第一篇：《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)大綱

四

川

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學(xué)

院

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》

課 程 教 學(xué) 規(guī) 范

四川理工學(xué)院機(jī)電工程系 制造技術(shù)及自動(dòng)化教研室

二00六年十一月

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)規(guī)范

機(jī)電工程系機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化教研室

課程編號(hào)：401011 教學(xué)課時(shí)：48~56學(xué)時(shí)；

學(xué)

分：3~3.5學(xué)分。

適用專業(yè)：《機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化》本科專業(yè)（機(jī)械制造、機(jī)電一體化方向）；《測控技術(shù)與儀器》本科專業(yè)等。

執(zhí) 筆 人：何慶中；

修訂日期：2006-11-17

第一部分

教學(xué)基本要求

一、《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的性質(zhì) 1.1 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的重要性

機(jī)電一體化是機(jī)械工業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)等相融合的新興交叉學(xué)科。所謂“一體化”，并不是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)的簡單組合，而是相互取長補(bǔ)短、有機(jī)結(jié)合（融合），以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)（產(chǎn)品）構(gòu)成的最佳化。隨著機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)的相互滲透越來越快。“機(jī)電有機(jī)結(jié)合”是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的短、小、輕、薄和智能化，從而達(dá)到節(jié)省能源、節(jié)省材料、實(shí)現(xiàn)多功能、高性能和高可靠性目的的根本手段。因而在機(jī)械產(chǎn)品、機(jī)電產(chǎn)品、測試儀器、家電產(chǎn)品、工業(yè)自動(dòng)化和過程裝備自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，機(jī)電一體化技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用，并取得了很大的成功。由此可知，機(jī)電一體化技術(shù)已得到廣大科技工作者的廣泛重視，并逐步成為科學(xué)研究和新產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)手段之一。主要表現(xiàn)如下：

1.1.1 機(jī)電一體化技術(shù)的引用使傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)（產(chǎn)品）的附加值得到了很大的提高

在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和方法中能充分體現(xiàn)“以機(jī)為主、以電為用、機(jī)電有機(jī)結(jié)合”的設(shè)計(jì)原則，在傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)基礎(chǔ)上，有效的引入微電子技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、傳感技術(shù)，從而使傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)（產(chǎn)品）的附加值得到了很大的提高。

1.1.2 使小型化、高精度、多功能智能化產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)

縱觀機(jī)械產(chǎn)品、機(jī)電產(chǎn)品、自動(dòng)化控制過程的發(fā)展歷史，其發(fā)展模式沿著“單功能省能→單功能自動(dòng)化→多功能自動(dòng)化→自動(dòng)化高精度”的方向發(fā)展。當(dāng)今機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和方法已為柔性自動(dòng)化、智能自動(dòng)化、高精度自動(dòng)化技術(shù)的研究和產(chǎn)品開發(fā)提供了良好的基礎(chǔ)和機(jī)電產(chǎn)品有機(jī)結(jié)合創(chuàng)造了條件。在結(jié)合自動(dòng)控制技術(shù)、測試技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、過程控制技術(shù)、微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，使小型化、高精度、多功能智能化的機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)。

1.1.3 使省能源、省資源、智能化的機(jī)電一體化技術(shù)研究的目標(biāo)成為現(xiàn)實(shí)

工業(yè)技術(shù)研究的三大基本要素是物質(zhì)、能源、信息；而在工業(yè)技術(shù)研究基礎(chǔ)上的機(jī)電一體化技術(shù)的追求目標(biāo)是使機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）能實(shí)現(xiàn)省能源、省資源、智能化，要達(dá)到這一目標(biāo)以滿足市場和用戶的系統(tǒng)或產(chǎn)品的小型化，高精度、智能化、低投入、高效益等的要求，唯有機(jī)電一體化技術(shù)在傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的基礎(chǔ)上，有效而合理的將機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、微電子技術(shù)、測試技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來才能現(xiàn)實(shí)省能源、省資源、智能化的機(jī)電一體化技術(shù)研究的目標(biāo)。

由此可得出，在《機(jī)械制造及其自動(dòng)化》（機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)電一體化方向）、《測試技術(shù)與 控制》本科專業(yè)人才的培養(yǎng)計(jì)劃課程設(shè)置，以及《機(jī)械設(shè)計(jì)及理論》、《機(jī)械電子工程》、《機(jī)械設(shè)制造及自動(dòng)化》等專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)計(jì)劃課程設(shè)置中，將《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程作為專業(yè)必修課程或選修課程教學(xué)是非常必要的。

1.2 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的性質(zhì)

作為綜合性較強(qiáng)的主干專業(yè)課程教學(xué)，使學(xué)生通過該課程學(xué)習(xí)，可培養(yǎng)學(xué)生初步了解和掌握應(yīng)用所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)解決機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品設(shè)計(jì)、維護(hù)維修的基本方法和技能，初步具備綜合應(yīng)用各學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，為今后參與工程實(shí)踐打下一定的基礎(chǔ)。

二、《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的主要任務(wù)和基本目的 2.1 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的主要任務(wù)

依據(jù)四川理工學(xué)院機(jī)電工程系《機(jī)械制造及其自動(dòng)化》（機(jī)械制造、機(jī)電一體化方向）本科專業(yè)教學(xué)計(jì)劃、《測控技術(shù)與儀器》本科專業(yè)教學(xué)計(jì)劃。以培養(yǎng)能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、機(jī)械電子工程（機(jī)電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)）以及測試技術(shù)與控制領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)承擔(dān)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、科技開發(fā)、應(yīng)用性研究等方面的應(yīng)用型技術(shù)人才，掌握機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和一定的動(dòng)手能力為本專業(yè)課程教學(xué)的主要任務(wù)。

2.2 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的基本目的

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程是《機(jī)械制造及其自動(dòng)化》本科（機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)電一體化方向）、《測試技術(shù)與控制》本科以及《電氣自動(dòng)化專業(yè)》等專業(yè)教學(xué)的重點(diǎn)專業(yè)主干課程之一。課程教學(xué)的基本目的在于讓所培養(yǎng)的各專業(yè)本科學(xué)生能掌握和了解機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理、基本設(shè)計(jì)原理和方法，從系統(tǒng)和產(chǎn)品的角度出發(fā)，掌握組成機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品機(jī)械系統(tǒng)元件和部件、常用機(jī)電執(zhí)行元件和傳感元件、微電子控制系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)等的基本工作原理、特點(diǎn)、選用原則與方法，能有效地的對(duì)常見機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品進(jìn)行簡要的分析與評(píng)價(jià)，通過一定的機(jī)電產(chǎn)品實(shí)例設(shè)計(jì)分析，初步掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法和靜態(tài)設(shè)計(jì)方法。

三、《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的基本要求

基本要求在于培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析的基本原理、基本設(shè)計(jì)手段和方法，從系統(tǒng)和產(chǎn)品的角度出發(fā)，使學(xué)生掌握組成機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品機(jī)械系統(tǒng)元件和部件、常用機(jī)電執(zhí)行元件和傳感元件、微電子控制系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)等的基本工作原理、特點(diǎn)、選用原則與方法，能有效地對(duì)常見的機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品進(jìn)行簡要的分析與評(píng)價(jià)，通過一定的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例分析，從機(jī)電有機(jī)結(jié)合的角度出發(fā)，初步掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和靜態(tài)設(shè)計(jì)方法。

最終目的是培養(yǎng)學(xué)生在今后參與工程實(shí)踐的過程中，能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、機(jī)械電子工程（機(jī)電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)）以及測試技術(shù)與控制領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析技術(shù)承擔(dān)機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)制造、應(yīng)用性研究等方面的基本能力。

四、《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程重點(diǎn)難點(diǎn)及處理方法

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本工作原理、基本設(shè)計(jì)思想和方法，從系統(tǒng)和產(chǎn)品的角度出發(fā)，使學(xué)生如何更好地掌握組成機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品機(jī)械系統(tǒng)元件和部件、常用機(jī)電執(zhí)行元件和傳感元件、微電子控制系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)等的基本工作原理、特點(diǎn)、選用原則與方法，能有效地對(duì)常見的機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品進(jìn)行簡要的分析與評(píng)價(jià)，通過一定的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例，從機(jī)電有機(jī)結(jié)合的角度出發(fā)，初步掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和靜態(tài)設(shè)計(jì)方法。結(jié)合本門課程的特點(diǎn)，以大量生產(chǎn)實(shí)例為平臺(tái)，理論與實(shí)踐相結(jié)合等教學(xué)方法和手段，使學(xué)生能更好地掌握本門課程的基礎(chǔ)知識(shí)和要點(diǎn)，以及常見的機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，并能在今后的工作中有所應(yīng)用。

五、《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程與其他課程的聯(lián)系與分工

機(jī)電一體化技術(shù)是以機(jī)械技術(shù)為基礎(chǔ)，引入電子/微電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論、信號(hào)處理技術(shù)、傳 感技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等相互融合逐漸形成的綜合性學(xué)科，因而它與其他課程之間的聯(lián)系非常緊密。在學(xué)習(xí)《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程專業(yè)課程前，學(xué)生應(yīng)完成如下基礎(chǔ)課程和基礎(chǔ)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)：

5.1 基礎(chǔ)課程

高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)與概率論、積分變換與復(fù)變函數(shù)、大學(xué)物理、畫法幾何與機(jī)械制圖等基礎(chǔ)課程，是為基礎(chǔ)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5.2 專業(yè)基礎(chǔ)課程

（1）技術(shù)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)

理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料、電工電子技術(shù)（模點(diǎn)/數(shù)電）、互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ)等一級(jí)學(xué)科基礎(chǔ)專業(yè)課程，是機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科各專業(yè)學(xué)習(xí)掌握的專業(yè)基礎(chǔ)課程，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握二級(jí)學(xué)科各專業(yè)方向的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)創(chuàng)造條件并打下一定的基礎(chǔ)。（2）專業(yè)方向基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)

機(jī)械控制工程基礎(chǔ)、機(jī)電傳動(dòng)控制基礎(chǔ)、機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)、材料成型技術(shù)基礎(chǔ)、液壓傳動(dòng)與控制、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD/三維設(shè)計(jì)）、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)等二級(jí)學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程，是以培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)電一體化方向）、測試技術(shù)與儀器、過程裝備與控制工程本科專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，制定的專業(yè)方向基礎(chǔ)課程，目的為完成后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

5.3 專業(yè)課程學(xué)習(xí)

機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測試技術(shù)與傳感器、計(jì)算機(jī)原理與控制、自動(dòng)控制理論、數(shù)控技術(shù)、機(jī)電系統(tǒng)控制與驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、機(jī)電系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)仿真等專業(yè)課程，也是為培養(yǎng)各專業(yè)人才進(jìn)一步學(xué)習(xí)《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程必要的專業(yè)知識(shí)。

5.4 繼續(xù)教育的基礎(chǔ)

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程的學(xué)習(xí)，可為以下選修課程和繼續(xù)教育課程學(xué)習(xí)打下一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)或技能。ADAMS模態(tài)分析、機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)仿真、自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真，機(jī)電系統(tǒng)虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)等。

六、建議教材與參考文獻(xiàn) 6.1 建議教材

張建民 主編，《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，高等教育出版社，2001年第2版（普通高等教育“十五”國家級(jí)規(guī)劃教材）。

6.2 參考文獻(xiàn)

趙先仲 編著，《機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2002年第1版。何克忠、李偉主編，《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》，清華大學(xué)出版社，1998年第1版。薛定宇著，《反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析》，清華大學(xué)出版社，2000年第1版。劉政華、何將三等編著，《機(jī)械電子學(xué)》，國防科技大學(xué)出版社，1999年第1版。

第二部分

教 學(xué) 大 綱

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程理論教學(xué)基本內(nèi)容與要求（含重點(diǎn)難點(diǎn)，教學(xué)組織）

1、第一章

總

論（第1.1~1.5節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)

（2）教學(xué)目的和要求

了解和認(rèn)知機(jī)電一體化（技術(shù)）的內(nèi)涵、定義或解釋，研究的主要目的和發(fā)展歷史和方向；機(jī)電 一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究的主要方向和應(yīng)用特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要素，以及與工業(yè)設(shè)計(jì)基本要素之間的關(guān)系；主要構(gòu)成和功能特征；各基本要素相互聯(lián)系的核心技術(shù)問題——接口技術(shù)；機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本流程、方法和評(píng)價(jià)體系。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·機(jī)電一體化（技術(shù)）的內(nèi)涵、定義或解釋——原創(chuàng)性技術(shù)和變異性設(shè)計(jì)理念

·機(jī)電一體化（技術(shù)）設(shè)計(jì)研究的主要目的——在機(jī)械系統(tǒng)主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能基礎(chǔ)上，引入微電子技術(shù)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制理論，增強(qiáng)傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)（產(chǎn)品）的附加值和自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域。

·機(jī)電一體化（技術(shù)）設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容（基本要素）——主要研究“省能源、省資源、智能化”三大基本要素，以及如何應(yīng)用交叉學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識(shí)解決機(jī)電一體化（技術(shù)）設(shè)計(jì)中的核心技術(shù)問題——接口技術(shù)。

·機(jī)電一體化（技術(shù)）的發(fā)展歷史和主要研究方向與領(lǐng)域。

·機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成要素——機(jī)械系統(tǒng)、電子信息處理系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、執(zhí)行控制系統(tǒng)（元件）組成的五大構(gòu)成要素或子系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)三大目的功能所具有的兩大重要特征：以能源轉(zhuǎn)換為主和以信息轉(zhuǎn)換為主的功能特征。

·機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)具有的主要功能要素——主功能、信息功能、控制功能、動(dòng)力功能、構(gòu)造功能。·機(jī)電一體化（技術(shù)）設(shè)計(jì)中各子系統(tǒng)相互匹配的核心問題：接口技術(shù)——接口技術(shù)的定義、分類、輸入/輸出功能，主要研究內(nèi)容和途徑。

·機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本流程——確定產(chǎn)品規(guī)格、性能指標(biāo)—→系統(tǒng)功能部件、基本要素的劃分—→接口設(shè)計(jì)；綜合評(píng)價(jià)或系統(tǒng)評(píng)價(jià)—→可靠性復(fù)查—→試制與調(diào)試。

·機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)體系——以系統(tǒng)主功能、信息功能、控制功能、動(dòng)力功能、構(gòu)造功能和規(guī)格、性能指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

（4）教學(xué)重點(diǎn)

機(jī)電一體化（技術(shù)）的內(nèi)涵、定義，研究目的，“省能源、省資源、智能化”三大基本要素，接口技術(shù)問題，機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的構(gòu)成要素和主要功能，設(shè)計(jì)的基本流程和評(píng)價(jià)體系。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：接口技術(shù)問題，機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的構(gòu)成要素和主要功能，設(shè)計(jì)的基本流程和評(píng)價(jià)體系為學(xué)生認(rèn)識(shí)和掌握的知識(shí)重點(diǎn)。

教學(xué)處理方法：基于機(jī)電一體化系統(tǒng)構(gòu)成，以網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳遞方式系統(tǒng)分析講解機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的構(gòu)成要素和主要功能；結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的研發(fā)特點(diǎn)講述機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本流程和評(píng)價(jià)體系。

2、第一章

總

論（第1.6~1.10節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法：一般原則（在充分發(fā)揮機(jī)電一體化的三大效能省能源、省資源、智能化，提高系統(tǒng)的附加價(jià)值的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)（產(chǎn)品）的自動(dòng)化操作，即機(jī)電互補(bǔ)法、機(jī)電結(jié)合（融合）法、機(jī)電組合法；掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的類型：開發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)；了解機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的設(shè)計(jì)程序、準(zhǔn)則和規(guī)律；機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的開發(fā)工程；機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的關(guān)系。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法——掌握在充分發(fā)揮機(jī)電一體化的三大效能省能源、省資源、智能化，提高系統(tǒng)的附加價(jià)值，實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)（產(chǎn)品）的自動(dòng)化操作，即機(jī)電互補(bǔ)法、機(jī)電結(jié)合（融合）法、機(jī)電組合法。

·掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的類型——開發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)。

·了解機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的設(shè)計(jì)程序、準(zhǔn)則和規(guī)律——設(shè)計(jì)程序：總體方案設(shè)計(jì)、部件（或 關(guān)鍵零件）選擇與設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)與工藝性設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造試驗(yàn)驗(yàn)收技術(shù)條件的制定，達(dá)到可靠性、適應(yīng)性、完善性為設(shè)計(jì)目標(biāo)。

·機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法——機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的特點(diǎn)；現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法手段和特點(diǎn)；兩者相互融合的必要性和優(yōu)勢；現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基本類型：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM），并行工程（CE——全壽命周期設(shè)計(jì)方法），虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)，快速響應(yīng)設(shè)計(jì)，綠色環(huán)保產(chǎn)品設(shè)計(jì)，反求設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)同合作設(shè)計(jì)等。（4）教學(xué)重點(diǎn)

機(jī)電互補(bǔ)法、機(jī)電結(jié)合（融合）法、機(jī)電組合法；開發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)理念和方法；機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的關(guān)系。

（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的關(guān)系及各種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的初步認(rèn)知。

教學(xué)處理方法：結(jié)合機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢，工業(yè)生產(chǎn)和日常生活產(chǎn)品中的實(shí)例，重點(diǎn)講述機(jī)電互補(bǔ)法、機(jī)電結(jié)合（融合）法、機(jī)電組合法；開發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)理念和方法。

（6）課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固機(jī)電一體化涵義、目的、特征、基本組成要素及可實(shí)現(xiàn)哪些功能；工業(yè)三大要素和機(jī)電一體化三大效果（要素）的內(nèi)涵；電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想、方法；開發(fā)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)之間的關(guān)系與異同。

題量4~5題 —— 祥見本課程教案或教學(xué)日歷。

3、第二章 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)部件的選擇與設(shè)計(jì)（第2.1節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)

（2）教學(xué)目的和要求

掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)或選擇的特點(diǎn)，目的，基本功能和基本要求；絲杠螺母機(jī)構(gòu)的基本形式；滾珠絲杠傳動(dòng)部件及其要求；齒輪傳動(dòng)部件及其要求；了解撓性傳動(dòng)部件和間歇傳動(dòng)部件。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)或選擇的特點(diǎn)——掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械部分與一般機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械部分相比所具有的特殊要求（四點(diǎn)）；達(dá)到這些特殊要求可采取的主要措施（五點(diǎn)）。·機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇與設(shè)計(jì)——機(jī)械傳動(dòng)部件的基本功能、目的、要求 基本功能：實(shí)現(xiàn)能量（動(dòng)力）和運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換——工作機(jī)和信息機(jī)。目的：實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件與負(fù)載之間的匹配——能量（動(dòng)力）和運(yùn)動(dòng)匹配。

基本要求：精密化，高速化，小型化，輕量化。

·絲杠螺母機(jī)構(gòu)的基本形式——絲杠螺母機(jī)構(gòu)的主要作用；分類：滑動(dòng)和滾動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)（包括結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)）；絲杠螺母機(jī)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)傳動(dòng)形式：螺母固定絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)螺母移動(dòng)、螺母移動(dòng)絲杠移動(dòng)、絲杠固定螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)，以及差動(dòng)傳動(dòng)等。

·滾珠絲杠傳動(dòng)部件及其要求——滾珠絲杠傳動(dòng)部件的組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；滾珠絲杠傳動(dòng)副的典型結(jié)構(gòu)（滾道截面形狀、滾珠的循環(huán)方式）；滾珠絲杠傳動(dòng)副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊（雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整、雙螺母墊片式預(yù)緊調(diào)整、雙螺母齒差式預(yù)緊調(diào)整、彈簧式自動(dòng)預(yù)緊調(diào)整、單螺母變導(dǎo)程預(yù)緊調(diào)整）；滾珠絲杠副支承方式（四種）；軸承組合安裝支承結(jié)構(gòu)；滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)形式的確定與選擇方法（單圓弧螺紋滾道的單螺母絲杠副，單圓弧螺紋滾道的雙螺母絲杠副，雙圓弧螺紋滾道的雙螺母絲杠副）等。·齒輪傳動(dòng)部件——齒輪傳動(dòng)的典型結(jié)構(gòu)形式；齒輪傳動(dòng)最佳傳動(dòng)比配置的基本要求；各級(jí)傳動(dòng)比最佳分配原則；齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法（偏心套筒或偏心軸齒側(cè)間隙調(diào)整法，軸向墊片齒側(cè)間隙調(diào)整法，雙片薄齒輪錯(cuò)齒齒側(cè)間隙調(diào)整法）。·撓性傳動(dòng)部件簡介 ·間歇傳動(dòng)部件簡介（4）教學(xué)重點(diǎn) 滾珠絲杠傳動(dòng)副的典型結(jié)構(gòu)（滾道截面形狀、滾珠的循環(huán)方式）；滾珠絲杠傳動(dòng)副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊；滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)形式的確定與選擇方法；齒輪傳動(dòng)最佳傳動(dòng)比配置的基本要求；各級(jí)傳動(dòng)比最佳分配原則；齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：滾珠絲杠傳動(dòng)副的典型結(jié)構(gòu)（滾道截面形狀、滾珠的循環(huán)方式）；滾珠絲杠傳動(dòng)副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊；齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法。

教學(xué)處理方法：與圖文并茂和實(shí)際應(yīng)用的形式，詳細(xì)講解教學(xué)難點(diǎn)，使學(xué)生易于理解和掌握。

4、第二章 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)部件的選擇與設(shè)計(jì)（第2.2節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

掌握導(dǎo)軌副的組成、主要類型及其應(yīng)滿足的要求；常見導(dǎo)軌副組合與間隙調(diào)整、特點(diǎn)；導(dǎo)軌副材料的選擇及其機(jī)械性能確定；提高導(dǎo)軌副耐磨性的措施；滾動(dòng)導(dǎo)軌副的類型與選擇；直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副。了解回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副；滾動(dòng)軸承導(dǎo)軌副。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·導(dǎo)軌副的組成、主要類型及其應(yīng)滿足的要求——導(dǎo)軌支承部件的作用和組成；導(dǎo)軌副的主要類型；導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求（導(dǎo)向精度、導(dǎo)軌的剛度、精度保持性、運(yùn)動(dòng)靈活性和低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、溫度敏感性和結(jié)構(gòu)工藝性要求）；導(dǎo)軌副設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與步驟。

·滑動(dòng)導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及其選擇——常見滑動(dòng)導(dǎo)軌副的截面形狀和特點(diǎn)（三角形導(dǎo)軌、矩形導(dǎo)軌、燕尾形導(dǎo)軌、圓形導(dǎo)軌）。

·常見導(dǎo)軌副組合與間隙調(diào)整、特點(diǎn)——雙三角形組合導(dǎo)軌，矩形與矩形導(dǎo)軌組合；三角形導(dǎo)軌與矩形導(dǎo)軌組合；三角形導(dǎo)軌與矩形和平面導(dǎo)軌組合；燕尾形導(dǎo)軌與矩形導(dǎo)軌組合。

·導(dǎo)軌副材料的選擇及其機(jī)械性能確定——導(dǎo)軌副材料的選擇的基本原則與要求；常用導(dǎo)軌副材料的基本性能和特點(diǎn)；導(dǎo)軌副材料機(jī)械性能確定的基本方法與手段。

·提高導(dǎo)軌副耐磨性的措施——采用鑲裝導(dǎo)軌；提高導(dǎo)軌精度、改善導(dǎo)軌表面粗糙度、采取合理的潤滑；減少導(dǎo)軌單位面上的壓力（比壓）、采用必要的卸荷裝置。·滾動(dòng)導(dǎo)軌副的類型與選擇——滾動(dòng)導(dǎo)軌副的組成、分類（滾動(dòng)體和循環(huán)方式）與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；滾動(dòng)導(dǎo)軌副的基本要求：高的導(dǎo)向精度、高的耐磨性、足夠的剛度、良好的工藝性。

·直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副——直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副滾動(dòng)體循環(huán)工作方式的工作原理，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用。·回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副——回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副的工作方式的工作原理，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用。·滾動(dòng)軸承導(dǎo)軌副——滾動(dòng)軸承導(dǎo)軌副的工作方式的工作原理，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用。

（4）教學(xué)重點(diǎn)

導(dǎo)軌副的組成、主要類型及其應(yīng)滿足的要求；常見導(dǎo)軌副組合與間隙調(diào)整、特點(diǎn)；導(dǎo)軌副材料的選擇及其機(jī)械性能確定；滾動(dòng)導(dǎo)軌副的類型與選擇；直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副工作原理與結(jié)構(gòu)形式。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：常見導(dǎo)軌副組合與間隙調(diào)整、特點(diǎn)；滾動(dòng)導(dǎo)軌副的類型與選擇；直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副工作原理與結(jié)構(gòu)形式。

教學(xué)處理方法：與圖文并茂和實(shí)際應(yīng)用的形式，詳細(xì)講解教學(xué)難點(diǎn)，使學(xué)生易于理解和掌握。（6）課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用；對(duì)傳動(dòng)元件的基本要求；滾珠絲杠副的主要構(gòu)成元件、傳動(dòng)特點(diǎn)以及支承方式（特點(diǎn)）；齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的分配原則。

題量4~5題 —— 祥見本課程教案或教學(xué)日歷。

5、第三章 機(jī)電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件選擇與設(shè)計(jì)（第3.1~3.2節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求 了解執(zhí)行元件的主要類型和特點(diǎn)；掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)執(zhí)行元件的基本要求；了解常用控制電機(jī)類型與主要特點(diǎn)；掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)伺服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求；掌握典型伺服控制電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)和選用原則。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·執(zhí)行元件的主要類型，能量轉(zhuǎn)化方法及其特點(diǎn)——電氣式、氣壓式、液壓式、其他形式。·機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)執(zhí)行元件的基本要求——慣量小，動(dòng)力大；體積小，重量輕；安裝方便、便于維修維護(hù)；易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

·機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）常用控制電機(jī)——DC/AC電動(dòng)機(jī)、力矩電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)（脈沖）電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)、開關(guān)電磁電動(dòng)機(jī)以及其他電動(dòng)機(jī)（直流或交流脈寬調(diào)速電動(dòng)機(jī)、電磁伸縮元件）等，及其主要特點(diǎn)簡介。

·機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)伺服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求——性能密度大。即功率密度 Pw=P/G 或比功率密度 Pbw=(T2/J)/G 大；快速性好。加速度大、響應(yīng)特性好；位置控制/速度控制精度高、調(diào)速范圍大、低速平穩(wěn)性好、分辨率高和振動(dòng)噪音小；能適應(yīng)頻繁啟動(dòng)，可靠性高、壽命長。·伺服控制電動(dòng)機(jī)的種類、特點(diǎn)以及選用

種類：動(dòng)力用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)；主要特點(diǎn)：伺服控制電機(jī)電特性與應(yīng)用原則；伺服控制電機(jī)的選擇基本原則（要求）。（4）教學(xué)重點(diǎn)

執(zhí)行元件的主要類型和特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)執(zhí)行元件的基本要求；常用控制電機(jī)類型與主要特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)伺服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求；典型伺服控制電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)和選用原則。

（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：伺服控制電動(dòng)機(jī)的工作原理和機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)伺服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求，特點(diǎn)與選用原則。

教學(xué)處理方法：在詳細(xì)講解伺服控制電動(dòng)機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品中對(duì)伺服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求，選用和應(yīng)用特點(diǎn)。

6、第三章 機(jī)電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件選擇與設(shè)計(jì)（第3.3~3.5節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：6學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性與主要性能指標(biāo)，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制（驅(qū)動(dòng)電路、變頻控制信號(hào)、環(huán)形脈沖分配器、功率放大器、細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路、典型細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路）；了解直流電機(jī)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)和交流電機(jī)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·復(fù)習(xí)內(nèi)容：步進(jìn)電機(jī)的定義；基本工作原理；主要類型與主要特點(diǎn)。

·步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性與主要性能指標(biāo)——分辨率；靜態(tài)特性（矩－角特性、靜態(tài)穩(wěn)定特性）；動(dòng)態(tài)特性（動(dòng)態(tài)穩(wěn)定區(qū)、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、矩－頻特性、慣－頻特性）；其他技術(shù)參數(shù)。

·步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制——驅(qū)動(dòng)電路：主要由脈沖分配器和功率放大器兩部份組成，實(shí)現(xiàn)信號(hào)分配和能量放大；變頻控制信號(hào)：主要有脈沖頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制信號(hào)，確定位移、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向的實(shí)現(xiàn)。

·環(huán)形脈沖分配器——軟件分頻；通用集成電路分頻；專用集成電路分頻。

·功率放大器與作用——功率放大；限制電流；續(xù)流保護(hù)；典型放大電路：單電壓功率放大電路、高低壓功率放大器、晶閘管功率放大器、恒流源功率放大器。

·細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路——工作原理：在不改變步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)的條件下，將步進(jìn)脈沖電流細(xì)分逐步增加到Imax，再逐步減少到Imin，形成階梯波電流，從而提高了步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)精度，減小了振動(dòng)、噪聲。細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)：在不改變步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的條件下，可降低電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的步進(jìn)角。·典型細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路——多路功率開關(guān)細(xì)分電路；單功率放大細(xì)分電路。·直流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng) ·交流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)

（4）教學(xué)重點(diǎn)

步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性與主要性能指標(biāo)，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制（驅(qū)動(dòng)電路、變頻控制信號(hào)、環(huán)形脈沖分配器、功率放大器、細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路、典型細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路）；直流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)；交流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制（驅(qū)動(dòng)電路、變頻控制信號(hào)、環(huán)形脈沖分配器、功率放大器、細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路、典型細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路）；直流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)；交流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)。教學(xué)處理方法：在詳細(xì)講解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流/交流伺服電動(dòng)機(jī)、工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品中對(duì)控制電動(dòng)機(jī)的基本要求，選用和應(yīng)用特點(diǎn)。（6）第三章課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)中對(duì)執(zhí)行元件的分類與特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行元件的基本要求；步進(jìn)電機(jī)具有哪些特點(diǎn)與環(huán)形分配方式、功率放大器電路種類以及工作原理、細(xì)分電路的特點(diǎn)、細(xì)分方式。

題量4~5題 —— 祥見本課程教案或教學(xué)日歷。

7、第四章 機(jī)電一體化系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)（第4.1節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)

（2）教學(xué)目的和要求

掌握微機(jī)控制系統(tǒng)的定義；了解常用控制計(jì)算機(jī)的類型、抉擇和權(quán)衡方法；掌握微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和微機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成與種類；了解微機(jī)軟件與程序設(shè)計(jì)語言。

（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·微機(jī)控制系統(tǒng)：是將微型計(jì)算機(jī)作為機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制器，結(jié)合微型計(jì)算機(jī)的工作原理、接口電路（數(shù)字和模擬）的設(shè)計(jì)、相應(yīng)的控制軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制對(duì)象的控制形式和動(dòng)作控制方式等控制功能的實(shí)現(xiàn)。

·常用控制計(jì)算機(jī)的類型：單片機(jī)、單板機(jī)，微型計(jì)算機(jī)——構(gòu)成與特點(diǎn)。

·微機(jī)控制系統(tǒng)專用與通用、硬件與軟件的抉擇和權(quán)衡——專用與通用的抉擇；硬件與軟件的權(quán)衡；必要的抗干擾措施。

·微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路——確定系統(tǒng)總體控制方案；確定控制算法（逐點(diǎn)比較法、數(shù)字積分法、PID調(diào)節(jié)控制法、最小拍控制法、最優(yōu)控制法、隨機(jī)控制法、自適用控制法、遺傳控制法、模糊控制法、魯棒控制法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制法、專家系統(tǒng)）；選擇微型計(jì)算機(jī)（較完善的中斷系統(tǒng)、足夠的存儲(chǔ)容量、完善的輸入/輸出通道、實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制能力、）；系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)（接口設(shè)計(jì)、通道設(shè)計(jì)、）；軟件設(shè)計(jì)：系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件。

·應(yīng)用程序的一般編寫方法：模塊化程序設(shè)計(jì)法和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)法。·系統(tǒng)調(diào)試：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試、系統(tǒng)調(diào)試三大步驟。

·微機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成與種類——微處理機(jī)、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等系統(tǒng)的總稱。

·微機(jī)軟件與程序設(shè)計(jì)語言——機(jī)器語言（Machine language），匯編語言（Assembly language），高級(jí)語言（High level language），操作系統(tǒng)（Operating System）；應(yīng)用程序庫或軟件包（OFFICE、C、VC、JAVA、CAD、PRO/E、UG、3DMAX、MATLAB、MAPLE 等）。（4）教學(xué)重點(diǎn)

微機(jī)控制系統(tǒng)的定義；常用控制計(jì)算機(jī)的類型、抉擇和權(quán)衡方法；微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和微機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成與種類。

（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。

教學(xué)處理方法：結(jié)合不同微型計(jì)算機(jī)的構(gòu)成和性能特點(diǎn)，以及在機(jī)電一體化中的應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)思

++路的講解，并對(duì)一定的實(shí)例進(jìn)行分析。

8、第四章 機(jī)電一體化系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)（第4.6節(jié)）

第4.2節(jié) 第4.3節(jié) 第4.4節(jié) 第4.5節(jié) 內(nèi)容在計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)原理等課程中已學(xué)習(xí)過，在此不做講解。

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

掌握PLC的基本工作原理與基本構(gòu)成；PLC的編程特點(diǎn)與執(zhí)行過程；了解PLC的應(yīng)用和編程步驟。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·PLC的基本工作原理與基本構(gòu)成

工作原理：使用可編程存儲(chǔ)器存儲(chǔ)用戶設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序指令，由指令實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序操作、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算和I/O接口通訊來控制機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）。

基本構(gòu)成：如圖4-2所示，主要由微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM、EPROM）、I/O接口（數(shù)字、模擬）、編程接口、編程器（含顯示）等組成。·PLC的編程特點(diǎn)與執(zhí)行過程——順序串行編程與執(zhí)行。

·PLC的應(yīng)用舉例——下面借助于實(shí)際例子了解PLC的應(yīng)用和編程步驟（執(zhí)行加工工藝流程）。（4）教學(xué)重點(diǎn)

PLC的基本工作原理與基本構(gòu)成；PLC的編程特點(diǎn)與執(zhí)行過程。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：PLC的編程特點(diǎn)與執(zhí)行過程。

舉例講述PLC在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用和編程特點(diǎn)。

9、第四章 機(jī)電一體化系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)（第4.7節(jié)~第4.8節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

掌握輸入/輸出接口控制信號(hào)的可靠性設(shè)計(jì)基本要求；提高輸入/輸出電路與接口可靠性的主要方法；了解檢測傳感器的分類與基本要求，傳感器的選擇原則及注意事項(xiàng)，傳感器的測量電路和傳感器的微機(jī)接口。

（3）主要教學(xué)內(nèi)容

第4.7節(jié) 微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出控制的可靠性設(shè)計(jì)

·輸入/輸出接口控制信號(hào)的可靠性設(shè)計(jì)基本要求：能可靠地傳遞控制輸入/輸出信息；能夠進(jìn)行信息的轉(zhuǎn)換，以滿足微機(jī)對(duì)輸入/輸出信息轉(zhuǎn)換要求；電平量轉(zhuǎn)換與匹配；電量與非電量轉(zhuǎn)換；強(qiáng)電與弱點(diǎn)轉(zhuǎn)換與匹配；具有阻斷干擾信號(hào)進(jìn)入微機(jī)控制系統(tǒng)的能力。

·提高輸入/輸出電路與接口可靠性的主要方法：光電隔離電路和信息轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)。·信息轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)：弱點(diǎn)/強(qiáng)電轉(zhuǎn)換電路；數(shù)字/脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換；數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換；電量轉(zhuǎn)非電量。

4.8 常用檢測傳感器的性能特點(diǎn)、選用與微機(jī)接口

·檢測傳感器的分類與基本要求：檢測傳感器的定義、作用；檢測傳感器的分類； ·傳感器的選擇原則及注意事項(xiàng)：選用原則；改善和提高傳感器的性能的技術(shù)措施。·傳感器的測量電路：模擬型測量電路；數(shù)字型測量電路；開關(guān)型測量電路。·傳感器的微機(jī)接口：模擬量接口方法、數(shù)字量接口方式、開關(guān)量接口方式。

（4）教學(xué)重點(diǎn)

輸入/輸出接口控制信號(hào)的可靠性設(shè)計(jì)基本要求和提高輸入/輸出電路與接口可靠性的主要方法。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：提高輸入/輸出電路與接口可靠性的主要方法。教學(xué)處理方法：重點(diǎn)講述不同接口電路中的可靠性設(shè)計(jì)方法。（6）課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固掌握機(jī)電一體化微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，微機(jī)選擇應(yīng)滿足的基本條件；提高微機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾能力的主要方法和手段；光電耦合器的光電隔離原理；常用傳感器的種類及其基本特性。

題量4~5題 —— 祥見本課程教案或教學(xué)日歷。

10、第五章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的元、部件特性分析（第5.1節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握機(jī)械系統(tǒng)的主功能和基本特性要求，變換機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)變換分析。了解機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性研究的主要問題和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究的主要問題。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·機(jī)械系統(tǒng)的主功能：將一種機(jī)械物理量變換成與目的要求相對(duì)應(yīng)的另一種機(jī)械物理量（運(yùn)動(dòng)參量、力/力矩參量）。·機(jī)械系統(tǒng)的基本特性要求：在具有承擔(dān)外載荷足夠的強(qiáng)度（бb, бs, бp）和剛度（結(jié)構(gòu)剛度、接觸剛度和局部剛度）的前提下，質(zhì)量和慣量要小，系統(tǒng)響應(yīng)要快，帶負(fù)載的能力要強(qiáng)。·一般線性機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性（傳遞函數(shù)）：X(s)/Fx(s)= 1/[(Jm+JL/i2)s2] 典型機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性（傳遞函數(shù)）：齒輪減速：Y = f(x)=(1/i)x；只有機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：X(s)/Fx(s)= 1/Jms2；只有負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：X(s)/Fx(s)= 1/(JL/i2)s2。

?,??)?x·非線性機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性（傳遞函數(shù)）：Fx?Fm(x,xdf(x)dt?,??)。Fy(y,yy· 變換機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)變換分析：齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（線性）；柔性帶/鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（線性）；回轉(zhuǎn)/直線機(jī)構(gòu)（線性）；間歇機(jī)構(gòu)（非線性）；連桿機(jī)構(gòu)（非線性）；凸輪機(jī)構(gòu)（非線性）等。

·機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性與研究的主要問題：輸出端負(fù)載向輸入端的轉(zhuǎn)換；機(jī)構(gòu)內(nèi)的摩擦力/矩對(duì)輸入端的影響；各外部和內(nèi)部載荷或重力載荷產(chǎn)生的加速度對(duì)機(jī)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件承載能力的影響。

·機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性與研究的主要問題：研究機(jī)構(gòu)要素的慣性和機(jī)構(gòu)中各元素、部件以及整機(jī)的剛度特性和振動(dòng)特性；平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)要素的動(dòng)態(tài)力及動(dòng)態(tài)力矩；空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)要素的動(dòng)態(tài)力及動(dòng)態(tài)力矩；機(jī)構(gòu)輸出端的彈性與動(dòng)態(tài)特性。（4）教學(xué)重點(diǎn)

機(jī)械系統(tǒng)的主功能和基本特性要求；變換機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)變換分析；機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性研究的主要問題和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究的主要問題。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性研究和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究。

教學(xué)處理方法：以動(dòng)力機(jī)構(gòu)、變換機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，分析機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性問題的主要研究內(nèi)容。

11、第五章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的元、部件特性分析（第5.2節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握機(jī)械系統(tǒng)中傳感器的主功能；傳感器的分類；動(dòng)電式變換傳感器的特性和壓電式變換傳感器的特性。了解具有其他平滑特性的變換傳感器和傳感器檢測系統(tǒng)的特性。掌握傳感器檢測系統(tǒng)的整體特性的組成部分與要求。

（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·機(jī)械系統(tǒng)中傳感器的主功能：由傳感元件將機(jī)械物理量變換成電平參量或另一機(jī)械物理量，再經(jīng)運(yùn)算放大器或機(jī)械變速器轉(zhuǎn)換成可接受利用的信號(hào)參量。

·傳感器的分類（按變換物理過程分類）：電/磁變換傳感器（動(dòng)電式、靜電式、磁阻式、霍爾效應(yīng)式等）；壓電變換傳感器；應(yīng)變/電阻變換傳感器；光/電變換傳感器。·典型傳感器的特性。

動(dòng)電式變換傳感器的特性： VS(s)Y(s)?Gme(s)?Ks1?Ls/RRs1?RCs?kRsd?Rs1?RCsd，當(dāng)LS/R<<1時(shí)，傳感器具有線性特征。，當(dāng)RCs>>1時(shí)，Gme≈d/C，放大系壓電式變換傳感器的特性： VS(s)F(s)?Gme(s)?數(shù)與壓電系數(shù)成正比，與電容量成反比。但在τ= RC（固有振動(dòng)周期）低時(shí)，系統(tǒng)測試不準(zhǔn)確。故壓電式變換傳感器只能用在被測信號(hào)頻率足夠高時(shí)，測試結(jié)果才準(zhǔn)確。

·具有其他平滑特性的變換傳感器（即線性特性或數(shù)字特性）：差動(dòng)變壓器傳感器、靜電/電橋式傳感器、應(yīng)變計(jì)傳感器、光電編碼器。

·傳感器檢測系統(tǒng)的特性：機(jī)械變換、機(jī)電變換、電氣變換等部分組成。（4）教學(xué)重點(diǎn)

機(jī)械系統(tǒng)中傳感器的主功能；傳感器的分類；動(dòng)電式變換傳感器和壓電式變換傳感器的特性。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：各類傳感器或傳感系統(tǒng)傳遞函數(shù)特性分析與應(yīng)用。

教學(xué)處理方法；以不同傳感器的工作和應(yīng)用特點(diǎn)為基礎(chǔ)，進(jìn)行特性分析與應(yīng)用原則的講解。

12、第五章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的元、部件特性分析（第5.3節(jié)，第5.4節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握電氣式執(zhí)行元件系統(tǒng)的主功能和系統(tǒng)組成；電磁變換執(zhí)行元件的特性分析；具有反饋環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路電磁變換執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性分析；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性分析。了解壓電式執(zhí)行元件及其特性分析；執(zhí)行元件與機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)合中的若干問題。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·電氣式執(zhí)行元件系統(tǒng)的特性分析

電氣式執(zhí)行元件系統(tǒng)的主功能：將輸入電控信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械物理參量。

電氣式執(zhí)行元件系統(tǒng)的組成：控制電路→驅(qū)動(dòng)電路→電/機(jī)變換→機(jī)械變換。

常用電氣式執(zhí)行元件：DC/AC伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，直線電機(jī)（含電磁鐵）、壓電元件、超聲波電機(jī)等。

·電磁變換執(zhí)行元件的特性分析：DC/AC伺服電機(jī)為例進(jìn)行特性分析。

·具有反饋環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路電磁變換執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性分析：DC伺服電機(jī)典型反饋驅(qū)動(dòng)電路控制的動(dòng)態(tài)特性分析；測速發(fā)電機(jī)（旋轉(zhuǎn)變壓器）反饋驅(qū)動(dòng)電路控制的動(dòng)態(tài)特性分析。·步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性分析：環(huán)行分配、功率放大、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)變換的特性分析 ·壓電式執(zhí)行元件及其特性分析：電壓—電荷—應(yīng)力變形特性分析。

·執(zhí)行元件與機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)合中的若干問題：機(jī)械慣性阻轉(zhuǎn)矩的匹配方法、凸輪理論曲線分析、殘余振動(dòng)分析、無殘余振動(dòng)的定位分析。（4）教學(xué)重點(diǎn)

電磁變換執(zhí)行元件的特性分析；具有反饋環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路電磁變換執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性分析；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性分析。

（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：電磁變換執(zhí)行元件的特性分析；具有反饋環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路電磁變換執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性分析；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性分析。

教學(xué)處理方法：結(jié)合不同的電磁變換元件的工作原理，以及在系統(tǒng)中的應(yīng)用特點(diǎn)，詳細(xì)分析執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性分析。（6）課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固掌握典型機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和常用的線性變換機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用。題量2~3題 —— 祥見本課程教案或教學(xué)日歷。

13、第六章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)電有機(jī)結(jié)合分析與設(shè)計(jì)（第6.1節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)

（2）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握機(jī)電有機(jī)結(jié)合的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容和檢測傳感裝置、信號(hào)轉(zhuǎn)換接口電路、放大電路、電源的匹配選擇與設(shè)計(jì)。穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法的主要設(shè)計(jì)程序及要求。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·機(jī)電有機(jī)結(jié)合的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容：

系統(tǒng)的輸出運(yùn)動(dòng)參數(shù)的技術(shù)狀態(tài)；執(zhí)行元件的參數(shù)選擇；功率（力/力矩）的匹配以及過載能力的驗(yàn)算；各主要元件的選擇與控制電路的設(shè)計(jì)；信號(hào)的有效傳遞；各級(jí)增益的分配；各級(jí)之間阻抗匹配和所采取的抗干擾的措施。

·負(fù)載分析：典型負(fù)載，負(fù)載的等效換算。

·執(zhí)行元件的匹配選擇：伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件的轉(zhuǎn)矩匹配，伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件的功率匹配。

·減速比的匹配選擇與各級(jí)減速比的分配：減速比匹配選擇一般原則要求，各級(jí)減速比的分配原則。·檢測傳感裝置、信號(hào)轉(zhuǎn)換接口電路、放大電路、電源的匹配選擇與設(shè)計(jì)；伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)方法，伺服系統(tǒng)主要功能部件的選擇與設(shè)計(jì)。

·系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立：半閉環(huán)控制方式（數(shù)學(xué)模型），全閉環(huán)控制方式（數(shù)學(xué)模型）。·穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法的主要設(shè)計(jì)程序及要求

（4）教學(xué)重點(diǎn)

機(jī)電有機(jī)結(jié)合的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容和檢測傳感裝置、信號(hào)轉(zhuǎn)換接口電路、放大電路、電源的匹配選擇與設(shè)計(jì)。

（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法的主要設(shè)計(jì)程序及要求的認(rèn)知了解。

教學(xué)處理方法：應(yīng)用實(shí)例分析進(jìn)一步學(xué)習(xí)和認(rèn)知穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法的主要研究內(nèi)容和重點(diǎn)考慮的問題。

14、第六章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)電有機(jī)結(jié)合分析與設(shè)計(jì)（第6.2節(jié)，第6.3節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握機(jī)電有機(jī)結(jié)合的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容，伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法。了解機(jī)械結(jié)構(gòu)彈性變形對(duì)系統(tǒng)的影響和減少影響可采用的措施，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法的主要設(shè)計(jì)程序及要求。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·機(jī)電有機(jī)結(jié)合的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容：在穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)所建立的數(shù)學(xué)模型（傳遞函數(shù)）基礎(chǔ)上，選擇系統(tǒng)的控制方式和校正（或誤差補(bǔ)償）形式；設(shè)計(jì)校正（或誤差補(bǔ)償）裝置，并有效的與穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)所建立的數(shù)學(xué)模型（傳遞函數(shù)）系統(tǒng)相融合，構(gòu)成具有誤差補(bǔ)償作用的反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，最終達(dá)到穩(wěn)定工作和滿足被控制對(duì)象的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)要求。

·伺服系統(tǒng)的控制方式：前置反饋和反向誤差調(diào)節(jié)反饋控制方式。·校正（或誤差補(bǔ)償）形式：波德（Bode）圖法和根軌跡圖法。

·伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法：伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析與過渡過程，動(dòng)態(tài)特性與動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性參量或指標(biāo)，伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性校正，伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)校正分析，速度反饋校正（測速發(fā)電機(jī)局部負(fù)反饋）。機(jī)械結(jié)構(gòu)彈性變形對(duì)系統(tǒng)的影響：有效地減少機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生自激振蕩而影響系統(tǒng)正常工作的各種因素，最有效的方法是機(jī)械系統(tǒng)的控制頻帶避開機(jī)械系統(tǒng)的固有諧振頻率。

·通常采用的方法：機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方程的建立；簡化系統(tǒng)，建立彈性變形時(shí)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞結(jié)構(gòu)框圖；寫出機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞的控制等效框圖；建立機(jī)械系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；應(yīng)用根軌跡法判定系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。

·動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法的主要設(shè)計(jì)程序及要求。

·機(jī)電系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)方法：可靠性的概念、保證產(chǎn)品（系統(tǒng)）可靠性的主要方法。（4）教學(xué)重點(diǎn)

機(jī)電有機(jī)結(jié)合動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容，伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法。

在條件允許的情況下，利用自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真分析設(shè)計(jì)軟件進(jìn)一步分析和學(xué)習(xí)伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法、調(diào)節(jié)程序步驟等機(jī)電有機(jī)結(jié)合動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法的知識(shí)要點(diǎn)。

第三部分

教學(xué)實(shí)施細(xì)則

依據(jù)本課程教學(xué)的性質(zhì)和教學(xué)目的，學(xué)生按本課程教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)掌握和了解各章節(jié)或各教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)目的和要求，是本課程教學(xué)的基本任務(wù)，也是最終考查（考試）的基本范圍和知識(shí)要點(diǎn)，可作為知識(shí)掌握和復(fù)習(xí)的基本內(nèi)容和要求。由此制定出本課程的教學(xué)實(shí)施細(xì)則。

一、課堂教學(xué)方法

以各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)為依據(jù)，以每次課堂教學(xué)為基本教學(xué)單元，采取學(xué)生教師互動(dòng)的教學(xué)方式，相互尊重的人性化管理加強(qiáng)課堂紀(jì)律的整理等教學(xué)模式；在多媒體教學(xué)手段應(yīng)用的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)方法（板書教學(xué)與互動(dòng)）的特點(diǎn)，引用互動(dòng)提問式教學(xué)，突出教學(xué)重點(diǎn)，圖文并茂，盡可能讓每一位學(xué)生更好地認(rèn)知教學(xué)過程中應(yīng)掌握和了解各章節(jié)的重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容和難點(diǎn)。主要教學(xué)方法和手段如下：

1.1教學(xué)前的準(zhǔn)備

認(rèn)真熟悉地理解和掌握本專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，教學(xué)計(jì)劃與課程體系，基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、選修課以及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容等之間的相互關(guān)系和聯(lián)系。

1.2理論教學(xué)前應(yīng)準(zhǔn)備的教輔資料

在認(rèn)真理解和掌握本課程教學(xué)理論研究和應(yīng)用研究的相關(guān)領(lǐng)域和發(fā)展方向的基礎(chǔ)上，消化熟悉所選用教材明確的知識(shí)體系和結(jié)構(gòu)、重點(diǎn)內(nèi)容和要點(diǎn)，參閱相關(guān)參考教材和著作，依據(jù)本課程教學(xué)規(guī)范中教學(xué)大綱的要求，在實(shí)施理論教學(xué)前，應(yīng)完成準(zhǔn)備的教輔資料主要有：課程教學(xué)教案，課程教學(xué)講義，多媒體CAI課件，以及必要的習(xí)題（課內(nèi)、外）等。

1.3課堂教學(xué)過程與方法

以各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)為依據(jù)，以每次課堂教學(xué)為基本教學(xué)單元實(shí)施理論教學(xué)。在教學(xué)過程中，應(yīng)重點(diǎn)注重以下幾方面教學(xué)手段的實(shí)施。

·在教學(xué)硬件設(shè)施許可的條件下，盡量應(yīng)用多媒體教學(xué)方法與傳統(tǒng)板書教學(xué)方法相結(jié)合，再結(jié)合主講教師的教學(xué)特點(diǎn)，進(jìn)行理論教學(xué)。在本課程教學(xué)過程中，引用多媒體教學(xué)手段，具有信息量大，直觀性強(qiáng)的特點(diǎn)；應(yīng)用傳統(tǒng)板書教學(xué)方法具有邏輯性強(qiáng)，易于與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)教學(xué)，同時(shí)也可了解和掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)要點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)的掌握程度。

·教師應(yīng)嚴(yán)于師表，語言行動(dòng)規(guī)范，尊重學(xué)生，平易近人。在上課前互動(dòng)致敬整頓課堂紀(jì)律是每次課教學(xué)的第一手法；在每一課堂教學(xué)中，主講教師應(yīng)直立、面向?qū)W生進(jìn)行教學(xué)，嚴(yán)而不俗，互動(dòng)教學(xué)，隨時(shí)注意學(xué)生的聽課情況和反映，盡可能保持課堂教學(xué)進(jìn)程的完成和課堂紀(jì)律；下課休息時(shí)間，盡量接近學(xué)生，與之交談了解學(xué)生對(duì)本門課程知識(shí)的認(rèn)識(shí)和獲得的教學(xué)效果，盡量針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況，靈活完善教學(xué)方法，使之能盡可能多的掌握本門課程的基本知識(shí)要點(diǎn)。

1.4課外輔助教學(xué)方法

課外輔助教學(xué)主要包括課外作業(yè)、課外輔導(dǎo)，在條件具備的情況下，可帶學(xué)生參觀機(jī)電一體化系統(tǒng)或者產(chǎn)品，進(jìn)行一定的現(xiàn)場講解。教師必須認(rèn)真修改課外作業(yè)，并做必要的批示和有完整的記錄，教師最好全部修改課外作業(yè)；教師必須按規(guī)定時(shí)間按時(shí)進(jìn)行課外輔導(dǎo)，并可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，適當(dāng)拓寬大疑問題的范疇。

二、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的措施和辦法

為了落實(shí)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，有效管理和監(jiān)控教學(xué)進(jìn)程與教學(xué)質(zhì)量，提高教學(xué)效果和總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法，在教學(xué)實(shí)施過程中，主要采取如下措施和方法實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

2.1 課堂教學(xué)與監(jiān)控

每次課程教學(xué)前整頓課堂紀(jì)律，隨機(jī)考勤與課堂提問相結(jié)合，監(jiān)控教學(xué)進(jìn)程與教學(xué)效果，考勤與提問考核結(jié)果作為學(xué)生平時(shí)成績的組成部分。

2.2 課外作業(yè)

2.2.1 主要目的

布置課外習(xí)題作業(yè)應(yīng)達(dá)到的主要目的是使學(xué)生在認(rèn)真復(fù)習(xí)所學(xué)各章節(jié)的基礎(chǔ)上，通過完成課外習(xí)題作業(yè)的方式，進(jìn)一步掌握和鞏固各章節(jié)的基本知識(shí)要點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容，并初步具備靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)（基本原理、方法、概念和觀念），解決相應(yīng)的技術(shù)問題的手段或方法。2.2.2 各章節(jié)課外習(xí)題布置的要點(diǎn)和題量（1）第一章課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固機(jī)電一體化涵義、目的、特征、基本組成要素及可實(shí)現(xiàn)哪些功能；工業(yè)三大要素和機(jī)電一體化三大效果（要素）的內(nèi)涵；電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想、方法；開發(fā)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)之間的關(guān)系與異同。

題量4~5題為宜。（2）第二章課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用；對(duì)傳動(dòng)元件的基本要求；滾珠絲杠副的主要構(gòu)成元件、傳動(dòng)特點(diǎn)以及支承方式（特點(diǎn)）；齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的分配原則。

題量4~5題為宜。（3）第三章課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)中對(duì)執(zhí)行元件的分類與特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行元件的基本要求；步進(jìn)電機(jī)具有哪些特點(diǎn)與環(huán)形分配方式、功率放大器電路種類以及工作原理、細(xì)分電路的特點(diǎn)、細(xì)分方式。

題量4~5題為宜。

（4）第四章課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固掌握機(jī)電一體化微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，微機(jī)選擇應(yīng)滿足的基本條件；提高微機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾能力的主要方法和手段；光電耦合器的光電隔離原理；常用傳感器的種類及其基本特性。題量4~5題為宜。（5）第五章課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固掌握典型機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和常用的線性變換機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用。題量2~3題為宜。

（6）第六章課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)方法和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，以及在設(shè)計(jì)中應(yīng)該掌握的基本要點(diǎn)和提高穩(wěn)態(tài)/動(dòng)態(tài)精度的手段。

題量2~3題為宜。

2.3 輔導(dǎo)答疑

合理安排輔導(dǎo)答疑時(shí)間，并對(duì)學(xué)生提問與答疑交談的結(jié)果，做一定的紀(jì)律，并將提問和認(rèn)知情況作為平時(shí)成績參考的依據(jù)。

2.4近距離與學(xué)生交談

充分利用課余時(shí)間和平時(shí)時(shí)間，近可能地與學(xué)生交談和談心，掌握學(xué)生對(duì)本門課程的認(rèn)識(shí)和知識(shí)掌握的情況，使學(xué)生能認(rèn)識(shí)到學(xué)好本門課程是教師和學(xué)生共同努力的結(jié)果。2.5 考核環(huán)節(jié)

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程屬大學(xué)四年學(xué)習(xí)的專業(yè)綜合性課程，綜合性和實(shí)用性較強(qiáng)，考核的重點(diǎn)在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求，設(shè)計(jì)思想、觀念、思路與方法等范圍。

2.5.1 考核形式與成績構(gòu)成

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程以閉卷考試（卷面成績）為主（85%），平時(shí)成績（含作業(yè)成績、上課考核情況等）為輔（15%）。

3.3.2 閉卷考試的主要內(nèi)容或范圍

第一章：機(jī)電一體化（技術(shù)）的內(nèi)涵、定義或解釋，研究的主要目的和發(fā)展歷史和方向；機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究的主要方向和應(yīng)用特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要素，以及與工業(yè)設(shè)計(jì)基本要素之間的關(guān)系；主要構(gòu)成和功能特征；各基本要素相互聯(lián)系的核心技術(shù)問題——接口技術(shù)；機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法：一般原則（在充分發(fā)揮機(jī)電一體化的三大效能省能源、省資源、智能化，提高系統(tǒng)的附加價(jià)值的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)（產(chǎn)品）的自動(dòng)化操作，即機(jī)電互補(bǔ)法、機(jī)電結(jié)合（融合）法、機(jī)電組合法）；機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的類型：開發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)；

第二章：機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)或選擇的特點(diǎn)，目的，基本功能和基本要求；絲杠螺母機(jī)構(gòu)的基本形式；滾珠絲杠傳動(dòng)部件及其要求；齒輪傳動(dòng)部件及其要求；導(dǎo)軌副的組成、主要類型及其應(yīng)滿足的要求；常見導(dǎo)軌副組合與間隙調(diào)整、特點(diǎn)；提高導(dǎo)軌副耐磨性的措施；滾動(dòng)導(dǎo)軌副的類型與選擇（直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副）。

第三章：執(zhí)行元件的主要類型和特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)執(zhí)行元件的基本要求；常用控制電機(jī)類型與主要特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)伺服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求；典型伺服控制電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)和選用原則；步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性與主要性能指標(biāo)，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制（驅(qū)動(dòng)電路、變頻控制信號(hào)、環(huán)形脈沖分配器、功率放大器、細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路、典型細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路）。第四章：微機(jī)控制系統(tǒng)的定義；了解常用控制計(jì)算機(jī)的類型、抉擇和權(quán)衡方法；PLC的基本工作原理與基本構(gòu)成；PLC的編程特點(diǎn)與執(zhí)行過程；輸入/輸出接口控制信號(hào)的可靠性設(shè)計(jì)基本要求；提高輸入/輸出電路與接口可靠性的主要方法。

第五章：機(jī)械系統(tǒng)的主功能和基本特性要求，變換機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)變換分析；機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性研究的主要問題和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究的主要問題；機(jī)械系統(tǒng)中傳感器的主功能、傳感器的分類、動(dòng)電式變換傳感器的特性和壓電式變換傳感器的特性；傳感器檢測系統(tǒng)的整體特性與要求；電氣式執(zhí)行元件系統(tǒng)的主功能和系統(tǒng)組成；電磁變換執(zhí)行元件的特性分析；具有反饋環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路電磁變換執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性分析；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性分析。

第六章：機(jī)電有機(jī)結(jié)合的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容和檢測傳感裝置、信號(hào)轉(zhuǎn)換接口電路、放大電路、電源的匹配選擇與設(shè)計(jì)；機(jī)電有機(jī)結(jié)合的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容，伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法。了解機(jī)械結(jié)構(gòu)彈性變形對(duì)系統(tǒng)的影響和減少影響可采用的措施，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法的主要設(shè)計(jì)程序及要求。

3.3.3 考試試卷題型及題量的組成原則（1）客觀題

以填空和單項(xiàng)選擇題為主。建議一空和一項(xiàng)選擇為1分，總計(jì)最多不超過30分。（2）簡答題和簡述題

以基本概念、基本定義、基本原理、基本方法和特點(diǎn)為主。建議6~8題為宜，每題6~8分。總計(jì)在40分~50分之間。

（3）思考題或敘述題

以基本原理和方法的應(yīng)用、特點(diǎn)分析為主。建議2~3題為宜，每題8~12分。總計(jì)在20分~30分之間。

二00六年十一月

第二篇：數(shù)控技術(shù)教學(xué)大綱

《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)大綱

課程編號(hào)：數(shù)控技術(shù) 課程類別：專業(yè)教學(xué)課程

授課對(duì)象：機(jī)械制造及自動(dòng)化專業(yè) 開課學(xué)期：第7學(xué)期 學(xué)

分：2學(xué)分 主講教師：倪俊芳

指定教材：宋天麟，《數(shù)控機(jī)床及其使用與維護(hù)》，東南大學(xué)出版社，2003年

教學(xué)目的：

使學(xué)生較全面地了解數(shù)控技術(shù)的基本知識(shí)與核心技術(shù)，掌握數(shù)控加工編程方法、掌握數(shù)控機(jī)床操作技能、學(xué)習(xí)數(shù)控系統(tǒng)的控制原理及數(shù)控設(shè)備的維修技能。并具備進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造、柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)與自動(dòng)化工廠等高新制造技術(shù)領(lǐng)域知識(shí)的相關(guān)能力。

第一章 概述

課時(shí)：2周，共4課時(shí)

第一節(jié)

數(shù)控機(jī)床及其特點(diǎn)

一、數(shù)控機(jī)床的概念

數(shù)字控制的概念，數(shù)控機(jī)床與數(shù)字控制的關(guān)系，數(shù)控機(jī)床的概念

二、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)

通過從加工范圍，加工精度，采用夾具，生產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)效益，工人操作等角度將數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比較，分析數(shù)控機(jī)床的優(yōu)越性能

三、數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成

數(shù)控機(jī)床的工作原理及構(gòu)成模塊，各構(gòu)成模塊的概念和功能，分析其如何相互協(xié)調(diào)工作。

第二節(jié)

數(shù)控機(jī)床分類

一、按控制系統(tǒng)分類

點(diǎn)位控制，直線控制和輪廓控制的概念和應(yīng)用

二、按執(zhí)行機(jī)構(gòu)伺服系統(tǒng)類型分類

開環(huán)，閉環(huán)和半閉環(huán)的概念，反饋裝置和精度

三、按數(shù)控裝置類型分類

硬件式數(shù)控和軟件式數(shù)控的概念及其優(yōu)缺點(diǎn) 第三節(jié)

數(shù)控機(jī)床的發(fā)展

一、國外數(shù)控機(jī)床的發(fā)展

介紹國外數(shù)控機(jī)床的主要發(fā)展歷程

二、國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展

介紹國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的主要發(fā)展歷程

三、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢

分析未來數(shù)控機(jī)床的主要發(fā)展方向

思考題：

1、數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的異同？

2、數(shù)控機(jī)床由哪幾部分組成？

3、簡述數(shù)控機(jī)床的分類？

第二章 數(shù)控編程

課時(shí)：4周，共8課時(shí)

第一節(jié)

編程的概念

一、編程的目的

數(shù)控編程的概念和意義

二、編程的步驟

分析數(shù)控編程的主要步驟及其注意點(diǎn)，對(duì)刀點(diǎn)、刀位點(diǎn)和對(duì)刀的概念和關(guān)系

三、編程的方法

手工編程和自動(dòng)編程的概念

第二節(jié)

手工程序編制的標(biāo)準(zhǔn)

一、數(shù)控的主要標(biāo)準(zhǔn)

介紹ISO、EIA和ASCII碼標(biāo)準(zhǔn)

二、我國數(shù)控的標(biāo)準(zhǔn)

介紹機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)和穿孔紙帶的代碼

第三節(jié)

數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

一、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方向

機(jī)床坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向的命名原則，右手螺旋法則

二、絕對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)與相對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)

絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)的概念

三、機(jī)床原點(diǎn)與工件原點(diǎn)

機(jī)床原點(diǎn)與工件原點(diǎn)的概念及其關(guān)系

第四節(jié)

數(shù)控指令

一、準(zhǔn)備功能指令

準(zhǔn)備功能指令的作用、組成和常用G指令的介紹，刀具補(bǔ)償功能

二、輔助功能指令

輔助功能指令的作用、組成和常用G指令的介紹

三、其他功能指令

指定機(jī)床進(jìn)給速度的F指令，指定主軸轉(zhuǎn)速的S指令，指定刀具的T指令

四、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)

一個(gè)完整數(shù)控程序的組成結(jié)構(gòu)及分析

五、數(shù)控程序的程序段格式

介紹字地址程序段格式和分隔符固定順序格式 第五節(jié)

程序編制中的數(shù)值計(jì)算

基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的概念，非圓曲線節(jié)點(diǎn)的計(jì)算，等間距直線逼近法，等弦長直線逼近法，等誤差直線逼近法和圓弧逼近法 第六節(jié)

數(shù)控編程實(shí)例分析

通過對(duì)幾個(gè)編程實(shí)例的分析，進(jìn)一步鞏固掌握數(shù)控編程 第七節(jié)

自動(dòng)編程

自動(dòng)編程的概念和框架

思考題：

1、簡述數(shù)控編程的步驟？

2、什么是刀具補(bǔ)償功能？

3、什么是自動(dòng)編程？與手工編程的不同點(diǎn)？

第三章 插補(bǔ)計(jì)算原理

課時(shí)：3周，共6課時(shí)

第一節(jié)

插補(bǔ)計(jì)算原理

一、插補(bǔ)的概念

插補(bǔ)的概念和意義

二、插補(bǔ)的方式

按產(chǎn)生數(shù)學(xué)模型分和按輸出數(shù)值形式分

第二節(jié)

逐點(diǎn)比較法

一、逐點(diǎn)比較法的概念和特點(diǎn)

逐點(diǎn)比較法的工作原理，工作節(jié)拍和特點(diǎn)

二、逐點(diǎn)比較法的兩種插補(bǔ)

分析逐點(diǎn)比較法的直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)，給出其偏差判別公式

三、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和終點(diǎn)判別

象限和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的概念，終點(diǎn)判別的實(shí)現(xiàn)方法

四、逐點(diǎn)比較法的合成進(jìn)給速度

脈沖頻率和進(jìn)給速度的關(guān)系

思考題：

1、什么是插補(bǔ)？

2、逐點(diǎn)比較法的工作原理和特點(diǎn)？

3、逐點(diǎn)比較法的終點(diǎn)如何判別？

第四章 進(jìn)給伺服電機(jī)

課時(shí)：2周，共4課時(shí)

第一節(jié)

伺服系統(tǒng)概述

一、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能

進(jìn)給速度的范圍，工作的穩(wěn)定性，跟隨誤差和位移精度

二、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成

開環(huán)伺服系統(tǒng)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)

第二節(jié)

伺服系統(tǒng)裝置

步進(jìn)電機(jī)的分類，機(jī)構(gòu)和工作原理

思考題：

1、對(duì)數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的要求？

2、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有哪幾部分組成？

3、步進(jìn)電機(jī)是如何工作的？

第五章 機(jī)床結(jié)構(gòu)和機(jī)械部件

課時(shí)：3周，共6課時(shí)

第一節(jié)

數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一、數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

對(duì)加工精度、切削效率和使用效率要求

二、提高機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛度

構(gòu)件的合理結(jié)構(gòu)形式，合理的結(jié)構(gòu)布局

三、提高機(jī)床的抗震性

機(jī)床的強(qiáng)迫震動(dòng)和自激震動(dòng)

第二節(jié)

數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)部件

一、主運(yùn)動(dòng)變速系統(tǒng)的參數(shù)

動(dòng)力參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)

二、主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)速數(shù)列，變速級(jí)數(shù)與變速組傳動(dòng)副數(shù)的關(guān)系，變速組的變速范圍和級(jí)比，結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式，設(shè)計(jì)步驟、方法和原則

三、主運(yùn)動(dòng)無級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

主運(yùn)動(dòng)寬調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)，恒功率和恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)，主軸轉(zhuǎn)速的自動(dòng)變換，液壓變速機(jī)構(gòu)和電磁離合器變速

四、主軸部件

主軸端部的結(jié)構(gòu)形狀，主軸部件的支承，主軸的材料和熱處理 第三節(jié)

自動(dòng)換刀裝置

一、自動(dòng)換刀裝置的形式

回轉(zhuǎn)刀架換刀、更換主軸換刀、更換主軸箱換刀和帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)

二、刀庫的形式

鼓輪式和鏈?zhǔn)?/p>

三、設(shè)計(jì)刀庫時(shí)應(yīng)考慮的主要問題

確定刀庫儲(chǔ)存量、縮短選刀時(shí)間、運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)適宜、運(yùn)行平穩(wěn)和刀座在刀庫中的排列等

四、刀具的選擇方式

順序選擇刀具和任意選擇刀具

五、任意選擇刀具的編碼方式

刀具編碼方式、刀座編碼方式、編碼附件方式

六、刀具（刀座）識(shí)別裝置

接觸式刀具識(shí)別裝置、非接觸式刀具識(shí)別裝置、利用plc實(shí)現(xiàn)隨機(jī)換刀

七、刀具交換裝置

交換裝置的形式、刀具的夾持

思考題：

1、數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求是什么？

2、簡述主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟？

3、簡述加工中心是如何自動(dòng)選刀的？

第六章 數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置

課時(shí)：2周，共4課時(shí)

第一節(jié)

位置檢測裝置的要求

一、基本要求

抗干擾性，精度和速度，使用維護(hù)性和成本

二、位置檢測裝置的分類

數(shù)字式測量、模擬式測量、增量式測量、絕對(duì)式測量、直接測量和間接測量

第二節(jié)

感應(yīng)同步器位置檢測裝置

一、感應(yīng)同步器的工作原理

利用電磁耦合原理將位移或轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)

二、感應(yīng)同步器的分類

直線感應(yīng)同步器、圓感應(yīng)同步器

三、鑒相型系統(tǒng)的工作原理

通過檢測感應(yīng)電壓的相位來測量位移

四、鑒幅型系統(tǒng)的工作原理

通過檢測感應(yīng)電壓的幅值來測量位移

五、感應(yīng)同步器的特點(diǎn)及使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

精度高、可拼接、適應(yīng)性強(qiáng)、壽命長、注意安裝間隙 第三節(jié)

旋轉(zhuǎn)變壓器位置檢測裝置

一、旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理

電磁耦合原理，精度較低，用于精度不高或大型機(jī)床粗測或中測系統(tǒng)中。

二、磁阻式多極旋轉(zhuǎn)變壓器

無接觸式磁阻可變的耦合變壓器 第四節(jié)

磁尺位置檢測裝置

一、磁性標(biāo)尺

平面實(shí)體型磁尺、帶狀磁尺、線狀磁尺和圓型磁尺

二、磁頭

速度響應(yīng)型磁頭和磁通響應(yīng)型磁頭

三、檢測線路

鑒幅型系統(tǒng)工作原理和鑒相型系統(tǒng)工作原理

四、磁尺特點(diǎn)

制造工藝簡單、可以制作較長、難以跟上高的移動(dòng)速度 第五節(jié)

光柵位置檢測裝置

一、光柵檢測的工作原理及分類

應(yīng)用于閉環(huán)系統(tǒng)中測量長度、角度、速度、加速度，直線光柵和圓光柵，放大作用、平均效應(yīng)和莫爾條紋的移動(dòng)規(guī)律

二、直線光柵檢測裝置的辨向

至少兩個(gè)光電元件才能進(jìn)行光柵檢測工作

三、提高光柵分辨精度的措施

提高刻線精度和增加線紋密度，采用倍頻方法來提高分辨率

四、光柵檢測裝置的特點(diǎn)

精度高、無磨損、調(diào)試?yán)щy，對(duì)環(huán)境要求高 第六節(jié)

脈沖編碼器

一、原理

光電感應(yīng)獲取脈沖信號(hào)，無磨損，可得到較快的響應(yīng)速度

二、增量式編碼器

相對(duì)于前一點(diǎn)或轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)，若因故停機(jī)后不能再找到原前執(zhí)行部件的正確位置

三、絕對(duì)值式編碼器

通過讀取編碼器上的圖案來表示數(shù)值，克服增量式的缺點(diǎn)，但易誤讀

四、葛萊編碼器

每個(gè)十進(jìn)制數(shù)字之間只有一位二進(jìn)制碼不同，能把誤讀控制在一個(gè)信號(hào)之內(nèi)，提高了精度

思考題：

1、位置檢測裝置分為哪幾類？

2、簡述旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理？

3、簡述光柵檢測的工作原理和特點(diǎn)？

參考書目廖效果，朱啟逑．?dāng)?shù)字控制機(jī)床[M]．武漢：華中理工大學(xué)出版社，1992．9 2 顧京．?dāng)?shù)控機(jī)床加工程序編制[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997．8 3 嚴(yán)愛珍．機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 4 高鐘毓．機(jī)電一體化設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000．9 5 葉伯生．計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)原理、編程與操作[M]．武漢：華中理工大學(xué)出版社，1999 6 于華．?dāng)?shù)控機(jī)床的編程及實(shí)例[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 7 李善術(shù)．?dāng)?shù)控機(jī)床及其應(yīng)用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 8 劉文信，孫學(xué)禮．機(jī)床數(shù)控技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 9 王永章．機(jī)床的數(shù)字控制技術(shù)[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1995 10 劉又午，杜君文．?dāng)?shù)字控制機(jī)床[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997 11 張俊生．金屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)床[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 12 楊有君．?dāng)?shù)字控制技術(shù)與數(shù)控機(jī)床[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 13 方沂．?dāng)?shù)控機(jī)床編程與操作[M]．北京：國防工業(yè)出版社，1999．9 14 王侃夫．?dāng)?shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 15 劉躍南．機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控及其應(yīng)用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 16 許祥泰，劉艷芳．?dāng)?shù)控加工編程實(shí)用技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000．1 17 李峻勤，費(fèi)仁元．?dāng)?shù)控機(jī)床及其使用與維修[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2000．10 18 楊岳．CAM技術(shù)與應(yīng)用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 19 孫大涌，屈賢明，張松濱．先進(jìn)制造技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 20 王志平．機(jī)床數(shù)控技術(shù)應(yīng)用[M]．北京：高等教育出版社，1998．7

執(zhí)筆人：倪俊芳

2006年10月8日

第三篇：數(shù)控技術(shù)課程

數(shù)控技術(shù)課程

1數(shù)控編程與加工技術(shù)。2數(shù)控加工工藝。

3、Mastercam4、機(jī)械制圖 5、Autocad6、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)

7、數(shù)控故障診斷維修與維護(hù)

8、數(shù)控機(jī)床電器控制

9、PLC技術(shù)

10單片機(jī)原理與技術(shù)

11、電工電子技術(shù)

12、數(shù)控專業(yè)英語13數(shù)字電子技術(shù)14液壓與氣動(dòng)

15、數(shù)控加工工藝學(xué)16,、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、17、金屬材料學(xué)18 工程力學(xué)、19材料力學(xué) 20、Visual Basic6.0 編程與開發(fā)21高等數(shù)學(xué)、22線性代數(shù)、23、大學(xué)英語

24數(shù)控操作與編程

就想到這些了，還有些可能落下一兩個(gè)哦

第四篇：《數(shù)控技術(shù)》教學(xué)大綱2

《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)大綱

課程中文名稱：數(shù)控技術(shù)/ NC Technology

課程總學(xué)時(shí)/學(xué)分：48/3（其中理論42學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)）

適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、機(jī)械工程及自動(dòng)化、材料成型與控制工程專業(yè)、過程裝備與控制工程

一、教學(xué)目的和任務(wù)

本課程的教學(xué)目的與任務(wù)是使學(xué)生理解數(shù)控加工的基本概念、基本原理，熟悉數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)，掌握常見數(shù)控加工方法與加工工藝、編程與數(shù)控機(jī)床的基本使用，具有綜合應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)的基本能力與工程素質(zhì)。

二、教學(xué)基本要求

該課程的基本要求是：

1、了解數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展、基本分類、典型數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢和自動(dòng)編程系統(tǒng)；

2、理解數(shù)控加工技術(shù)中的基本概念、基本原理和數(shù)控機(jī)床各組成部分的控制結(jié)構(gòu)，數(shù)控車床、銑床、加工中心、數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床和數(shù)控電火花成形機(jī)床的主要功能、分類與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要加工對(duì)象；

3、掌握常見數(shù)控加工方法（數(shù)控車削、數(shù)控銑削、加工中心加工、數(shù)控電火花線切割、數(shù)控電火花成形加工）的加工工藝與工裝、程序編制；

4、具備編制零件的數(shù)控加工工藝和數(shù)控程序的能力（手工編制簡單零件數(shù)控程序，自動(dòng)編制復(fù)雜零件數(shù)控程序）；

5、常用數(shù)控機(jī)床和其它數(shù)控設(shè)備的運(yùn)用能力；

6、使用和調(diào)試工裝的能力；

7、常用維護(hù)（維修）、選用、安裝與調(diào)試、檢測、驗(yàn)收與管理數(shù)控機(jī)床的一般能力；

8、具有數(shù)控加工的職業(yè)涵養(yǎng)和較好的數(shù)控技術(shù)綜合的一般工程素質(zhì)。

三、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配

第一章數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）

了解數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展，掌握數(shù)控機(jī)床的工作原理、組成與特點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床的分類，數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)，數(shù)控加工和程序編制基礎(chǔ)，重點(diǎn)掌握數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求，了解數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢。

難點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床的工作原理，數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)。

第二章數(shù)控機(jī)床各組成部分的結(jié)構(gòu)及其控制原理（7學(xué)時(shí)）

理解數(shù)控原理，掌握數(shù)控機(jī)床各組成部分的結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。

難點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床的控制原理。

第三章數(shù)控車削加工技術(shù)（6學(xué)時(shí)）

了解數(shù)控車床的用途、組成及布局、分類和典型結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)掌握數(shù)控車削的加工工藝與工裝，熟悉數(shù)控車削編程的常用指令用法，數(shù)控車削實(shí)例、工藝和綜合編程等內(nèi)容。

難點(diǎn)：數(shù)控車削的加工工藝和綜合編程。

第四章數(shù)控銑削加工技術(shù)（5學(xué)時(shí)）

了解數(shù)控銑床的用途、組成及布局、分類和典型結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)掌握數(shù)控銑削的加工工藝與工裝，熟悉數(shù)控銑削編程的常用指令用法，數(shù)控銑削實(shí)例、工藝和綜合編程等內(nèi)容。

難點(diǎn)：數(shù)控銑削的加工工藝和綜合編程。

第五章加工中心加工技術(shù)（5學(xué)時(shí)）

了解加工中心的分類與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要功能和加工對(duì)象，掌握加工中心的加工工藝與工裝、程序編制，以及加工綜合實(shí)例等內(nèi)容。

難點(diǎn)：加工中心的加工工藝和綜合編程實(shí)例。

第六章數(shù)控特種加工技術(shù)（6學(xué)時(shí)）

理解數(shù)控電火花成形加工原理，數(shù)控電火花成形機(jī)床的主要組成、加工特點(diǎn)，掌握加工的一般工藝規(guī)律、工藝過程及實(shí)例；理解數(shù)控電火花線切割加工原理，數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床分類與基本組成、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，掌握數(shù)控電火花線切割的工藝與工裝、編程與加工實(shí)例。

難點(diǎn)：數(shù)控電火花成形加工的一般工藝規(guī)律、工藝過程及編程實(shí)例；數(shù)控電火花線切割的工藝與工裝、編程與加工實(shí)例。

第七章數(shù)控自動(dòng)編程技術(shù)（5學(xué)時(shí)）

掌握數(shù)控自動(dòng)編程技術(shù)。

難點(diǎn)：3D零件的數(shù)控自動(dòng)編程。

第八章數(shù)控技術(shù)綜合應(yīng)用（4學(xué)時(shí)）

一般掌握數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修綜合實(shí)例，數(shù)控機(jī)床的選用，數(shù)控機(jī)床的安裝與調(diào)試，數(shù)控機(jī)床的檢測、驗(yàn)收與設(shè)備管理。

難點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修綜合應(yīng)用。

四、教學(xué)方法及手段

教學(xué)方法：理論教學(xué)可選擇案例式、講練結(jié)合式、討論啟發(fā)式、歸納式、現(xiàn)場教學(xué)式等方法；實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）教學(xué)可采用模塊教學(xué)式、仿真式（模擬軟件）、頂崗式等多種教學(xué)方法；課外教學(xué)可采用數(shù)控技術(shù)講座、競賽等形式。

教學(xué)手段：課堂教學(xué)可探索采用CAI課件、電視錄像片、模擬軟件演示等手段；實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）教學(xué)可采用仿真（數(shù)控編程模擬）、濃縮、多媒體軟件與環(huán)鏈等手段；課外采用在網(wǎng)上公布的電子教案、網(wǎng)絡(luò)課件和教學(xué)錄像等手段，把圖像、二維和三維動(dòng)畫、音頻、視頻等表現(xiàn)形式集為一體，形成立體化的教學(xué)環(huán)境。

五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)一：數(shù)控機(jī)床總體結(jié)構(gòu)與典型數(shù)控機(jī)床實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)二：數(shù)控車削加工綜合實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)三：數(shù)控銑削加工綜合實(shí)驗(yàn)

六、前續(xù)課程、后續(xù)課程

前續(xù)課程：機(jī)械控制理論基礎(chǔ)、機(jī)械工程設(shè)計(jì)、機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)電控制技術(shù)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、機(jī)械制造工藝學(xué)。

后續(xù)課程：機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、精密加工與特種加工、柔性制造自動(dòng)化等。

七、考核方式

考核以目標(biāo)控制為主，同時(shí)嚴(yán)格過程控制。課程考試成績由兩部分組成，第一部分包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、平時(shí)作業(yè)等，占30%；第二部分為期末閉卷考試成績，占70%。

八、教材及主要參考資料

教材：王永章，等，主編．《數(shù)控技術(shù)》（第1版第2次印刷），高等教育出版社，2003.4。主要參考資料：

1、宋本基主編．《數(shù)控機(jī)床》（第1版），哈爾濱工程大學(xué)出版社，1999.3；

2、逯曉勤，李海梅，申長雨編著．《數(shù)控機(jī)床編程技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1第1版；

3、明興祖主編．《數(shù)控加工技術(shù)》（第1版第3次印刷），化學(xué)工業(yè)出版社，2003.1；

4、明興祖主編．?dāng)?shù)控加工綜合實(shí)踐教程，清華大學(xué)出版社，2008.2；

5、課程教學(xué)網(wǎng)站：http://58.20.192.206/ec/C51/zjjs-1.htm

第五篇：《數(shù)控技術(shù)》教學(xué)大綱[定稿]

《數(shù)控技術(shù)》教學(xué)大綱

一、課程簡介：

《數(shù)控技術(shù)》是機(jī)械類專業(yè)的一門必修主干專業(yè)基礎(chǔ)課程。隨著數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造行業(yè)中的推廣和普及，數(shù)控技術(shù)越來越顯示出其重要性。為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，作為機(jī)械類學(xué)生來說，應(yīng)該掌握數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用中的一些基本知識(shí)和技能，以便將來走上工作崗位能適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械學(xué)科技術(shù)發(fā)展的需要。

通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生在數(shù)控編程、數(shù)控原理、數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)以及數(shù)控新技術(shù)的發(fā)展等方面的專業(yè)知識(shí)。通過本課程的課堂講授、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，使得學(xué)生在理論與實(shí)踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和較為全面的專業(yè)知識(shí)，并且具備一定的實(shí)際操作能力，為今后參加實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

課程內(nèi)容主要包括：數(shù)控技術(shù)概論、數(shù)控編程、數(shù)控原理、數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床檢測元件、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)基本知識(shí)等。通過課程內(nèi)容的講授、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)以及課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，本課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握數(shù)控加工工藝過程、數(shù)控原理的基本理論知識(shí)；具備編制數(shù)控加工程序及進(jìn)行CAM加工的基本能力；了解數(shù)控檢測元件的基本檢測原理與安裝使用方法；了解CNC與FMS制造系統(tǒng)的基本概念和應(yīng)用。

二、前修課程、能力和知識(shí)結(jié)構(gòu)要求：

先修課程：金屬切削原理及刀具、金屬切削機(jī)床、微機(jī)原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)、相關(guān)的基本編程語言等。

先修主要能力和知識(shí)結(jié)構(gòu)：在講授本課程之前，需要學(xué)生能夠掌握基本的機(jī)械設(shè)計(jì)與普通機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)等知識(shí)，對(duì)加工工藝過程有一個(gè)了解；熟悉匯編語言和C語言，能夠有一定的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ粚?duì)數(shù)控機(jī)床有一個(gè)基本的感性認(rèn)識(shí)。

三、課程主要內(nèi)容

1.概論

內(nèi)容:數(shù)控技術(shù)的基本概念、基本原理；數(shù)控機(jī)床的組成、分類、產(chǎn)生歷史和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。

2.數(shù)控編程技術(shù)

內(nèi)容:數(shù)控程序編制的內(nèi)容和方法: 數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)、指令代碼、工藝基礎(chǔ)； 數(shù)控車削、數(shù)控銑削和數(shù)控孔加工的程序編制； 數(shù)控程編的數(shù)學(xué)處理；自動(dòng)編程系統(tǒng)的基本原理，CAD/CAM軟件（MASTERCAM9.1）軟件的使用。

3.數(shù)控插補(bǔ)原理

內(nèi)容: 數(shù)控加工軌跡控制的原理：基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)、數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)及其各種插補(bǔ)功能的實(shí)現(xiàn)方法，刀具半徑補(bǔ)償方法、速度控制方法。

4.計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）裝置

內(nèi)容:CNC裝置的功能、硬件結(jié)構(gòu)、軟件結(jié)構(gòu)；CNC裝置接口,開關(guān)量控制及PLC在數(shù)控中的應(yīng)用；開放式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

5.數(shù)控系統(tǒng)的檢測裝置

內(nèi)容：數(shù)控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中檢測裝置原理和應(yīng)用。

6.數(shù)控伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

內(nèi)容：數(shù)字直、交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(以交流為主)的組成、功能、速度控制、位置控制的原理。

7.數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)

內(nèi)容：數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)換刀系統(tǒng)和輔助裝置。

四、課程重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法

解決辦法：結(jié)合數(shù)控機(jī)床加工錄像、多媒體動(dòng)畫演示和軌跡控制實(shí)驗(yàn)演示，理解數(shù)控軌跡控制的基本原理—多坐標(biāo)微位移的合成運(yùn)動(dòng)。2.數(shù)控編程技術(shù)重點(diǎn):

①數(shù)控加工程序的編程方法。

②常用G代碼的指令格式、功能原理、應(yīng)用條件。

③零件的孔加工、車加工和銑削加工“手工編程”方法。④復(fù)雜形狀工件的計(jì)算機(jī)輔助編程方法。難點(diǎn):

①G代碼的指令的功能和應(yīng)用。②數(shù)控編程的工藝基礎(chǔ)。

③復(fù)雜形狀工件的計(jì)算機(jī)輔助編程方法。

解決辦法：通過多媒體講解和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)、實(shí)際加工相結(jié)合，來理解和掌握代碼的指令功能和應(yīng)用，并掌握程序的編制、調(diào)試和回零位、對(duì)刀、試切、實(shí)際加工等操作過程。通過MASTERCAM軟件的CAD/CAM功能，進(jìn)行實(shí)體設(shè)計(jì)、加工軌跡生成、實(shí)際加工的現(xiàn)場教學(xué)和實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握復(fù)雜形狀工件的計(jì)算機(jī)輔助編程方法。

3.數(shù)控插補(bǔ)原理重點(diǎn):

①數(shù)字積分插補(bǔ)算法。②數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)算法。難點(diǎn):

①圓弧數(shù)字積分插補(bǔ)算法。②圓弧數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)算法。③C刀補(bǔ)的原理。

④進(jìn)給速度計(jì)算和加減速控制。

解決辦法：在授課、實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)三合一多媒體教室授課，除了教師采用動(dòng)畫的形式精講外，微型機(jī)床的現(xiàn)場插補(bǔ)過程，使抽象難于理解、難于講解的插補(bǔ)原理和算法形象化。

4.計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）裝置 重點(diǎn):

①數(shù)控裝置的功能。

②單微處理器數(shù)控裝置的硬件結(jié)構(gòu)。③計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的軟件結(jié)構(gòu)。難點(diǎn):

①各種軟件功能是如何實(shí)現(xiàn)的。

解決辦法：在授課、實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)三合一多媒體教室授課，課堂講解和現(xiàn)場展示和演示、實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，加深學(xué)生對(duì)數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、各種功能實(shí)現(xiàn)方法的認(rèn)識(shí)和理解。

5.數(shù)控系統(tǒng)的檢測裝置 重點(diǎn):

①數(shù)控系統(tǒng)中光電脈沖編碼器檢測邏輯電路原理及波形圖。②數(shù)控系統(tǒng)中光柵尺檢測邏輯電路原理及波形圖。難點(diǎn):

對(duì)于帶有方向端計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器時(shí)，檢測電路構(gòu)成的區(qū)別。

解決辦法：學(xué)生加強(qiáng)對(duì)先修課程“數(shù)字電路”知識(shí)的復(fù)習(xí),教師結(jié)合數(shù)控的具體要求進(jìn)行講解。

6.數(shù)控伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 重點(diǎn)：

①應(yīng)用“脈寬調(diào)制”速度控制原理的數(shù)控伺服驅(qū)動(dòng)的速度控制。②應(yīng)用“交流變頻”調(diào)速原理的數(shù)控伺服驅(qū)動(dòng)的速度控制。③交流調(diào)速的“矢量變換控制”原理 難點(diǎn)：

①電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)的數(shù)學(xué)模型。②正弦脈寬調(diào)制原理。③矢量控制原理。

④脈寬調(diào)制原理功放電路。

解決辦法：該部分內(nèi)容涉及到“數(shù)字電路”、“模擬電路”、“自動(dòng)控制”、“電機(jī)學(xué)”和“計(jì)算機(jī)應(yīng)用”等知識(shí)，而且是綜合應(yīng)用，所以較難理解。解決辦法是首先預(yù)習(xí)所引用的知識(shí)，然后在各學(xué)科知識(shí)在數(shù)控技術(shù)的綜合應(yīng)用上詳細(xì)講解，再通過答疑、實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解該部分知識(shí)難點(diǎn)。

五、課程學(xué)時(shí)分配

《數(shù)控技術(shù)》授課課時(shí)分配表

六、課程教學(xué)方法

以教師課堂講授為主，并結(jié)合現(xiàn)場教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、校外實(shí)習(xí)基地參觀等，以及教學(xué)過程中運(yùn)用多媒體課件、相關(guān)教學(xué)軟件等多方式教學(xué)方法。

七、成績考核方式

本科為考試課，成績以百分計(jì)，平時(shí)成績（上課表現(xiàn)、考勤及作業(yè)成績）占總成績的20%，考試成績占總成績的80%。實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)成績另行計(jì)算

八、制定本大綱的有關(guān)說明

1.本大綱在編寫過程中力求學(xué)生在掌握好基本理論、基本知識(shí)的同時(shí)，學(xué)好一門實(shí)用技能和現(xiàn)代加工設(shè)備使用方法，掌握數(shù)控編程基本技能，會(huì)進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計(jì)，掌握伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理以及機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。2.與本課程相關(guān)的課程及內(nèi)容說明(1)本課程是在“金屬切削原理與刀具”、“微機(jī)原理”、“機(jī)械設(shè)計(jì)”和“金屬切削機(jī)床”“機(jī)械制造工藝學(xué)”、“傳感器與檢測技術(shù)”、“匯編語言”、“C語言程序設(shè)計(jì)”等課程后講授，與本課程有關(guān)的內(nèi)容，本課程將不予重復(fù)。

(2)本課程是以數(shù)控機(jī)床加工過程為主線，分別介紹數(shù)控編程、硬軟件結(jié)構(gòu)、伺服系統(tǒng)及位置檢測、數(shù)控機(jī)床用PLC與數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，數(shù)控機(jī)床加工過程貫穿于課程的各個(gè)環(huán)節(jié)。

3.教學(xué)環(huán)節(jié)的說明

根據(jù)本課程來源于和應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的特點(diǎn)，為使學(xué)生牢固地掌握本門課程的基本理論和內(nèi)容，提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的理論分析和解決工程實(shí)際問題的能力，必須在講課的同時(shí)和講授課程之后，加強(qiáng)有關(guān)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。課內(nèi)學(xué)時(shí)不含實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。(1)習(xí)題：在課程講授過程中，結(jié)合各階段課程的中心內(nèi)容布置適當(dāng)?shù)牧?xí)題作業(yè)供學(xué)生分析、計(jì)算、思考和討論。(2)實(shí)驗(yàn)

為加深對(duì)基本理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究技能和實(shí)際動(dòng)手能力，開設(shè)以下實(shí)驗(yàn)：

預(yù)約選

做，以豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。另外，所有實(shí)驗(yàn)都有配套的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、思考題等詳細(xì)資料說明。（3）數(shù)控實(shí)訓(xùn) 本課程授課結(jié)束后，在學(xué)校工程實(shí)訓(xùn)中心，安排1周的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割加工、數(shù)控電火花成型加工、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)等編程、加工等數(shù)控操作實(shí)訓(xùn)。

（詳見數(shù)控實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書，已另行成冊(cè)）。

（4）課程設(shè)計(jì) 數(shù)控實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，安排兩周以數(shù)控系統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)和硬、軟件為中心內(nèi)容的課程設(shè)計(jì)，以培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)及綜合應(yīng)用能力（詳見課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，已另行成冊(cè)）。

4.本課程授課計(jì)劃與進(jìn)度

主講教師根據(jù)本大綱和學(xué)校教學(xué)安排的實(shí)際情況，制定具體的授課進(jìn)度計(jì)劃。

大綱制定者：張桂香大綱審定者：趙玉剛