1、机电一体化系统设计实验介绍实验项目 实验一、直流电机与步进电机调速实验 实验二、机电系统机构装配与集成实验 实验三、机电系统控制柜接线与调试实验 实验四、机电系统创意组合实验 实验设备 设备一：设备一：启东达爱思实验设备 启东达爱思计算机有限公司研制 完成实验：实验一、直流电机与步进电机调速实验 设备二：设备二：机电一体化创意实验系统 南京航空航天大学研制 完成实验：实验二、机电系统机构装配与集成实验 实验三、机电系统控制柜接线与调试实验 实验四、机电系统创意组合实验 实验一、直流电机与步进电机调速实验实验一、直流电机与步进电机调速实验 1.直流电机闭环调速实验 一实验要求 编写程序，实现直流
2、电机闭环调速，使速度稳定在某一给定值上。二实验目的巩固闭环控制系统的基本概念；了解闭环控制系统中反馈量的引入方法；掌握PID算法数字化的方法和编程。2.步进电机调速实验步进电机调速实验 一实验要求编制程序，控制步进电动机的运转速度；编制程序，控制步进电动机的旋转方向。二实验目的掌握步进电动机控制系统的硬件设计方法；掌握步进电动机速度调节、方向控制技术；进一步学习编制步进电动机驱动程序的软件设计方法。实验二、机电系统机构装配与集成实验实验二、机电系统机构装配与集成实验 一实验目的 了解典型机械机构零部件组成和工作原理；用各种典型机械运动机构集成滑块传动系统和物料传送系统，进行运动分析。二实验内容
3、 1机构集成 1)将齿轮变速单元、螺旋传动机构、直线滑动机构集成滑块传动系统滑块传动系统，用交流伺服电机驱动，并画出系统传动简图。2)将齿轮变速单元、间歇运动机构（槽轮机构）、传送带等集成物料传送系统物料传送系统，用交流伺服电机驱动，并画出系统传动简图。机构运动简图 2运动分析 1)滑块传动系统简图中标出各机构传动比，列出滑块传动速度v与电机转速n的关系。2)在物料传送系统简图中标出各机构传动比，求槽数z及槽轮机构的运动系数。若将槽轮机构的传动比近似为2，列出物料传送速度V与电机转速n之间的关系式。三思考题 1在滑块传动系统中，当电机速度为700r/min时，滑块移动速度是多少？2在物料传送系
4、统中，当电机速度为300r/min时，物料传送速度是多少？3槽轮机构的优点是什么？实验三、机电系统控制柜接线与调试实验实验三、机电系统控制柜接线与调试实验 一实验目的 1掌握PLC、变频器、传感器、按钮和指示灯的基本工作原理；2通过PLC与输入输出设备的接线连接，掌握控制系统各部分如何协同工作。二实验器材 1控制柜：包括SIEMENSPLC S7_200、EMERSON TD900变频器、控制按钮、状态显示灯、各种外接端子。2传感器：OMRON E3JK光电传感器两个、OMRON E2E-X2E1光电接近传感器两个、OMRON EFSX光电U形开关两个。3专业连接导线。三试验内容 1滑块传动系
5、统的控制柜接线 （1）控制按钮接线控制按钮是PLC输入设备，主要有SB1SB3、ST1ST3，SW1SW2和EM，与对应的PLC端子用电线连接起来。（2）传感器连线传感器是PLC输入设备，包括螺旋传动机构上的光电接近开关SE1和SE2，以及直线滑块机构上的U形开关SE3和SE4，与对应的PLC端子用电线连接起来。（3）状态显示灯接线状态显示灯是PLC输出设备，主要有LP1LP8，与PLC对应的输出端子连接起来。四思考题 1控制柜接线以PLC程序的控制逻辑为基础的，思考各接线端子与程序中I/O之关系。并填充表I/O分配表中功能一栏。2画出I/O接线图（见下页）。I/O接线图实验四、机电系统创意组
6、合实验实验四、机电系统创意组合实验 一实验目的 1对前面实验构成的机械系统和控制系统运行设定程序，验证面板上输入输出量及指示灯变化；2改变变频器频率，从而调节电机转速，目测滑块和物料的速度变化。二实验内容 1SW1、SW2，按下正转按钮SB1，按照变频器内设定好的低速1档(10Hz)运行程序，正向运行，按下ST1停止程序；2SW1、SW2，按下反转按钮SB2，按照变频器内设定好的低速2档(15Hz)运行程序，反向运行，按下ST1停止程序；3SW1、SW2，运行程序时调节变频器旋钮，观察变频器频率值的改变，观察电机以及机构运动速度的改变，4按下高速按钮SB3，重复步骤1、2，观察运行速度，按下ST1停止程序；三思考题 1交流电机转速n与电流频率f的关系是什么？2实验步骤4对应的交流电频率是多少？3填充下表中PLC输入输出端子的状态量。备注 南航设备购于2005年5月份，在10年内完成数千名学生的实验教学任务。目前设备已经损坏，且南航已经不再生产。
