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1、郑州大学现代远程教育机电一体化技术课程考核要求说明:本课程考核形式为提交作业,完成后请保存为WORD2003 版本格式的文档,登陆学习平台提交,并检查和确认提交成功(能够下载,并且内容无误即为提交成功)。一作业要求请任选一题,认真、独立完成。二作业内容题目一送料小车运行控制系统设计1. 设计目的:通过对送料小车运行的控制系统设计,使学生们掌握控制系统硬件设计及软件编程方法,具有灵活运用相关知识的能力;2. 设计内容及要求:下图为送料小车运行过程图。当小车处于后端,按下起动按钮,小车向前运行,压下前限位开关后,翻斗门打开;7s 后小车向后运行,到后端,即压下后限位开关后,打开小车底门,完成一次工
2、作循环。小车运行过程图设计要求:能够控制小车的远行,并具有以下几种方式:(1) 手动; (2)自动单周期,即小车住复运行一次后停在后端等待下次起动;(3)自动连续,即小车起动后自动往复运行;(4)单步运行,即每步动作都要起动; (5) 往复运行 2 次即小车往复运行 2 次后,回到后端停下,等待起动。3.设计成果:1)相关硬件电路图2)相关程序题目二机械手控制系统设计11. 设计目的: 通过对机械手的控制系统设计,使学生们掌握控制系统硬件设计及软件编程方法,具有灵活运用相关知识的能力;2. 设计内容及要求:要求根据机械手工作过程,设计出其控制系统3. 设计成果:1)相关硬件电路图2)相关程序题
3、目三数控加工中心刀具库的自动控制系统设计1. 设计目的: 通过对 数控加工中心刀具库自动控制 系统设计, 使学生们掌握控制系统硬件设计及软件编程方法,具有灵活运用相关知识的能力;2. 设计内容及要求:因原有的刀具库控制方式过于陈旧、功能过于单一且智能度不高,刀盘只能单向转动,效率较低并且指示灯设计不合理,对刀成功后没有正确与否的提示。针对原有功能的的不足提出自己的改进方法。 对位成功的进行指示灯闪烁提示,调取不是当前工位的刀时, 系统能根据调取刀号的大小自动选择最佳刀盘转动方向,以提高取刀效率。改进后的基本特征:1 )当机械手位置= 程序调取刀号位,换刀成功指示灯闪烁3 秒。2 )当机械手位置
4、 程序调取刀号位,刀具盘逆转,调刀指示灯亮 ,到位后 , 换刀成功指示灯闪烁 3 秒。3 )当机械手位置 程序调取刀号位,刀具盘顺转, 调刀指示灯亮 ,到位后 ,换刀成功指示灯闪烁 3 秒。机械手位置与调取刀号位之间的偏差是选择正反转的根据。3. 设计成果:1)相关硬件电路图2)相关程序题目四C6132 普通车床的数控改造设计1. 设计目的:通过 C6132 普通车床的数控改造,使学生们掌握普通机床改造的方法,具有灵活运用相关知识的能力;2. 设计内容及要求: C6132 型车床是一种加工效率高,操作性能好,社会拥有量大的普通车床。本设计任务是对 C6132 普通车床进行数控改造。利用微型计算
5、机对纵、横向进给系统进行开环控制纵向脉冲当量为0.01mm 脉冲横向脉冲当量为0.005mm 脉冲,驱动元件采用步进电机,传动系统采用滚珠丝杠副,刀架采用自动转位刀架。3.设计成果:21)电动机的选取2)相关硬件电路图3题目五双坐标十字滑台设计及控制1.设计目的:加深理解和掌握机电一体化、计算机接口技术、计算机控制技术、数控技术等课程的基本知识,提高学生综合运用所学知识能力2.设计内容及要求:工作台行程:工作台长度100mm;宽度 100mm;脉冲当量: 0.005 0.008mm/P其它参数如下表所列3. 设计成果:1 )相关计算2 )相关硬件电路图3 )相关程序题目六四工位组合机床PLC控
6、制系统设计1、设计目的:学生通过四工位组合机床课程设计, 对所学课程理论知识进行一次系统的回顾检查复习和提高 , 并运用所学理论, 受到从理论到实践应用的综合训练,培养学生独立运用所学理论解决具体问题的能力。2、设计内容及要求:四工位组合机床由四个工作滑台,各带一个加工动力头,组成四个加工工位。除了四个加工工位外, 还有夹具、 上下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四部分。工艺要求为由上料机械手自动上料,机床的四个加工动力头同时对一个零件进行加工,一次加工完成一个零件,通过下料机械手自动取走加工完的零件。要求具有全自动、半自动、 手动三种工作方式。3、设计成果:1)相关机械系统元
7、件选择2)相关硬件电路图45题目七X-Y 工作台机电一体化系统设计1、 设计目的: 通过 X-Y 工作台系统设计, 使学生们掌握相关机电一体化系统机械系统设计、传感检测系统、执行系统、控制系统的设计方法,具有灵活运用相关知识的能力;2、 设计内容及要求: 设计一套简易的微机控制X-Y 工作台,固定在Z4012 型 12mm台式钻床的2工作台上。 能批量加工最大面积为150 100mm的印刷电路板上许多孔,最大孔径可达6mm。3、设计成果:1)相关设计计算2)相关硬件电路图题目八x 向进给传动系统的滚珠丝杠1. 设计目的:传动系统是机电一体化机械系统很重要的一部份内容,滚珠丝杠是高精传动的常用器
8、件之一,通过学生对滚珠丝杠的设计,提高学生机械计算、查表和设计能力。2. 设计设计内容及要求:根据给定条件,计算出所需滚珠丝杠的精度、载荷、所需直径等参数,结合相关手册,完成 x 向进给传动系统的滚珠丝杠,并完成相关校核。工作台相关参数工作台重量m2 (kg)夹具和工件重量m1 (kg)最大工作行程L x (mm)最高速度 Vmax (m/min)加速时间t 1 (s)减速时间t 3 (s)寿命 L h (h)设电机惯量矩Jm (kgm2)3. 设计成果:1)相关设计计算2)滚珠丝杠设计图1 份220交流伺服电机额定转速n j (min-1)350 减速比 I600 支承面摩擦系数 20失动量
9、 s (mm)0.15全行程定位精度g (mm)0.15重复定位精度(mm)20000丝杠螺母副等摩擦力 (N)1 10-3200010.0030.01 0.008 0.00515题目九x 向直线导轨设计1. 设计目的:支撑导向是机电一体化机械系统关键性部件之一,直线导轨是高精加工设备常用导向支撑器件之一, 通过学生对直线导轨的设计, 提高学生机械计算、 查表和设计能力。2. 设计设计内容及要求:根据给定条件,计算出所需直线导轨的精度、载荷等参数,结合相关手册,完成 x 向支撑导向系统的直线导轨,并完成相关校核。导轨工作条件参数工件质量 m1 (kg)200匀速行程 s2 ( mm )夹具和工
10、作台质量 m2 (kg)220减速行程 s3 ( mm )进给速度 V ( m/s)0.17导轨行程 l s ( mm )加速时间 t1 (s)0.15X 向切削力 F1 ( N)匀速时间 t2 (s)3.38Y 向切削力 F3 ( N)减速时间 t3 (s)0.15Z 向切削力 F2 ( N)加减速度1 、 3 ( m/s2)10重力加速度 g ( m/s2)加行程 s1( mm )12.557512.56008008002009.83. 设计成果:1)相关设计计算过程2)直线导轨设计图1 份题目十电子钟设计及控制1. 设计目的:掌握 MCS 51 定时 / 计数器、中断系统初始化的编程方法,以及中断服务子程序、总体程序设计及其调试方法。2.设计内容及要求:利用RAM/IO 扩展 8155 联接键盘、显示器,利用定时器T0 的模式 1定时中断,控制电子钟走时,同时显示时、分、秒。3.设计成果:1)相关硬件电路图2)相关程序6