机电一体化技术课程实验指导 周建平祁文军姜宏方建疆阿曼主编 新疆大学机械工程学院 2008年11月
机电一体化技术课程实验指导 周建平 祁文军 姜宏 方建疆 阿曼主编 新疆大学机械工程学院 2008 年 11 月
目录 目录 2 实验一数控车床自动回转刀架机电系统结构分析设计 3 实验二微机数控XY工作台机电系统综合实验 .6 实验三微机数控车床机电系统综合实验. 12 实验四步进电动机半闭环控制系统分析实验 16
2 目 录 目 录.2 实验一 数控车床自动回转刀架机电系统结构分析设计.3 实验二 微机数控 X-Y 工作台机电系统综合实验.6 实验三 微机数控车床机电系统综合实验.12 实验四 步进电动机半闭环控制系统分析实验.16
实验一数控车床自动回转刀架机电系统结构分析设计 一、实验目的 数控车床自动回转刀架是一个典型的机电一体化部件。学生通过自己动手 装拆自动回转刀架，了解几种典型的机械结构，并且学习电气控制原理；在此基 础上，学习机械和电气的接口设计方法，相互间的匹配方式，初步建立起机电 体化系统设计的概念。 二、实验的主要内容 1,认识了解自动回转刀架的各个零部件机械结构和工作原理，掌握机械系 统的换刀工作原理： 2.学习了解刀架电气控制原理图，掌握有关电子元器件知识。 三、实验设备和工具 1.FUT-1机电一体化实验教学平台： 2.常州市新月电机厂LD4自动回转刀架，发信式电动刀架控制箱。 四、实验原理 要求学生实验前预习下述内容： 1.数控机床教材中有关自动回转刀架的内容： 2.霍尔开关的工作原理和引脚定义，555集成芯片及其工作原理； 3.自己查找资料，了解端面齿轮的工作原理和参数。 五、实验方法和步骤 1,逐一拆卸刀架机械部分，对照刀架装配图，认识刀架各个机械零件，从 而深入地掌握自动刀架换刀原理： 2.亲手实际操作自动回转刀架的控制盒，观察手动换刀过程：结合刀架电 气原理图，认识控制盒中每一个电子元器件： 3.深入研究电气原理图，了解每一个器件的工作原理和作用，在此基础上， 掌握电气系统的手动与机动工作原理。 3
3 实验一 数控车床自动回转刀架机电系统结构分析设计 一、实验目的 数控车床自动回转刀架是一个典型的机电一体化部件。学生通过自己动手 装拆自动回转刀架，了解几种典型的机械结构，并且学习电气控制原理；在此基 础上，学习机械和电气的接口设计方法，相互间的匹配方式，初步建立起机电一 体化系统设计的概念。 二、实验的主要内容 1. 认识了解自动回转刀架的各个零部件机械结构和工作原理，掌握机械系 统的换刀工作原理； 2. 学习了解刀架电气控制原理图，掌握有关电子元器件知识。 三、实验设备和工具 1. HFUT-1 机电一体化实验教学平台； 2. 常州市新月电机厂 LD4 自动回转刀架，发信式电动刀架控制箱。 四、实验原理 要求学生实验前预习下述内容： 1. 数控机床教材中有关自动回转刀架的内容； 2. 霍尔开关的工作原理和引脚定义，555 集成芯片及其工作原理； 3. 自己查找资料，了解端面齿轮的工作原理和参数。 五、实验方法和步骤 1. 逐一拆卸刀架机械部分，对照刀架装配图，认识刀架各个机械零件，从 而深入地掌握自动刀架换刀原理； 2. 亲手实际操作自动回转刀架的控制盒，观察手动换刀过程；结合刀架电 气原理图，认识控制盒中每一个电子元器件； 3. 深入研究电气原理图，了解每一个器件的工作原理和作用，在此基础上， 掌握电气系统的手动与机动工作原理
六、实验报告主要内容及要求 实验报告是根据在实验中观察和发现的问题，经过自己分析研究或分析讨 论后写出的心得体会。实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。 实验后每人独立完成一份实验报告，按时送交指导教师检查批阅。 回答下列问题： 1.画出刀架机械传动示意图，并概述换刀工作原理。 2.简述霍尔元件3144的工作原理以及在电路中是如何具体工作的。 3.对刀架的蜗杆蜗轮主要参数进行计算。 七、实验注意事项 实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。培养学生学 会根据实验目的，实验内容及实验设备拟定实验线路，选择所需工具，确定实验 步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。在整 个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。现按实验过程提出下列基本 要求。 1.实验前的准备 实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、项 目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题，并按照实验项目准备有关材料。 认真作好实验前的准备工作，对于培养同学独立工作能力，提高实验质量 和保护实验设备都是很重要的。 2.实验的进行 ()建立小组，合理分工每次实验都以小组为单位进行，每组由5~7人组 成，每人应有明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠。 (2)选择设备和有关零部件 实验前先熟悉该次实验所用的设备和有关零部件，不清楚的地方找有关资 料预习。 (3)注意安全，认真仔细地进行试验 在装拆零部件时，要注意安全：对实验中出现的问题多思考、多讨论，培 养认真分析、深入钻研的工作作风。 (4)实验有始有终
4 六、实验报告主要内容及要求 实验报告是根据在实验中观察和发现的问题，经过自己分析研究或分析讨 论后写出的心得体会。实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。 实验后每人独立完成一份实验报告，按时送交指导教师检查批阅。 回答下列问题： 1. 画出刀架机械传动示意图，并概述换刀工作原理。 2. 简述霍尔元件 3144 的工作原理以及在电路中是如何具体工作的。 3. 对刀架的蜗杆蜗轮主要参数进行计算。 七、实验注意事项 实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。培养学生学 会根据实验目的，实验内容及实验设备拟定实验线路，选择所需工具，确定实验 步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。在整 个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。现按实验过程提出下列基本 要求。 1. 实验前的准备 实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、项 目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题，并按照实验项目准备有关材料。 认真作好实验前的准备工作，对于培养同学独立工作能力，提高实验质量 和保护实验设备都是很重要的。 2. 实验的进行 (1) 建立小组，合理分工每次实验都以小组为单位进行，每组由 5～7 人组 成，每人应有明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠。 (2) 选择设备和有关零部件 实验前先熟悉该次实验所用的设备和有关零部件，不清楚的地方找有关资 料预习。 (3) 注意安全，认真仔细地进行试验 在装拆零部件时，要注意安全；对实验中出现的问题多思考、多讨论，培 养认真分析、深入钻研的工作作风。 (4) 实验有始有终
实验完毕，经指导教师认可后，把实验所用的器件、导线及仪器等物品整 理好。 3.实验安全操作规程 为了确保实验时人身与设备安全，要严格遵守如下规定的安全操作规程： ()实验时，人体不可接触带电线路。 (2)接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。 ()必须经指导教师检查和允许，方可接通电源。实验中如发生事故，应立 即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。 (4)总电源或实验台控制屏上的电源应由实验指导人员米接通。其他人只能 由指导人员允许后方可操作，不得自行合闸
5 实验完毕，经指导教师认可后，把实验所用的器件、导线及仪器等物品整 理好。 3. 实验安全操作规程 为了确保实验时人身与设备安全，要严格遵守如下规定的安全操作规程： (1) 实验时，人体不可接触带电线路。 (2) 接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。 (3) 必须经指导教师检查和允许，方可接通电源。实验中如发生事故，应立 即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。 (4) 总电源或实验台控制屏上的电源应由实验指导人员来接通。其他人只能 由指导人员允许后方可操作，不得自行合闸