1、机电一体化课程教学大纲执 笔 者 ： 审 核 人 ： 编 写 日 期 ：2008-12-30课 程 编 号 课 程 性 质 课 程 类 别 适 应 专 业 学 时 数 学 分0810102 必 修 课 职 业 技 术 课 数 控 技 术机 电 一 体 化 总 学 时 数 :44理 论 :36 实 践 : 8 3一、课程的性质、任务和作用机电一体化技术课程是“机电一体化技术”专业的一门核心专业课，着重培养学生机电一体化技术的综合应用能力，为后续毕业实习和毕业设计奠定系统专业理论知识和实践能力。同时，该课程具有培养学生职业技能和职业素养的目的，为学生获取机电类职业技能岗位证书提供相应的应知、应会知
2、识和技能。该课程先修知识和技能为机械制图、机械设计、机械控制工程基础、电工电子技术和单片机技术等。课程的基本任务是通过本课程的学习，使学生掌握机电一体化的基本理论、基本方法和基本技能，为后续专业课程的学习打下基础。二、课程教学目标（一） 知识目标本课程的教学目标是使学生对机电工程技术有一个全面、系统的认识，为学习有关专业课程并直接从事工程实践打下必要坚实的基础。通过本课程的学习，学生应了解机电设备在工农业生产中的应用，掌握机电设备的电-液- 气控制及基本控制原理 ,熟悉机电设备的综合应用技术，使学生的综合素质得到提高，培养继续学习的能力和严谨认真的工作态度。1、机电一体化的基本概念、基本组成、
3、理论基础与关键技术；机电一体化产品的现状与发展前景。2、机电一体化机械技术3、机电一体化传感检测技术4、机电一体化伺服驱动技术5、机电一体化控制及接口技术6、机电一体化系统设计7、典型机电一体化系统之机器人技术8、典型机电一体化系统之自动化生产线系统（二） 能力目标本课程主要培养学生以下七个方面的能力：1、了解机电一体化技术的系统思维体系，学会用系统的观点分析问题的能力。2、了解机电一体化前沿技术，学会探索性学习和终身学习的方法。3、了解自动化制造设备各组成环节的静、动态性能对设备性能参数的影响。4、掌握机电一体化产品中相关技术的联系和接口关系，了解产品开发的方法。5、掌握模块化机电一体化产品
4、装配、调试、维护、维修的基本理论和基本方法。6、具备机电一体化设备拆装、调试和操作的基本技能。7、掌握机电一体化技术行业操作规范，具有良好的职业素养。（三） 职业素养目标掌握成人教育学生的心理特征，有针对性的引导学生端正学习态度，明确学习目的，以培养学生的创造能力，分析解决实际问题的能力及动手能力。三、课程基本内容与要求（注：重点掌握；一般掌握；了解。 ）第 1 章 机电一体化概述1.1 机电一体化的基本概念1.1.1 机电一体化的定义1.1.2 机电一体化的产生1.1.3 机电一体化的内容1.1.4 机电一体化的特点1.2 机电一体化系统的基本组成1.2.1 机电一体化系统的功能组成1.2.
5、2 机电一体化系统的构成要素1.2.3 机电一体化系统接口概述1.3 机电一体化技术的理论基础与关键技术1.3.1 理论基础1.3.2 关键技术1.4 机电一体化产品1.4.1 按产品功能分类1.4.2 按机电结合程度和形式分类1.4.3 按产品用途分类1.5 机电一体化的现状与发展前景1.5.1 机电一体化的发展现状1.5.2 机电一体化的发展趋势第 2 章 机电一体化机械技术2.1 概述2.1.1 机械运动与机构2.1.2 机电一体化中的机械系统及其基本要求2.2 机械传动机构2.2.1 齿轮传动2.2.2 带传动2.2.3 齿轮齿条传动机构2.2.4 螺旋传动2.2.5 其他传动结构2.
6、3 机械导向结构2.3.1 滑动摩擦导轨2.3.2 滚动摩擦导轨2.4 机械支承结构2.4.1 机械支承结构应满足的基本要求2.4.2 支承件的材料2.4.3 支承件的设计原则2.5 机械执行机构2.5.1 微动机构2.5.2 定位机构2.5.3 数控机床回转刀架第 3 章 机电一体化传感检测技术3.1 传感器及其组成与分类3.1.1 传感器的组成3.1.2 传感器的分类3.2 典型常用传感器3.2.1 位置传感器3.2.2 位移传感器3.2.3 速度和加速度传感器3.2.4 温度传感器3.2.5 红外线传感器3.3 传感器的选择方法3.4 传感器数据采集及其与计算机接口第 4 章 机电一体化
7、伺服驱动技术4.1 概述4.1.1 伺服驱动系统的种类及特点4.1.2 执行器及其选取依据4.1.3 输出接口装4.2 典型执行元件4.2.1 电气执行元件4.2.2 液压执行元件4.2.3 气动执行元件4.3 执行元件功率驱动接口4.3.1 功率驱动接口的分类和组成形式4.3.2 电力电子器件4.3.3 开关型功率接口第 5 章 机电一体化控制及接口技术5.1 控制技术概述5.1.1 机电一体化系统的控制形式5.1.2 控制系统的基本要求和一般设计方法5.1.3 计算机控制系统的组成及常用类型5.2 可编程序控制器技术5.2.1 PLC 技术基础5.2.2 PLC 编程技术5.2.3 PLC
8、 技术应用5.3 人机接口技术5.3.1 输入接口技术5.3.2 输出接口技术5.4 机电接口技术5.4.1 信息采集接口技术5.4.2 控制量输出接口技术第 6 章 机电一体化系统设计6.1 机电一体化系统设计方法6.1.1 机电一体化传统设计方法6.1.2 机电一体化系统现代设计方法6.2 机电一体化系统的建模与仿真6.2.1 机电一体化系统的建模6.2.2 机电一体化系统的仿真6.3 机电一体化抗干扰技术6.3.1 干扰的定义6.3.2 形成干扰的三个要素6.3.3 干扰源6.3.4 抗供电干扰的措施6.3.5 软件抗干扰设计第 7 章 典型机电一体化系统之机器人技术7.1 机器人概述7
9、.1.1 机器人的发展7.1.2 机器人的作用7.1.3 机器人的发展趋势7.2 机器人传感器7.2.1 机器人传感器的分类7.2.2 外部信息传感器在电弧焊工业机器人中的应用7.3 机器人的驱动与控制7.3.1 机器人控制系统7.3.2 电动驱动系统7.4 典型机器人的应用7.4.1 工业机械手7.4.2 足球机器人第 8 章 典型机电一体化系统之自动化生产线系统8.1 自动线与 MPS 模块化生产加工系统概述8.1.1 自动机与自动线的构成8.1.2 模块化生产加工系统（MPS）8.2 MPS 送料检测站8.2.1 结构与功能8.2.2 气动控制回路8.2.3 电气接口地址8.2.4 程序
10、控制8.3 MPS 搬运站8.3.1 结构与功能8.3.2 气动控制回路8.3.3 电气接口地址8.3.4 程序控制8.4 MPS 安装搬运站8.4.1 结构与功能8.4.2 气动控制回路8.4.3 电气接口地址8.4.4 程序控制8.5 MPS 加工站8.5.1 结构与功能8.5.2 气动控制回路8.5.3 电气接口地址8.5.4 程序控制四、学时分配表序号 内 容 讲授 实验 小计1 机电一体化的基本概念 2 22 机电一体化机械技术 6 63 机电一体化传感检测技术 6 64 机电一体化伺服驱动技术 4 2 65 机电一体化控制及接口技术 4 2 66 机电一体化系统设计 4 47 典型
11、机电一体化系统之机器人技术 2 2 48 自动化生产线系统 4 2 6合 计 36 8 44说明：带*的内容，根据不同专业要求，可适当调整。五、课内实践项目表序号 实验名称 学时1 实验一：机电一体化系统（MPS）演示实验 22 实验二：人机接口技术实验* 23 实验三：步进电机控制实验 24 实验四：机器人控制实验* 2合计 8说明：带*的内容，根据不同专业要求，可适当调整。六、有关说明（一）先修课程可编程控制器 ；机械设计基础 ；单片机原理与应用 、 机床电气控制 液压传动 。（二）教学建议1. 该课程需要配套的电子商务实验专用软件。2. 对于三年制，宜安排在第四或第五学期。（三）教学参考书1. 机电一体化实用技术 ，徐志毅编著，上海科学技术文献出版社出版；2. 机电一体化技术 ，邱士安主编，西安电子科技大学出版社出版；3.
