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 WORD 2003 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
2、，完成一次工作循环。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1. 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
3、序题目三 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 程序
4、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。利用微型计算机对纵、横向
5、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：1）电动机的选取2）相关硬件电路图题目五 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：0.0050.008mm/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 控制系统设计1、
6、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）相关机械系统元件选择2）相关硬件电路图题目
7、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 台式钻床的工作台上。能批量加工最大面积为 150100mm2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件之一，通过学生对滚珠丝杠的设
8、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 (kg)2m220 交流伺服电机额定转速 (min-1)jn2000夹具和工件重量 (kg)1350 减速比 I 1最大工作行程 (mm)xL600 支承面摩擦系数 0.003最高速度 (m/min)maV20 失动量 (mm)s0.01加速时间 (s)1t0.15 全行程定位精度 (mm)g0.008减速时间 (s)30.15 重复定位精度 （mm）0.005寿命 (h)hL2
9、0000 丝杠螺母副等摩擦力(N) 15设电机惯量矩 (kg m2)mJ10-33. 设计成果：1）相关设计计算2）滚珠丝杠设计图 1 份题目九 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 (kg)1m200 匀速行程 (mm)2s575夹具和工作台质量 (kg)2220 减速行程 (mm)
10、3 12.5进给速度 (m/s)V0.17 导轨行程 (mm)sl 600加速时间 (s)1t 0.15 X 向切削力 (N)1F800匀速时间 (s)2 3.38 Y 向切削力 (N)3 800减速时间 (s)3t 0.15 Z 向切削力 (N)2 200加减速度 、 (m/s2)13 10 重力加速度 ( m/s2)g9.8加行程 (mm)s 12.53. 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 MCS51 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
