02-《机电系统设计方向专业课程设计》任务书08机械电子工程 (1).doc

20112012学年第1学期课程设计任务书设计名称机电系统设计方向专业课程设计班级08机械电子工程地点CAD1/CAD2一、课程设计目的机电系统设计方向专业课程设计是机械电子工程专业的学生在完成机电系统设计等专业课程的学习之后，进行综合性设计训练的实践性教学环节。目的是在老师的指导下，使学生通过课程设计，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，通过调研，设计一个机电控制方面的系统，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。具体为以下几个方面：1. 能够正确运用机电系统设计等课程的基本理论和相关知识，掌握机电系统（产品）的功能构成、特点和设计思想、设计方法，了解设计方案的拟定、比较、分析和计算，培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生具有机电系统设计的初步能力。2. 通过机械部分设计，掌握机电一体化系统典型机械零部件和执行元件的设计计算、选型和结构设计方法和步骤。3. 通过控制系统方案设计，掌握机电系统控制系统的硬件组成、工作原理，和软件编程思想。4. 通过检索查阅运用有关手册、标准及参考资料，培养起学生检索查阅资料、使用资料的方法和能力。5. 通过回顾查阅课程理论知识、运用所学的基础课,专业技术课和专业课知识，培养学生根据实际问题正确设计总体方案, 分析具体问题、进行工程设计的能力。二、课程设计内容（一）课程设计题目一：X-Y工作台机电系统设计。共设3个参数组，每个参数组6名学生进行设计。允许学生自己拟定题目和实施要点，经指导老师同意后实施。1. 第1组参数定位精度：0.01mm，滚珠丝杠及导轨使用寿命：T=22000h，中等冲击，工作台的有效行程为Lx=450mm，Ly=450mm，快速进给速度vxmax=1800mm/min，vymax=1800mm/min，工作载荷Fz=2200N。2. 第2组参数定位精度：0.01mm，滚珠丝杠及导轨使用寿命：T=20000h，中等冲击，工作台的有效行程为Lx=500mm，Ly=500mm，快速进给速度vxmax=2000mm/min，vymax=2000mm/min，工作载荷Fz=2500N。3. 第3组参数定位精度：0.01mm，滚珠丝杠及导轨使用寿命：T=18000h，中等冲击，工作台的有效行程为Lx=400mm，Ly=400mm，快速进给速度vxmax=1500mm/min，vymax=1500mm/min，工作载荷Fz=1800N。（二）课程设计题目二：柔性制造系统机电系统设计。共设5个设计小组，分别完成以下子设计题目：（1）六自由度串联机器人机电系统设计；（2）立体仓库机电系统设计；（3）码垛机机电系统设计；（4）旋转控制台机电系统设计；（5）柔性制造系统传输系统机电系统设计。第一小组主要设计内容：柔性制造系统简介，介绍系统整体功能、系统组成、功能单元组成、总控平台与各分站功能单元、系统接口定义等；六自由度串联机器人简介，介绍机器人发展、六自由度串联机器人总体结构与功能分析等；六自由度串联机器人结构设计，包括机器人本体总体设计、本体运动学分析、平衡缸设计优化、动力学分析、电机与减速机选型、关键零件结构校核、关节柔性分析等；六自由度串联机器人气动控制部分设计，包括气动技术、气压传动特点、气动系统组成、气动控制部分设计过程与分析、气动控制回路原理图等；六自由度串联机器人软件控制部分设计；其他设计内容，如系统保养与维护，系统改进等。第二小组主要设计内容：柔性制造系统简介，介绍系统整体功能、系统组成、功能单元组成、总控平台与各分站功能单元、系统接口定义等；立体仓库简介，介绍立体仓库发展、立体仓库总体结构与功能分析等；立体仓库结构设计，包括立体仓库结构分析、仓库搭建、托盘设计、关键构件结构校核等；立体仓库出入库平移台设计，包括平移台结构设计、导轨设计、平移台驱动方式与执行部件选择等；立体仓库各仓位传感器设计；立体仓库与码垛机的配合工作，包括码垛机起升机构、传送结构、载货台设计以及码垛机控制介绍；立体仓库与码垛机的PLC控制系统设计，包括接口分析，PLC选型，控制流程图，程序设计等；其他设计内容，如系统保养与维护，系统改进等。第三小组主要设计内容：柔性制造系统简介，介绍系统整体功能、系统组成、功能单元组成、总控平台与各分站功能单元、系统接口定义等；码垛机简介，介绍码垛机发展、码垛机总体结构与功能分析等；码垛机结构设计，包括码垛机起升机构、传送结构、载货台设计、关键构件结构校核等；出入库平移台设计，包括平移台结构设计、导轨设计、平移台驱动方式与执行部件选择等；码垛机与立体仓库的配合工作，包括立体仓库简要结构设计与分析、导轨设计等；码垛机电气控制部分设计，包括控制方式，执行部件选取与运动学分析、电气原理图等；立体仓库与码垛机的PLC控制系统设计，包括接口分析，PLC选型，控制流程图，程序设计等；其他设计内容，如系统保养与维护，系统改进等。第四小组主要设计内容：柔性制造系统简介，介绍系统整体功能、系统组成、功能单元组成、总控平台与各分站功能单元、系统接口定义等；旋转控制台简介，介绍旋转控制台总体结构与功能分析等；旋转控制台结构设计，包括旋转控制台本体设计、传送机构、检测传感部分设计、关键构件结构校核等；旋转控制台电气控制设计，包括传送机构驱动方式、执行部件选择、关键构件结构校核、电气控制图等；旋转控制台PLC控制，包括接口分析，PLC选型，控制流程图，程序设计等；其他设计内容，如系统保养与维护，系统改进等。第五小组主要设计内容：柔性制造系统简介，介绍系统整体功能、系统组成、功能单元组成、总控平台与各分站功能单元、系统接口定义等；传输系统简介，介绍传输系统总体结构与功能分析等；传输系统结构设计，完成柔性制造系统各分站传输任务分析、接口分析、各分站传送方式选择、各传输带结构设计与校核；传输带电气控制设计，完成各传输带驱动方式、执行部件选择、电气控制图等；传输系统PLC控制，包括接口分析，PLC选型，控制流程图，程序设计等；其他设计内容，如系统保养与维护，系统改进等。根据各子题目设计内容不同，每个设计小组67名学生进行设计。允许学生自己拟定题目和实施要点，经指导老师同意后实施。由组长细分小组成员需承担的任务。三、进度安排1. 熟悉任务，查阅资料； 1天2. 确定方案； 2天3. 详细设计（机械部分选型及设计计算、控制部分硬件原理图及软件流程图）；5天4. 整理设计说明书，答辩。 2天四、基本要求1. 课程设计应在教师的指导下由学生独立完成，严格地要求自己，不允许相互抄袭；2. 认真阅读课程设计任务书，明确题目及具体要求；3. 认真查阅题目涉及内容的相关文献资料、手册、标准；4. 大胆创新，确定合理、可行的总体设计方案；5. 机械部分和驱动部分设计思路清晰，计算结果正确，选型合理；6. 控制系统方案可行，