机电一体化系统设计课程设计范本
机电一体化系统设计说明书
机电⼀体化系统设计说明书课程设计说明书课程设计名称：机电⼀体化系统设计专业班级：机械电⼦⼯程XXX 学⽣姓名： X X X 学号： 09143413 指导⽼师： XXX机电⼀体化系统设计摘要：本次系统设计是完成典型机电⼀体化装置，该装置有车体和电路两个模块，车体有三个轮⼦，车体宽度可调，⽤齿轮齿条传动⽅式来实现左右轮距的调节范围为200mm到250mm。
该⼩车能够以光控⽅式启动，从起点出发，并沿“L”形路线运⾏，最终停靠在指定的终点位置。
将⼩车整体车形设计成“凸”形，⽤直流继电器输出稳定电压来控制⼩车驱动电机转动，⽤时控复位开关来控制由555定时器够成的单稳态电路，输出⼀个1S低电平脉冲波来实现⼩车转弯。
转弯后⽤另⼀个时控复位开关，响应时间继电器（E模式），来实现⼩车车轮距从200mm变到250mm，从⽽完成设计任务。
关键词：齿轮齿条、车轮轴、光控、555定时器、直流继电器、时间继电器Abstract:The system design is complete typical electromechanical device, this device has a body and two module circuit, the hull has three wheels, car body width can be adjusted, with gear rack drive ways around the adjustment range between 200 mm to 250 mm. The car to start, from control way start, and the "L" type line operation, at the end of the final designated location. Will the car whole car shape design into "convex" form, with ordinary relay stable output voltage to control the car drive motor rotation and use control switch to control by 555 reset timers enough of a single state circuit, output a 1 S low level pulse wave to realize the turning of the car. After turning with another possession in reset switch, response time relay (E mode), to realize the car wheels from 200 mm changed from 250 to mm, thus completing design task.Keyword:Super-modulus gear, electric, car wheel, 555 timer, Dc relay, time relay⼀、课程设计的⽬的要求和简介设计⽬的：通过典型机电⼀体化装置的设计，进⼀步加深对机械电⼦专业知识和理论知识学习的认识和理解，使⾃⼰的设计⽔平和对所学知识的应⽤能⼒以及分析问题、解决问题的能⼒得到全⾯提⾼。
机电一体化系统设计第二版课程设计
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。
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。
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10000mm 12 自动分拣系统– 13 切割系统进口激光数控切割机 14 堆垛系统最大承载1000kg 1控制系统清单序号设备名称规格型号数量1 PLC控制器– 12 人机界面设备– 13 传感器–104 执行器–105 控制柜– 1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。
大二机电一体化课程设计
大二机电一体化课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在通过学习，使学生掌握机电一体化的基本概念、原理和应用，提高学生的理论水平和实践能力。
具体包括以下三个方面：1.知识目标：学生能够理解机电一体化的基本原理，掌握常用的机电一体化设备和系统的组成、工作原理和应用场合。
2.技能目标：学生能够运用所学知识分析和解决实际问题，具备一定的机电一体化设备安装、调试和维护能力。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识机电一体化技术在现代工业中的重要地位，培养对机电一体化技术的兴趣和热情，提高学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容教学内容主要包括机电一体化的基本概念、原理和应用，以及常用的机电一体化设备和系统的组成、工作原理和应用场合。
具体包括以下几个方面：1.机电一体化的基本概念和原理：包括机电一体化的定义、发展历程、基本原理和分类。
2.机电一体化设备的组成和应用：包括传感器、执行器、控制器等基本组成部分，以及它们在实际应用中的作用和配合。
3.机电一体化系统的设计和分析方法：包括系统的设计原则、设计步骤和分析方法。
4.常用的机电一体化设备和系统：包括数控机床、机器人、PLC控制系统等设备的组成、工作原理和应用场合。
三、教学方法为了提高教学效果，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体包括以下几种：1.讲授法：通过讲解基本概念、原理和应用，使学生掌握机电一体化的基本知识。
2.案例分析法：通过分析具体的机电一体化设备和系统案例，使学生了解实际应用中的机电一体化技术。
3.实验法：通过实验操作，使学生掌握机电一体化设备的安装、调试和维护方法。
4.讨论法：通过分组讨论，激发学生的思考，培养学生的创新意识和团队合作精神。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《机电一体化技术》等。
2.参考书：提供相关的参考书籍，以便学生拓展知识面。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，以丰富教学手段，提高学生的学习兴趣。
机电一体化系统设计课程设计【范本模板】
机电一体化系统设计课程设计说明书（小幅面平板式二维绘图仪画笔驱动系统）目录目录................................................................................................................... - 2 - 中文摘要................................................................................................................... - 4 -一、课程设计的目的............................................................................................... - 5 -二、设计任务........................................................................................................... - 5 -三、总体方案的确定............................................................................................... - 5 -四、机械传动部件的设计与选型........................................................................... - 6 -1．滚珠丝杆副的选型与计算........................................................................... - 6 - 2．电机的选型与计算....................................................................................... - 8 -3、轴承的选择与验算..................................................................................... - 11 -4．联轴器的选用............................................................................................. - 12 - 5．滚动直线导轨选择,计算和验算................................................................ - 12 - 6．密封和润滑................................................................................................. - 13 -五、机械控制系统原理及电路设计..................................................................... - 13 -1、设计要求..................................................................................................... - 13 -2、方案分析..................................................................................................... - 13 -3、单片机系统与步进电动机驱动器之间的接口方法................................. - 14 -4、步进电动机驱动电源的选用..................................................................... - 15 -六、设计结论......................................................................................................... - 18 -七、个人总结......................................................................................................... - 21 -八、参考文献......................................................................................................... - 22 -中文摘要模块化的小幅面平板式单坐标画笔驱动系统，通常由导轨座、移动滑块、工作平台、滚珠丝杠副，以及伺服电动机等部件组成。
机电一体化系统设计课程设计
机电一体化系统设计课程设计一、课程概述1.1课程背景1.2课程目标1.3课程内容1.4教学方法1.5考核方式二、课程背景2.1机电一体化系统概述2.2机电一体化系统在工业生产中的应用2.3机电一体化系统在日常生活中的应用2.4机电一体化系统的发展趋势三、课程目标3.1了解机电一体化系统的基本概念和原理3.2掌握机电一体化系统的设计方法3.3能够应用机电一体化系统解决实际问题3.4培养学生的团队合作能力和创新能力四、课程内容4.1机电一体化系统的基本概念和原理4.1.1机电一体化系统的定义4.1.2机电一体化系统的组成4.1.3机电一体化系统的工作原理4.2机电一体化系统的设计方法4.2.1机电一体化系统的需求分析4.2.2机电一体化系统的结构设计4.2.3机电一体化系统的控制设计4.2.4机电一体化系统的传感器和执行机构设计4.3机电一体化系统的应用案例分析4.3.1工业生产中的机电一体化系统应用4.3.2日常生活中的机电一体化系统应用4.4机电一体化系统的实验设计4.4.1机电一体化系统实验的设计原则4.4.2机电一体化系统实验的搭建方法4.4.3机电一体化系统实验的数据分析五、教学方法5.1理论教学5.1.1讲授5.1.2讨论5.1.3案例分析5.2实践教学5.2.1实验教学5.2.2项目设计5.3网络教学5.3.1在线课程5.3.2远程协作六、考核方式6.1平时表现6.2实验报告6.3课堂讨论6.4期末考试6.5项目设计成果七、机电一体化系统设计课程的意义与发展7.1对于学生的意义7.1.1增强对机电一体化系统的理解7.1.2培养创新能力和团队合作能力7.1.3提升就业竞争力7.2对于专业发展的意义7.2.1推动机电一体化系统相关课程的设置7.2.2加强学校与企业的合作7.2.3增强学校在机电领域的影响力7.3机电一体化系统设计课程的未来发展7.3.1结合人工智能和大数据技术7.3.2强化实践教学和创新创业教育八、结语8.1总结课程设计的重点8.2展望机电一体化系统设计课程的未来发展以上就是机电一体化系统设计课程设计的内容，通过对课程背景、目标、内容、教学方法和考核方式的详细规划，可以有效地帮助学生掌握机电一体化系统的基本概念和设计方法，培养学生的实践能力和团队合作能力，提升学校在机电领域的影响力，推动机电一体化系统设计课程的发展。
机电一体化系统设计第四版课程设计
机电一体化系统设计第四版课程设计1. 课程设计背景及目的机电一体化系统是现代制造业中常用的一种技术。
它将机械、电气、电子、传感器等多个领域的技术融合在一起，实现了自动化、智能化、高效率、高精度的生产流程。
在工业生产中具有广泛的应用前景。
本课程设计旨在通过设计机电一体化系统，让学生深入了解机电一体化技术，掌握机电系统的设计原理与方法，培养学生的机电一体化系统设计能力和实践能力。
2. 设计要求2.1 设计目标设计一个具有自动化、智能化、高效率、高精度的机电一体化系统，要求满足以下功能：•具有自动化控制系统，能够自动完成生产流程；•具有各种传感器、执行器等控制设备，能够实时获取生产状态信息并进行控制；•具有高精度的精确控制能力，能够保证生产质量和效率。
2.2 设计内容•机械设计：设计一个包含多个部件的机械系统，实现物料转移、加工、成品分离等操作。
根据机械系统的功能需求，设计适当的运动轨迹、速度、力学参数等。
•电气设计：设计配备各种传感器、执行器等设备的电气控制系统，实现对机械系统运动、物料流动等各方面的控制。
电气设计需要综合考虑各种因素，如噪声、电磁兼容性、安全可靠性等。
•控制系统设计：设计机械控制系统和电气控制系统的集成控制器，实现对整个机电系统的自动化控制。
控制系统需要具有高精度、高响应、高鲁棒性等特点，能够保证生产过程的稳定性和效率。
2.3 设计要求•机械系统应具有适当的小型化性质，易于搬运和维护；•电气系统应具有良好的隔离性，保证安全和避免电磁干扰；•控制系统应具有高可靠性，能够保证生产过程的稳定性和效率。
3. 设计步骤3.1 设计方案确定根据设计要求，确定机械系统、电气系统和控制系统的整体方案，包括机械系统的结构布局、传动链设计、电气系统的元件选型、电路设计和控制系统的算法设计等。
3.2 细节设计在确定了整体方案后，对各个系统进行细节设计，包括机械系统的部件设计、电气系统的布线设计、控制系统的编程等。
(机电一体化课程设计)
目录摘要--------------------------------------------------------------------------1一、设计目的--------------------------------------------------------------------2二、设计要求--------------------------------------------------------------------2三、机械部分改装设计计算--------------------------------------------------21、初步确定工作台的尺寸及其重量---------------------------------32、传动系统设计---------------------------------------------------------33、滚珠丝杠的设计计算及选择---------------------------------------44、滚动导轨的计算与选择---------------------------------------------75、步进电动机的计算与选型------------------------------------------106、联轴器的选择---------------------------------------------------------147、轴承座的选择----------------------------------------------------------15四、总结---------------------------------------------------------------------------17五、参考文献---------------------------------------------------------------------18钻床改装用数控XY 工作台设计摘要X-Y 数控工作台改装设计是一个开环控制系统，其结构简单。
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书模版
PLC采用类似硬物理电路控制方式﹐只不过將控制部分集成﹐输入sensor和输出 控制通过专用接口进行。內部程序流程图反应到纸张上即为標准化的硬物理控制电路。
3.4
4
4.1
传感器的红外发射二极管不断发射红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时，光敏三极管一直处于关断状态，此时PLC模块的输出端为高电平；被检测物体出现在检测范围内时，红外线被反射回来且强度足够大，光敏三极管饱和，此时PLC模块的输出端为低电平，如同轻触开关被按下。
1.2
（1）按下启动按钮后，接通上输送带电动机（进料电动机）M3，上输送带运转，开始向斗秤进料。当斗秤中的原料达到设定重量，料位传感器S3动作， M3停止运行，停止进料，同时接通下输送带电动机（进料达到）M4（出料电动机）和开闸电动机M1，使下输送带运转，斗秤闸门打开，将料输出至下传送带。当闸门完全打开，闸门上限位传感器S1动作，切断M1，M1停止运行。
2.控制系统设计（20分），得分：
3.控制程序设计（20分），得分：
4.说明书格式（10分），得分：
小组得分：
小组成员得分：
1学号姓名得分
2学号姓名得分
3学号姓名得分
4学号姓名得分
课程设计成绩评定表
成果
形式
设计说明书
参考
文献
(1)刘跃华、吴德强.《PLC 课程设计指导书》，电子科技大学中山院
指导
教师
2013年 11月 18日
1
1.1
（1）培养学生综合运用所学知识进行分析和解决实际问题的能力；
（2）使学生受到PLC控制系统开发的综合训练，达到能够进行PLC控制系统设计和实施的目的；
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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
控制领域得到广泛地应用。
因为自动售货机作为社会上完成商品零售和综合服务的独立设施,要求它的结构必须可靠、稳定和执行效率高。
本文就详细地介绍一种用PLC实现的自动售货机控制系统的硬件设计和软件设计。
2.课题任务的控制要求
一台自动售货机用于出售汽水和咖啡，汽水12元一杯，咖啡15元一杯，顾客可以投入1元，5元，10元三种硬币，当投入的硬币大于或等于12元时，汽水灯亮。
当投入的硬币大于或等于15元时，咖啡灯亮，按下汽水按钮，自动出汽水一杯，并找出多余零钱，按下咖啡按钮，自动出咖啡一杯，并找出多余零钱。
3.PLC外部硬件连接图
本系统是一个小型集中控制系统，PLC选型主要取决于控制系统输入、输出开关信号的数量、用户程序的长短及相关的功能。
根据控制要求，I/O点数在48个左右，选择性能价格比较高的西门子S7-200PLC，其中其输入点为24点，输出点为24点，该PLC为继电器输出型。
了解各个控制对象的驱动要求，分析对象的控制要求，完成PLC硬件结构配置。
本设计中，退币按钮、各种饮料按钮和饮料出口（驱动电磁阀）等均为开关量。
根据上述要求，因条件所限输出均用指示灯代替，由此绘制出PLC控制电路接线图，如图3-1所示：
图3-1 外部硬件接线图
电气硬件清单
表3-1电气硬件清单
4.输入输出点地址分配
输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。
PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理的结果送给被控对象，以实现控制目的。
本次自动售货机I/O点的分配表如表4-1所示。
表4-1 输入输出地址分配
5.梯形图程序5.1符号表
5.2梯形图
6.指令语句表.
7.模拟调试的过程和出现问题的分析
7.1系统调试及解决的问题
先在PLC试验台上连接好本试验中要用到的输入/输出接口，然后连接计算机与PLC 设备之间的通讯线，连接好之后各自都接通电源。
接着在计算机中打开STEP 7—Micro/WIN V4.0编程软件，输入该自动售货机的相关梯形图，然后进行保存、综合、编译、调试、修改等过程确定无误后，下载至PLC中，最后进行硬件调试，在PLC的操作台上进行，一边调试一边观察试验台，看是否可以按我们事先预计的效果运行。
此次自动售货机的联机调试中，出现了三个主要问题是：
（1）投币逻辑失控的问题：调试中发现，正在进行假币处理时，如再投入真币将会出现计算显示投币值的现象，造成投币逻辑失控。
（2）对应液指示灯控制的时候，指示灯闪烁的时间不好控制。
（3）数码管显示不亮的问题。
在调试中对以上出现的问题的解决如下：
（1）投币逻辑失控的问题的解决：在各币值处理的网络中分别串联一个假币取反信号进行封锁，则投币逻辑正常。
（2）针对对应液体指示灯闪烁时间不好控制，我在程序中加了特殊继电器SM0.5，通过SM0.5产生的周期性的脉冲信号来控制，从而达到所要求的闪烁控制时间。
（3）对于数码管显示不亮，主要原因是因为实验台上的LED数码管为共阴极接法，显示时要求公共端应接低电位。
将各位译码公共端输出线圈的控制信号由逻辑取指令改为取反指令后，数码管则按要求显示。
7.2结果分析
由于本设计为课程设计, 因此要求上没有现实中的自动售货机功能强大, 没有过多的商品选择和各种报警系统。
本自动售货机的自动控制系统主要包括: 投币计数系统、比较系统、选择系统、饮料供应系统和退币系统。
（1）从投币口送入货币，然后经过传感器采集数据、识别器判别人民币的真伪并判别面值。
（2）识别器把信息数据传给通信模块。
（3）通信模块与售货机的主控系统通信，主控系统显示面值，启动售货机的面板键，显示出哪个货道有货，哪个货道已售完，并等待顾客按键选择商品。
（4）顾客选择商品后，根据售出的商品包装类型的不同，采用不同的驱动技术把商品送出。
此次设计的售货机主要出售易拉罐装饮料，是利用电磁阀带动翻版驱动的。
（5）显示余额，如果金额足够多，顾客可以选择找币或继续买商品；如果款额不足，售货机经过延时予以退币。
退币分两种情况：一种是由纸币识别器完成退纸币，另一种是由硬币的通信模块完成退硬币。
（6）系统复零，完成售货。
8.调试程序所用的试验设备
调试程序所用的试验设备：西门子S7-200PLC 天煌教仪电脑一台导线若干V4.0 STEP 7 MicroWIN SP3 编程软件
9.设计体会
经过此次课程设计，我学到了很多新的知识，学到了很多书本上没有的东西，对所学的专业知识，有了更进一步的加深和巩固。
在进行课程设计前，通过对题目的分析，借阅了相关的资料，做好设计准备。
在课程设计过程中，遇到了很多专业上的问题，在老师的帮助下，得以解决。
由于缺乏阅历与实际经验，本次设计还存在许多不足的地方。
但是我仍对这方面很感兴趣，相信本次设计会对我的今后生活或工作中会有很大的帮助。
以后我会不断学习，不断地充实自己的。
总结这次的毕业设计，它对我来说是对大学三年的学习成果的总结和考核，通过对本课题的设计，使自己学会调研和查阅文献资料，达到对所学知识的综合运用。
提高了分析问题的能力，解决问题和独立工作的能力，为将来的工作打下良好的基础。
针对老师提出的问题进行了调整和补充，完成了自动售货机系统设计，并画出自动售货机的外部接线图要保持上进的头脑，不断的接受新的事物和新的知识，挑战新的问题。
这次的课程设计让我们有实际动手设计的经验，课本上学的是些理论的知识，此次实验培养了我们的动手能力
10.参考文献
[1]相宾.可编程控制器技术与应用系统设计.机械工业，2002，7
[2]钟肇新.建东.可编程控制器原理及应用.华南理工大学，2003
[3]PLC电气控制与组态设计.吴中俊编著.-：科学，2003
[4]现代电气控制及PLC应用技术.：航空航天大学，2000
[5] 齐从谦.PLC技术及应用主编[M].：机械工业，2002
[6] 王兆明.电气控制与PLC技术[M].：清华大学，2005
[7] 胡学林.可编程控制器原理及应用[M].：电子工业，2007.01
[8] 俞志根.传感器与检测技术[M].：科学，2007
[9]PLC电气控制与组态设计.吴中俊编著.-：科学，2003。