ZD4122 机电一体化专业主干课程课程标准.docx
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ZD4122机电一体化专业主干课程课程标准
机电一体化专业主干课程课程标准
《CAD/CAM应用》课程标准
一、课程基本情况
总学时：
32
总学分：
2.5
修课方式：
必修
考核方式：
考试
先修课程：
机械制图、机床设计基础、数控编程技术、互换性测量与技术、机械制造技
术。
教材：
《模具CAD/CAM》李军主编，国防工业出版社
参考书：
《UGCAD/CAM基础教程》张幼军、王世杰主编，清华大学工业出版社
二、课程简述
本课程是根据现代机械制造技术的发展，为机械设计与设计、数控技术、机电一体化、模具设计与制造等专业设置的一门重要的必修课；使学生了解并掌握计算机辅助设计与制造技术（CAD/CAM）的基础知识。
本课程的主要任务是拓宽学生的知识面，使学生了解并掌握计算机辅助设计和辅助制造在机械制造技术领域中运用的基本知识。
主要介绍CAD/CAM系统的硬件和软件组成，并向学生介绍一种通用的软件，使学生获得计算机辅助设计与制造技术的初步知识。
课程的基本要求：
（1）了解在CAD/CAM系统中硬件和软件的组成及含义；
（2）掌握用CAD/CAM软件设计中等复杂程度的三维造型实体；
（3）掌握由三维造型实体转变为二维工程图的基本方法；
（4）了解三维CAD/CAM基本知识；
（5）熟悉一种应用软件，掌握机械零件设计的基本流程，并能中等难度的数控自动编程。
三、学习成果
（一）专业能力
1.2D图纸的分析能力
2.3D零件的造型能力。
3.数控机床的操作与调整。
4.合理选择零件装配方法的能力,
5.使用多种建模装配法进行产品设计的能力。
（二）关键能力
1.获取信息：
能够从较复杂的任务中获取关键信息，并熟练地应用先进手段获得解决任务地信息；
2.自主学习：
能够自主学习并掌握新知识、新技能；
3.解决问题：
能够自主正确分析问题，并能提出解决方案；
4.负责耐劳：
能够在一定目标下，负责、踏实、稳定、注重质量地完成比较脏累地工作任务；
5.人际沟通：
具有较复杂地书面和口头表达能力；
6.团队合作：
能够与他人协作完成较复杂地工作任务。
四、课程内容
（一）教学内容
1.UGNX4.0的运行环境及基本操作
lUG软件的特点。
lUGNX4的模块。
lUGNX4的产品设计流程。
lUGNX4的基本操作流程。
lUGNX4的系统要求。
l基本界面介绍。
l常用菜单。
l基本操作。
2草绘截面
l草图工具对话框
l草图功能选项
l草图约束
l草图操作
l草图管理
l编辑草图
3实体特征的构建
l构建基准特征
l特征建模
l特征的扩展
l特征操作
l特征补充
l特征的编辑
4虚拟装配
l装配概述
l装配结构编辑
l爆炸图
5绘制工程图
lUG的工程图模块
l工程图管理功能
l视图管理功能
l剖视图的应用
l工程图中的对象插入功能
l工程图标注功能
l编辑绘图对象
l工程图参数的设置
l工程图的其他功能
6级进模
lUGNX4.0级进模设计模块（PDW）的功能
lPDW级进模设计的一般流程
l级进模毛坯排样及条料排样设计、废料设计和工艺力计算
l工艺设计、模架与标准伯的选用、模具结构设计
7注塑模
l项目初始化设置
l工件的创建
l模具型腔的布局
l模具工具的使用
l补片的操作方法
l型芯与型腔的创建
l模架与标注件的使用
8UGCAM
l型腔铣加工操作
l二次开粗的方法
l等高轮廓铣加工操作
l平面铣加工操作
l固定轴曲面轮廓铣加工操作
（二）课时分配
序号
内容
理论课
上机
1
UGNX4.0的运行环境及基本操作
1
1
2
草绘截面
5
5
3
实体特征的构建
6
6
4
虚拟装配
4
4
5
绘制工程图
4
4
6
级进模
5
5
7
注塑模
5
5
8
UGCAM
6
6
小计
36
36
合计
72
五、评估内容
（一）专业能力评估
学习成果
评估活动
评估标准
UGNX4.0运行环境及视角
1.了解UG软件的特点。
2.了解UGNX4的模块。
3.了解UGNX4的产品设计流程。
4.了解UGNX4的基本操作流程。
5.了解UGNX4的系统要求。
6.了解基本界面介绍。
7.了解常用菜单。
8.掌握基本操作。
期末成绩占70％、平时占30％
草绘截面
1.掌握草图工具对话框
2.掌握草图功能选项
3.掌握草图约束
4.掌握草图操作
5.掌握草图管理
6.掌握编辑草图
实体特征的构建
1.掌握构建基准特征
2.掌握特征建模
3.掌握特征的扩展
4.掌握特征操作
5.掌握特征补充
6.掌握特征的编辑
虚拟装配
1.熟练掌握UG软件的虚拟装配功能；
2.熟练掌握UG软件装配图爆炸功能；
3.能进行自底向上、自顶向下建模。
4.掌握复杂产品装配的思路与方法；
5.根据产品的特点选择合理的装配方法；
6.能利用自顶向下建模在装配中完善产品设计。
绘制工程图
1.了解UG的工程图模块
2.了解工程图管理功能
3.视图管理功能
4.掌握剖视图的应用
5.掌握工程图中的对象插入功能
6.掌握工程图标注功能
7.掌握编辑绘图对象
8.掌握工程图参数的设置
9.了解工程图的其他功能
级进模
1.了解UGNX4.0级进模设计模块（PDW）的功能
2.掌握PDW用于级进模设计的一般流程
3.掌握级进模毛坯排样及条料排样设计、废料设计和工艺力计算
4.了解工艺设计、模架与标准伯的选用、模具结构设计
注塑模
1.掌握项目初始化设置
2.掌握工件的创建
3.掌握模具型腔的布局
4.掌握模具工具的使用
5.掌握补片的操作方法
6.掌握型芯与型腔的创建
7.了解模架与标注件的使用
UGCAM
1.掌握型腔铣加工操作
2.掌握二次开粗的方法
3.掌握等高轮廓铣加工操作
4.掌握平面铣加工操作
5.掌握固定轴曲面轮廓铣加工操作
（二）关键能力评估
关键能力
等级标准
优
良
及格
信息获取
（1）能够从复杂学习或工作任务中准确理解并获取完整、关键的信息。
（2）能够解决问题、按照一定的策略，熟练地运用计算机，迅速准确查阅到与主题相关地信息，并具有较高地查阅和检索技巧。
（3）能够对查阅地信息进行整理归纳，找出与解决问题相关的关键信息。
（1）能够从复杂的学习或工作任务中理解和获取大部分关键的信息。
（2）围绕问题，表现出一定的信息查阅和检索技巧，各种查阅手段熟练。
（3）基本能够整理归纳出有用信息。
（1）在他人的提示下能够从复杂学习任务中获取关键信息。
（2）信息查阅手段不熟练，但能够查阅到有价值的信息。
（3）能够从查阅的信息中归纳出大部分关键信息。
自主学习
（1）已经养成课外学习或工作之余学习的习惯。
（2）非常清楚自身不足，并确立学习目标，自主制定合理的学习计划，计划实施性强。
（3）掌握符合自身特点的学习方法，新知识和新技能掌握较快。
（1）基本养成课外学习或工作之余学习的习惯。
（2）能够自我发现自身不足，确立学习目标，并制定计划和实施计划。
（3）有一套比较有效的自我学习方法，能够自我掌握新知识和技能。
（1）在他人的督促下能进行课外学习或工作之余的自我学习。
（2）基本能够自我发现自身不足，在他人帮助下能确定学习目标并制定学习计划。
（3）新知识和新技能掌握较慢但能够掌握。
解决问题
（1）能够迅速、准确地把握学习或工作中出现地问题。
（2）形成一套自我分析问题的思路，一个问题能够提出多种解决方案，并能找出较佳方案。
（3）常常有创新性地解决思路和方法。
（4）不断对一些学习或工作经验、知识进行较好总结，并不断完善提高。
（1）能够把握学习或工作中出现地问题。
（2）一般能按照正确的思路分析问题，一个问题能够提出两种解决方案，并能找出较好方案。
（3）有时有创新性地解决思路和方法。
（4）能够对一些学习或工作经验、知识进行总结，并不断完善提高。
（1）清楚、准确地把握学习或工作中出现地大部分问题。
（2）有一定分析问题的能力和解决问题的思路。
（3）对学习或工作经验、知识有一定总结，工作虽然无创造性但基本能解决问题。
负责耐劳
（1）具有较强的责任心，完成学习或工作任务的意识较高，做事一丝不苟。
（2）严格遵守单位或部门纪律和要求，服从上级安排。
（3）小组合作的时候，对于脏累的工作，能够积极主动承担。
（4）学习或心态非常稳定，能够按照长远发展目标从底层做起。
（1）有责任心，注重完成学习或工作任务的质量。
（2）能遵守单位或部门纪律和要求，服从上级安排。
（3）能够从事脏累的学习或工作，无怨言。
（4）学习或心态较好，能够做到学习或工作从底层做起。
（1）有一定责任心。
（2）个别时候不遵守单位或部门纪律和要求，有时候不服从上级安排。
（3）在一定时间内能从事脏累的学习。
（4）工作心态基本稳定。
人际沟通
（1）能撰写1000字以上的材料或一般工作计划，条理明确清楚、主次分明，表达准确，具有较强的文字表达能力。
（2）善于倾听他人的意见，并准确理解他人的想法。
（3）8分钟陈述，口头表达条理清楚，重点突出，语言连贯，他人较容易理解。
（4）掌握一定的人际沟通技巧，交流顺畅。
（1）能书写1000字以上的材料或一般工作计划，条理基本清楚、主次较分明，表达有少许错字和语法错误。
（2）能倾听他人的意见，并准确理解他人的想法。
（3）8分钟陈述，口头表达基本做到条理清楚，语言连贯，他人较容易理解。
（1）基本能完成1000字以上的材料和工作计划。
材料和计划水平一般。
（2）基本能倾听他人的意见和理解他人的想法。
（3）能够完成8分钟陈述，口头表达基本清楚，他人能基本理解。
团队合作
（1）在团队学习或工作中，能够很好地融入和信任团队，并和他人协作高质量完成复杂任务。
（2）团队内部能够分工明确，各司其职，但同时能主动热心地帮助他人。
（3）合作中，能够以团队为中心，充分尊重他人和宽容他人地错误，对于不同意见，能服从多数人意见。
（1）在团队学习或工作中，能够融入团队并和他人协作完成复杂任务。
（2）团队内部能够分工明确，各司其职，但同时愿意帮助他人。
（3）合作中，能够以团队为中心，尊重他人，对于不同意见，基本能服从多数人意见。
（1）基本能够融入团队，和他人协作完成一般任务。
（2）团队内部分工基本明确，各人能做到帮助他人。
（3）合作中，基本能做到服从多数人意见。
六、教学
理论教学应突出重点难点，充分利用多媒体来提高教学效果，注意培养学生的分析问题和解决问题的能力，充分利用现场教学的机会，增加学生对实践动手操作的机会。
教学法建议：
本课程的实践性较强，教学中需要通过上机教学和实践操作实验，多进行练习和实训，以培养学生实际应用的能力。
撰写人：
张彦丽2008年2月25日
教研室主任（审核）：
黄棉2008年2月25日
学院院长（批准）：
马光锋2008年2月25日
《机电一体化技术》课程标准
一、课程基本情况
总学时：
64
总学分：
3.5
修课方式：
必修
先修课程：
《机械基础》、《单片机与接口技术》、《传感器原理》、《电机学》等
考核方式：
考试
教材：
徐航、徐九南、熊威主编的《机电一体化技术基础》北京理工大学出版社
参考书：
〔1〕哈尔滨工业大学威海分校梁景凯主编的《机电一体化技术与系统》机械工业出版社2008年；
〔2〕魏天路、倪依纯编的《机电一体化系统设计》 机械工业出版社 2010年。
二、课程简述
本课程是中等职业学校机电一体化技术专业设置的核心课程之一，是一门高度“机电”结合的课程，将学生所学“机”与“电”的知识与技能，在微电子的控制手段下高度的“融合”，全面提升学生机电一体化知识与技能。
三、学习成果
（一）专业能力
1.了解机电一体化的概述及其典型的机电一体化系统；
2.掌握机械技术；
3.掌握自动化控制技术；
4.掌握检测技术与传感技术；
5.掌握伺服控制技术；
6.掌握接口技术。
（二）关键能力
1.获取信息：
能够从较复杂的任务中获取关键信息，并熟练地应用先进手段获得解决任务地信息；
2.自主学习：
能够自主学习并掌握新知识、新技能；
3.解决问题：
能够自主正确分析问题，并能提出解决方案；
4.负责耐劳：
能够在一定目标下，负责、踏实、稳定、注重质量地完成比较脏累地工作任务；
5.人际沟通：
具有较复杂地书面和口头表达能力；
6.团队合作：
能够与他人协作完成较复杂地工作任务。
（三）大作业
1.机电一体化技术的调研与预测；
2.分析机器人系统；
3.分析自动化制造系统。
课程任务：
要求学生深刻了解机电一体化的六大相关技术，深刻了解机电一体化系统的基本设计思想和理念、系统的基本组成模式、工作原理。
重点掌握几种典型的机电一体化产品或系统的软硬件组成结构、工作特性，并要求学生能排除系统的一些常见故障、能选用系统的一些重要组成模块。
把学生培养成能胜任机电一体化系统操作、调试和维护的应用型人才。
四、课程内容
（一）课程内容（32学时）
第一章：
概论
1，机电一体化的定义；
2，机电一体化系统的基本构成；
3，机电一体化相关技术；
4，机电一体化系统的设计；
5，机电一体化技术的发展历程和发展趋势；
第二章：
机械技术
1，机械传动；
2，制成部件；
3，导轨副；
第三章：
自动化控制技术
1，PID控制技术；
2，模糊控制理论；
3，计算机控制系统；
4，先进控制方法；
第四章：
检测技术与传感器
1，位移检测；
2，速度、加速度检测；
3，力、扭矩和流体压强检测；
4，其他传感器；
5，传感器的正确选择和使用；
6，传感器前级信号处理；
7，传感器接口技术；
第五章：
伺服控制系统
1，执行元件；
2，电力电子变流技术和PWM型变频电路；
3，伺服系统设计；
第六章：
接口技术
1，人机交互接口技术；
2，模拟量输入/输出通道接口技术；
3，总线接口技术；
第七章：
典型机电一体化系统
1，机器人；
2，数控机床；
3，雷达跟踪系统；
4，自动化制造系统；
（二）教学要求：
熟悉机电一体化相关技术；熟悉机械传动，即同步带传动、齿轮传动、谐波齿轮传动、滚珠螺旋传动、华东螺旋传动的类型工作原理、结构特点和材料选择，掌握设计方式；熟悉支承部件，包括轴系用轴承的类型与选择、滚动轴承和非标轴承、支承件设计的基本要求、材料选择，掌握结构设计；熟悉导轨副的种类、基本要求和材料选择；熟悉滚动摩擦导轨副的特点、类型，掌握滚动直线导轨的计算方法；熟悉滑动摩擦导轨副的结构特点、类型，掌握导轨间隙的调整方法、影响因素和导轨刚度的计算。
熟悉模拟PID的基本概念、原理和表达式；掌握增量式数字PID控制系统的数学表达式及其控制算法和特点；了解几种智能PID控制系统的结构和特点。
熟悉模糊控制理论，包括模糊集合的概念，模糊推理，掌握模糊控制器的原理及设计方法。
熟悉计算机控制系统的组成、应用方式；了解几种常用的工业控制计算机系统的组成、特点等基本概念。
掌握传感器的特性，包含静态特性和动态特性。
熟悉传感器的选择，如测试要求和条件，使用条件等。
掌握传感器的标定，如传感器的输出特性进行先行化处理和补偿，抗干扰措施等熟悉传感器的前级信号处理方式，根据不同场合可选用测量放大器、程控增益放大器和隔离放大器。
熟悉伺服控制系统的概念、类型和基本要求。
熟悉执行元件的类型及其特点，掌握直流伺服电动机的基本结构、工作原理、分类和特性分析；掌握交流伺服电动机工作原理、结构、性能特点和控制特性；掌握步进电动机的机构与工作原理、使用特性、通电方式及其控制和驱动方式。
熟悉开关器件的特性、整流器、您便器。
斩波器的概念、电路结构和原理；掌握变频器主电路结构、SPWM波形原理和控制方式。
熟悉伺服控制系统的设计方法，包含方案设计、系统的稳态设计、系统的动态设计。
熟悉人机交互接口技术及其特点，了解键盘输入接口、LED和LCD输出接口技术的特点、硬件芯片及其接口电路。
熟悉模拟量I/O通道接口技术，了解控制量输出接口的常用器件的结构和特点。
熟悉总线接口技术，包含串行通信的基本概念、串行通讯标准、SPI总线和总线接口技术。
（三）课时安排
本课程教学总时数为64学时，具体课时分配见下表。
序号
课题内容
讲授
练习
机动
1
概论
2
2
机械技术
6
4
3
自动化控制技术
6
8
4
检测技术与传感器
4
8
5
伺服控制系统
6
6
6
接口技术
4
4
7
典型机电一体化系统
4
2
8
机动
小计
32
32
合计
64
1.评估内容
（一）专业能力评估
学习成果
评估活动
评估标准
概论
1，机电一体化的定义和基本构成；
2，机电一体化相关技术和系统设计；
3，机电一体化技术的发展历程和发展趋势；
期末成绩占70％、平时占30％
机械技术
1，机械传动；
2，制成部件；
3，导轨副；
自动化控制技术
1，PID控制技术；
2，模糊控制理论；
3，计算机控制系统；
4，先进控制方法；
检测技术与传感器
1，位移、速度、加速度检测；
2，力、扭矩和流体压强检测；
3，传感器的正确选择和使用；
4，传感器前级信号处理；
5，传感器接口技术；
伺服控制系统
1，执行元件；
2，电力电子变流技术和PWM型变频电路；
3，伺服系统设计；
接口技术
1，人机交互接口技术；
2，模拟量输入/输出通道接口技术；
3，总线接口技术；
典型机电
一体化系统
1，机器人；
2，数控机床；
3，雷达跟踪系统；
4，自动化制造系统；
（二）关键能力评估
关键能力
等级标准
优
良
及格
信息获取
（1）能够从复杂学习或工作任务中准确理解并获取完整、关键的信息。
（2）能够解决问题、按照一定的策略，熟练地运用计算机，迅速准确查阅到与主题相关地信息，并具有较高地查阅和检索技巧。
（3）能够对查阅地信息进行整理归纳，找出与解决问题相关的关键信息。
（1）能够从复杂的学习或工作任务中理解和获取大部分关键的信息。
（2）围绕问题，表现出一定的信息查阅和检索技巧，各种查阅手段熟练。
（3）基本能够整理归纳出有用信息。
（1）在他人的提示下能够从复杂学习任务中获取关键信息。
（2）信息查阅手段不熟练，但能够查阅到有价值的信息。
（3）能够从查阅的信息中归纳出大部分关键信息。
自主学习
（1）已经养成课外学习或工作之余学习的习惯。
（2）非常清楚自身不足，并确立学习目标，自主制定合理的学习计划，计划实施性强。
（3）掌握符合自身特点的学习方法，新知识和新技能掌握较快。
（1）基本养成课外学习或工作之余学习的习惯。
（2）能够自我发现自身不足，确立学习目标，并制定计划和实施计划。
（3）有一套比较有效的自我学习方法，能够自我掌握新知识和技能。
（1）在他人的督促下能进行课外学习或工作之余的自我学习。
（2）基本能够自我发现自身不足，在他人帮助下能确定学习目标并制定学习计划。
（3）新知识和新技能掌握较慢但能够掌握。
解决问题
（1）能够迅速、准确地把握学习或工作中出现地问题。
（2）形成一套自我分析问题的思路，一个问题能够提出多种解决方案，并能找出较佳方案。
（3）常常有创新性地解决思路和方法。
（4）不断对一些学习或工作经验、知识进行较好总结，并不断完善提高。
（1）能够把握学习或工作中出现地问题。
（2）一般能按照正确的思路分析问题，一个问题能够提出两种解决方案，并能找出较好方案。
（3）有时有创新性地解决思路和方法。
（4）能够对一些学习或工作经验、知识进行总结，并不断完善提高。
（1）清楚、准确地把握学习或工作中出现地大部分问题。
（2）有一定分析问题的能力和解决问题的思路。
（3）对学习或工作经验、知识有一定总结，工作虽然无创造性但基本能解决问题。
负责耐劳
（1）具有较强的责任心，完成学习或工作任务的意识较高，做事一丝不苟。
（2）严格遵守单位或部门纪律和要求，服从上级安排。
（3）小组合作的时候，对于脏累的工作，能够积极主动承担。
（4）学习或心态非常稳定，能够按照长远发展目标从底层做起。
（1）有责任心，注重完成学习或工作任务的质量。
（2）能遵守单位或部门纪律和要求，服从上级安排。
（3）能够从事脏累的学习或工作，无怨言。
（4）学习或心态较好，能够做到学习或工作从底层做起。
（1）有一定责任心。
（2）个别时候不遵守单位或部门纪律和要求，有时候不服从上级安排。
（3）在一定时间内能从事脏累的学习。
（4）工作心态基本稳定。
人际沟通
（1）能撰写1000字以上的材料或一般工作计划，条理明确清楚、主次分明，表达准确，具有较强的文字表达能力。
（2）善于倾听他人的意见，并准确理解他人的想法。
（3）8分钟陈述，口头表达条理清楚，重点突出，语言连贯，他人较容易理解。
（4）掌握一定的人际沟通技巧，交流顺畅。
（1）能书写1000字以上的材料或一般工作计划，条理基本清楚、主次较分明，表达有少许错字和语法错误。
（2）能倾听他人的意见，并准确理解他人的想法。
（3）8分钟陈述，口头表达基本做到条理清楚，语言连贯，他人较容易理解。
（3）基本能完成1000字以上的材料和工作计划。
材料和计划水平一般。
（4）基本能倾听他人的意见和理解他人的想法。
（3）能够完成8分钟陈述，口头表达基本清楚，他人能基本理解。
团队合作
（1）在团队学习或工作中，能够很好地融入和信任团队，并和他人协作高质量完成复杂任务。
（2）团队内部能够分工明确，各司其职，但同时能主动热心地帮助他人。
（3）合作中，能够以团队为中心，充分尊重他人和宽容他人地错误，对于不同意见，能服从多数人意见。
（1）在团队学习或工作中，能够融入团队并和他人协作完成复杂任务。
（2）团队内部能够分工明确，各司其职，但同时愿意帮助他人。
（3）合作中，能够以团队为中心，尊重他人，对于不同意见，基本能服从多数人意见。
（1）基本能够融入团队，和他人协作完成一般任务。
（2）团队内部分工基本明确，各人能做到帮助他人。
（3）合作中，基本能做到服从多数人意见。
六、教学
1.通过教学模型、挂图等教具进行教授，更加形象、直观反应出各种型体的形状，逐步提高学生的识读和分析机械图、电路图的能力，同时在教学过程中注重系统分析能力地培养。
2.作业是检验学生学习情况及巩固课题知识重要教学环节，课堂练习和课后练习相结合使学生能及时掌握课堂知识。
3.该课程在教学过程中要注重采用板书和多媒体结合进行教学，增强教学效果
教学法建议：
本课程的理论性较强，大部分内容比较抽象，教学中需要通过模型、作业、和现场参观，以培养学生系统分析的能力。
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