机电一体化系统设计课程设计指导书 教学课件 作者 尹志强 王玉林 第一章 绪论.pptVIP

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）控制系统设计 4~5天 4）软件设计 1~2天 5）编写设计说明书 2~3天 6）整理资料及答辩 1天 第四节 课程设计的成绩评定 学生按照任务书要求，在规定时间完成设计任务后，应通过教研室组织的小组答辩。答辩小组一般由2～3位教师组成。课程设计的最终成绩，应根据学生平时设计工作状况、图纸完成情况、设计说明书撰写质量，以及答辩时回答问题情况，进行综合评定，按“优、良、中、及格、不及格”五级记分。