 1、分析设备的电气控制要求，制定设计方案、绘制草图； 2、进行电路计算，选择元器件，并列出元器件目录表，绘制电气原理图（包括主电路和控制电路）； 3、通电调试、故障排除、任务验收，编写设计说明书五、课程设计时间安排六、主要参考资料 1、齐占庆. 机床控制技术. 北京: 机械工业出版社，1999 2、邓星中主编. 机电传动控制. 武汉：华中科技大学出版社，2001 3、齐占庆. 王振臣主编. 电器控制技术. 北京：机械工业出版社, 2002 4、陈远龄. 机床电气自动控制. 重庆：重庆大学出版社，1997 5、方承远.工厂电气控制技术. 北京: 机械工业出版社，2000 6、张万奎主编.机床电气控制技术.北京：中国林业出版社，北京大学出版社， 2006

机电传动课程设计周毅

目录 1.机械手与PLC介绍 (1) 1.1机械手的介绍 (1) 1.2 PLC的介绍 (2) 1.3 机械手设计任务书 (2) 2.电器控制部分设计 (4) 2.1系统的整体设计分析 (4) 2.2主电路设计 (4) 2.3操作面板设计 (5) 2.4 PLC选型 (6) 2.5 I/O地址分配 (8) 2.6 电器原件 (9) 3.机械手程序设计 (11) 3.1机械手电气控制系统流程图 (11) 3.2 梯形图程序设计 (11) 4.设计小结 (20) 【参考文献】 (21)

机械手电气控制系统设计班级：20121057班学号：2012129232 姓名：周毅指导老师：钟先友【摘要】机械手是工业控制和加工中经常用到的执行部件，具有能适应恶劣工作环境、效率高、安全稳定和可进行高强度工作的优点，在自动化生产线上有广泛的应用。机械手是能够模仿人体上肢的部分功能，可以对其进行自动控制使其按照预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。 PLC 设计的机械手采用电气可编程控制技术与液压技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠；电气方面有交流电机、热继电器、变压器、熔断器等器件组成。机械手的程序设计分为用户程序、调试程序、自动运行程序。用户程序主要实现对电机的启动以及调用子程序，调试程序可以实现单步执行动作，通过按钮可以调节机械手的每一个动作，自动运行程序，可以实现机械手的自动运行。【关键词】：机械手 PLC 电气控制 1.机械手与PLC介绍 1.1机械手的介绍工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统一的分类标准，在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。按用途分：机械手可分为专用机械手和通用机械手两种: 专用机械手，它是附属于主机的、具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。专用机械手具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点，适用于大附属，如自动机床、自动线的上、下料机械手和加工中心批量的自动化生产的自动换刀机械手。通用机械手，它是一种具有独立控制系统的、程序可变的、动作灵活多样的机械手。通过调整可在不同场合使用，驱动系统和性能范围内，其动作程序是可变的，控制系统是独立的。通用机械手的工作范围大、定位精度高、通用性强，适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。按控制方式分点位控制，它的运动为空间点到点之间的移动，只能控制运动过程中几个点的位置，不能

机电液课程设计

铣削机床机电液控制课程设计一、设计说明 1、设计目的铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、齿轮、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应运。本次设计要完成双面铣削机床的机电液控制系统设计，系统要求能够实现“定位—夹紧—快进—工进—快退—原位停止—松开卸荷”的工作循环。设计参数针对切削工况，夹紧缸及工作台输出力、速度可不考虑。 2、设计参数设计参数表滑块运动的综合摩擦力（包括液压缸摩擦、导向摩擦等）为公称力的10%。最大工作行程450mm，工进行程150mm，夹具行程自定。 ·3、设计内容 1.机械方面根据负载计算设计参数主缸压力。主缸直径。 2.液压方面 1）设计液压原理图、编制电机电磁铁动作表。 2）选择液压泵、电机、液压阀。 3．电气方面 1）PLC选型，设计PLC输入等控制回路。 2）编制PLC程序、包括手动、自动循环。 3）设计硬件电路。 4）编写设计说明书。 ·4、设计任务书 1．绘制液压泵原理图1张。 2．绘制PLC端子等控制回路图1张。 3．绘制PLC梯形图1张。 4．绘制硬件电路图1张。 5．编制5000字设计说明书1份。

·5、时间分配 1．机械方面一天。 2．绘制液压原理图、电机电磁铁动作表2天 3．选择液压缸、液压阀、电机2天。 4．选择PLC、绘制端子图1天。 5．编制PLC梯形图2天。 6．绘制硬件电路图1天。 7．答辩1天。二、液压系统的设计与计算 1、电磁铁动作顺序图 2、拟定液压系统原理图（一）设计液压系统方案由于该机床是固定式机械，且不存在外负载对系统作功的情况，并由图知，这台机床液压系统的功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小。根据表，该液压系统以采用节流调速和闭环循环为宜。现采用进油路节流调速回路。（二）选择基本回路由于不存在负载对系统作功的工况，也不存在负载制动过程，故不需要设置平衡及制动回路。但必须有快进、工进运动、换向、调压以及卸荷等回路。

机电一体化系统综合课程设计说明书

机电一体化系统课程设计 X-Y数控工作台设计说明书学校名称：湖北文理学院班级学号：2013279129 学生姓名：张亮班级：机电1321 2015年11月

一、总体方案设计 1.1 设计任务设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.01mm，定位精度为0.025mm。设计参数如下：负载重量G=150N；台面尺寸C×B×H＝145mm ×160mm×12mm；底座外形尺寸C1×B1×H1＝210mm×220mm×140mm；最大长度L=388mm；工作台加工范围X=55mm，Y=50mm；工作台最大快移速度为1m/min。 1.2 总体方案确定（1）系统的运动方式及伺服系统由于工件在移动的过程中没有进行切削，故应用点位控制系统。定位方式采用增量坐标控制。为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。（2）计算机系统本设计采用了及MCS-51系列兼容的AT89S51单片机控制系统。它的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，有较高的性价比。控制系统由微机部分、键盘、LED、I/O接口、光电偶合电路、步进电机、电磁铁功率放大器电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现。LED显示数控工作台的状态。

（3）X-Y工作台的传动方式为保证一定的传动精度和平稳性，又要求结构紧凑，所以选用丝杠螺母传动副。为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负荷的结构。由于工作台的运动载荷不大，因此采用有预加载荷的双V形滚珠导轨。采用滚珠导轨可减少两个相对运动面的动、静摩擦系数之差，从而提高运动平稳性，减小振动。考虑电机步距角和丝杆导程只能按标准选取，为达到分辨率的要求，需采用齿轮降速传动。图1-1 系统总体框图

机电传动控制课程设计

机电传动控制课程设计一、目录引言 2 设计说明相关内容（一）、课程设计题目 3 （二）、设计目的及要求 3 （三）、设计内容 4 一、控制方案设计 4 二、线路设计 4 三、控制电路的设计 6 四、元件的选取 6 五、柜体设计 8 六、结束语 11 七、参考文献 12

二、引言《机电传动控制》课程是机械制造及其自动化专业的一门必修专业基础课，它是机电一体化人才所需电知识结构的躯体。在学习《机电传动控制》这门课程的时候，我能够深刻的体会到其重要性。作为机械类专业本基础教材，本课程涵盖了经典控制理论的基本原理和基本知识，内容与机械类课程现代控制理论相衔接。本书所讲内容突出机电结合，电为机用。在保证基本内容的前提下，简化理论分析，加强反映了当前机电领域的新技术和新知识，加强实例的分析、设计，力求做到内容深入浅出、重点突出，以利于我们开拓思路、深化知识。《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业系列的教材之一，可以作为机械类专业及与之相近专业的同学们学习和研究。本课程不仅在于它是一门系统理论基础课程，是我们掌握控制论的基础知识，解决机械工程中的控制问题，更重要的是通过呵护唯物辩证法的方法论的建明阐述，使我们学会用控制理论观点，系统论方法，分析、处理机械工程中遇到的难题，启迪和发展我们的思维，培养我们分析问题和解决问题的能力。由于现代科学和计算机技术的迅速发展，控制理论应用于机械工程的重要性日益明显。将理论联系实际，展开设计的课程设计实践，可以激发我们对该课程的学习兴趣而且能够让我们初步掌握系统性能分析及系统设计的基本方法，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。由此可见，本次课程设计势在必行！

机电一体化系统设计课程设计范本

机电职业技术学院毕业设计设计课题___________________________ 系部___________________________ 专业___________________________ 班级___________________________ 姓名___________________________ 学号___________________________ 指导老师___________________________ 任务书发给日期______________________ 预定完成日期________________________

课程设计完成的技术文件 1.课题的目的和意义 (1) 2.课题任务的控制要求 (2) 3.PLC外部硬件连接图 (2) 4.输入输出点地址分配 (4) 5.梯形图程序 (5) 5.1符号表 (5) 5.2梯形图 (6) 6.指令语句表 (12) 7.模拟调试的过程和出现问题的分析 (16) 7.1系统调试及解决的问题 (16) 7.2结果分析 (16) 8.调试程序所用的试验设备 (17) 9.设计体会 (20) 10. 参考文献 (21)

自动售货机的模拟控制 1.课题的目的和意义 PLC的发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关，这些高新技术的发展推动了PLC的发展，而PLC 得发展又对这些高新技术提出了更高更新的要求，促进了他们的发展。本次设计就在于结合PLC的种种优点联系实际情况来弥补原有系统的不足，利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证了自动售货机能够长期稳定的运行。自动售货机能够充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。很多城市的公共场所里面都放置有自动售货机。出售的商品五花八门,从饮料、零食、香烟、糖果、方便面、照相机等。这种方便快捷的购物方式越来越受到人们的青睐,同时也是现代化城市配套设施的需求。传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核心,这样不仅会在输入输出接口上做大量的工作,而且系统的抗干扰性也比较差。可编程序控制器(PLC)是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的工业控制装置,它具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点,已在工业

机电液课程设计说明书终极版

机电液课程设计题目:设计一台加工气缸底面钻床的机电液控制系统班级学号:机械133班所在学院:机械工程学院姓名:毛俊豪李佳翱黄益聪陈仲恒文银寇广鹏指导教师:董华军结束日期: 2016年7月19日目录前言....................................................................... 1.设计内容与设计要求： ................................................ 2.设计方法与步骤 ...................................................... 第一章钻床机械系统的设计与计算........................................... 1.钻床整体分布图 ...................................................... 2.机械部分相关参数 .................................................... 3.同工况下液压缸载荷和速度的分布 ...................................... 第二章钻床液压系统的设计与计算...........................................

1.工作液压缸的计算和选择 .............................................. 2.夹紧缸的计算和选择 .................................................. 3.工况分析 ............................................................ 4.拟定液压原理图 ...................................................... 第三章钻床液压元件及液压装置的机构设计................................... 1.液压泵和电动机的选择 ................................................ 2.阀类元件的选择 ...................................................... 3.油管 ................................................................ 4.油箱的选择 .......................................................... 第四章钻床控制系统的设计与计算........................................... 1. 电磁阀磁铁动作表 ................................................... 2. 电磁阀磁铁运动过程 ................................................. 3. 控制系统 ........................................................... 总结....................................................................... 参考文献...................................................................

机械设计综合课程设计

前言机械设计课程设计是大三阶段一门非常重要的课程，旨在通过让学生设计齿轮减速器了解一般机械设计过程的概貌，是一门理论与工程并重的课程。本次课程设计能够让学生深刻了解到机械设计区别于其他学科的显著特征，主要包括以下几点： ⑴机械设计是一门强调标准的学科，在设计每一个零件时首先必须考虑是否需要遵循某些标准。 ⑵机械设计是注重实际的学科，设计过程不是孤立的，而必须考虑实际使用中的易用性、维护性、运输环境等各种条件，有经验的设计人员区别普通设计者的特点就在于此。 ⑶机械设计工作要求设计人员有很好的耐心和缜密的思维，在设计过程中综合考虑多方面因素，从而使设计产品各方面都符合使用需求。通过本次设计，我们能掌握到一个设计者最基本的技能，学会如何书写标准的设计说明书，了解产品设计的每一个步骤，对我们侧重电学领域的学生来说，学习机械设计过程增强了我们的综合素质，开拓了学科的视野，对我们可靠性专业的学生来说，学习机械设计让我们对更好得了解了产品情况，使我们能以整体的思维看待本专业的问题。

一、设计项目：带式运输机传动装置设计二、运动简图： 1)电动机 2)V带传动 3)减速器（斜齿） 4)联轴器 5)带式运输机三、运输机数据运输带工作拉力1200 F N = 运输带工作速度 1.7/ = V m s 运输带滚筒直径270 = D mm （附：运输带绕过滚筒的损失用效率计，效率η=0.97）四、工作条件 1)设计用于带式运输机的传动装置 2)连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带速允许误差为5% 3)使用年限为10年，小批量生产，两班制工作五、设计工作量 1)减速器装配图（0号图纸） 1 张 2)零件工作图（2号图纸） 2 张 3)设计说明书 1 份（本任务书须与设计说明书一起装订成册一并交上）

机电传动控制课程设计报告

机电传动控制课程设计报告 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

引言作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。可编程控制器的定义可编程控制器，简称PLC，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

1 PLC控制系统设计 PLC控制系统设计的基本原则任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则： 1.最大限度地满足被控对象的控制要求 2.C控制系统安全可靠 3. 力求简单、经济、使用及维修方便 4. 适应发展的需要 PLC机型选择随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和型号越来越多，功能日趋完善。从美国，日本、德国等国家引进的PLC产品及国内厂商组装或自行开发的PLC 产品已有几十个系列。上百种型号。其结构形式、性能、容量、指令系统，编程方法、价格等各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选择PLC产品，对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要作用。一般来说，各个厂家生产的产品在可靠性上都是过关的，机型的选择主要是指在功能上如何满足自己需要，而不浪费机器容量。PLC的选择主要包括机型选择，容量选择，输入输出模块选择、电源模块选择等几个方面。 1、可编程控制器控制系统I/O点数估算 I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的重要指标。根据被控对象的输入信号与输出信号的总点数，选择相应规模的可编程控制器并留有10%～15%的I/O 裕量。估算出被控对象上I/O点数后，就可选择点数相当的可编程控制器。如果是为了单机自动化或机电一体化产品，可选用小型机，如果控制系统较大，输入输出点数较多，被控制设备分散，就可选用大、中型可编程控制器。 2、内存估计用户程序所需内存容量要受到下面几个因素的影响：内存利用率；开关量输入输出点数；模拟量输入输出点数。（1）内存利用率用户编的程序通过编程器键入主机内，最后是以机器语言的形式存放在内存中，同样的程序，不同厂家的产品，在把程序变成机器语言存放时所需要的内存数不同，我们把一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的内存字数的比值称为内存利用率。高的利用率给用

机电系统设计课程设计

课程设计课程名称：机电系统设计课程设计学院：机械学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：李加华学号：0908030270 年级：机电094 任课教师：蔡家斌 2012年 12 月 30日

贵州大学本科课程设计诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的课程论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。课程论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名：日期：

贵州大学本科课程设计任务书学生信息学号0908030270 学院机械学院班级姓名李加华专业机械设计制造及其自动化机电094 教师信息姓名职称学历胡月明副教授硕士蔡家斌副教授硕士杨文杰副教授硕士杨绿讲师硕士任务书发出时间2011年12月25日论文（设计）题目数控技术课程设计论文（设计）起止时间2011年12月26日——2012年1月16日共需周数 3 主要内容: 1、结合设计任务的要求拟定总体机械和电气控制设计方案。 2、根据拟定的机械设计方案进行二坐标数控工作台的机械结构设计计算和元件的选用。 3、根据拟定的电气设计方案进行数控系统控制电路的框图设计及驱动控制电路的计算和元件选用。 4、根据指定要求进行有关软件的流程图设计。 5、对指定的软件程序进行编写。 6、进行机械结构的工程图和电气原理图的绘制。主要要求: 1、方案拟定正确。 2、设计计算根据来源可靠，计算数据准确无误。 3、元气件选用正确规范符合国家颁布标准。 4、机械结构图纸绘制视图完整、符合最新国家标准，图面整洁、质量高。 5、电气部份图纸要求符合国家标准，图面布局合理、整洁、质量高。 6、机械和电气部份图纸总量为 1.5 张“0”号图量，其中含机械装配图1～ 2张、电气控制原理框图及计算机I/O接口和驱动控制电路等电气原理

机电设备的课程设计DOC

机电设备管理课程设计说明书设计题目: 机电设备维修员岗位应聘报告姓名: 学号: 指导教师:

背景某机械制造企业为了适应市场需要，准备投资扩大再生产，迫切需要招聘机电设备规划及管理人员，根据机电设备综合管理要求，写一份应聘报告，阐述自己的管理理念，并详细制定一套管理方法及制度。一、现代机电设备综合管理理念 1.1 设备综合管理运用长远的，全面的，系统的观点为，采取一系列技术的，经济的，组织的措施，力求设备寿命周期费用最经济，综合效率最高，从而获得归佳经济效益。 1.2 设备管理的基本任务设备管理的基本任务是正确贯彻执行党和国家的方针政策；根据国家及各部委颁布的法规、制度，通过技术、经济和管理措施，对生产设备进行综合管理。 1.3设备管理的主要目的用技术上先进，经济上合理的装备，采取有效措施，保证设备高效率、长周期、安全、经济地运行，来保证企业获得最好的经济效益设备管理是企业管理的一个重要部分。 1.4 设备管理的主要内容设备物质运动形态和设备价值运动形态的管理。设备物质运动形态是指设备的选型、购置、安装、调试、验收、使用、维护、修理、更新、改造、直到报废；对企业的自制设备还包括设备的调研、设计、制造等全过程的管理 1.5 设备管理的意义设备管理是保证企业进行生产和再生产的物质基础，也是现代化生产的基础。它标志着国家现代化程度和科学技术水平。它对保证企业增加生产、确保产品质量、发展品种、产品更新换代和降低成本等，都具有十分重要的意义。

。 1.6 设备管理的具体任务 1 搞好企业设备的综合规划，对企业在用和需用设备进行调查研究，综合平衡，制定科学合理的设备购置、分配、调整、修理、改造、更新等综合性计划。 2 根据先进技术，经济合理原则，为企业提供（制造、购置、租赁等）最优的技术装备 3 制定和推行先进的设备管理和维修制度，以较低的费用保证设备处于最佳技术状态。提高设备完好率和设备利用率。 4 认真学习、研究。运用先进的监控、检测、维修手段和方法，灵活有效地采取各种维修方式和措施，搞好设备维修。 5 根据产品质量稳定提高，改造老产品，发展新产品和安全生产、节约能耗、改善环境保护等要求，有步骤地进行设备的改造和更新。 6 按照经济规律和设备管理规律的客观要求，组织设备管理工作。采取行政手段与经济手段相结合的方法，降低能源消耗费用和维修费用的支出，尽量降低设备周期的费用。 7 加强技术培训，造就一支素质较高的技术队伍随着化工企业向大型化、自动化和机电一体化等方面迅速发展。 8 搞好设备管理和维修方面的科学研究、经验总结和技术交流。 9 搞好备品配件的制造，为供应部门提供备品配件的外购、储备信息和计划。 10搞好设备管理要发动全体员工参与，形成从领导到群众，从设备管理部门到各有组织机构齐抓共管的局面。二、设备日常的管理 2.1 前期的管理 2.1.1管理的主要内容设计阶段的设备管理；设备的选型与购置；设备设计、制造阶段的设备管理。 2.1.2 设备选型时应考虑哪些因素 1 设备产生率与产品质量