《数控技术》课程教学大纲Word格式.docx

1、学时； 学 分：33.5学分。适用专业：机械设计制造及其自动化本科专业（机械制造、机电一体化方向）；测控技术与仪器本科专业等。执笔人：何庆中； 修订日期：2006-11-17第一部分 教学基本要求一、机电一体化系统设计课程教学的性质1.1机电一体化系统设计课程教学的重要性机电一体化是机械工业的重点发展方向之一。是机械技术与微电子技术等相融合的新兴交叉学科。所谓“一体化”，并不是机械技术与微电子技术的简单组合，而是相互取长补短、有机结合（融合），以实现系统（产品）构成的最佳化。随着机械技术、微电子技术的飞速发展，机械技术与微电子技术的相互渗透越来越快。“机电有机结合”是实现机电一体化系统（产品）

2、的短、小、轻、薄和智能化，从而达到节省能源、节省材料、实现多功能、高性能和高可靠性目的的根本手段。因而在机械产品、机电产品、测试仪器、家电产品、工业自动化和过程装备自动化系统设计中，机电一体化技术已得到了广泛应用，并取得了很大的成功。由此可知，机电一体化技术已得到广大科技工作者的广泛重视，并逐步成为科学研究和新产品开发的关键技术手段之一。主要表现如下：1.1.1机电一体化技术的引用使传统机械系统（产品）的附加值得到了很大的提高在机电一体化系统设计原理和方法中能充分体现“以机为主、以电为用、机电有机结合”的设计原则，在传统机械技术基础上，有效的引入微电子技术、系统控制技术、传感技术，从而使传统的

3、机械系统（产品）的附加值得到了很大的提高。1.1.2使小型化、高精度、多功能智能化产品得以实现纵观机械产品、机电产品、自动化控制过程的发展历史，其发展模式沿着“单功能省能单功能自动化多功能自动化自动化高精度”的方向发展。当今机电一体化系统设计原理和方法已为柔性自动化、智能自动化、高精度自动化技术的研究和产品开发提供了良好的基础和机电产品有机结合创造了条件。在结合自动控制技术、测试技术、机电一体化技术、过程控制技术、微电子技术以及计算机技术，使小型化、高精度、多功能智能化的机电一体化产品得以实现。1.1.3使省能源、省资源、智能化的机电一体化技术研究的目标成为现实工业技术研究的三大基本要素是物质

4、、能源、信息；而在工业技术研究基础上的机电一体化技术的追求目标是使机电一体化系统（产品）能实现省能源、省资源、智能化，要达到这一目标以满足市场和用户的系统或产品的小型化，高精度、智能化、低投入、高效益等的要求，唯有机电一体化技术在传统机械技术的基础上，有效而合理的将机械技术、电子技术、微电子技术、测试技术、传感器技术、自动控制技术有机的结合起来才能现实省能源、省资源、智能化的机电一体化技术研究的目标。1由此可得出，在机械制造及其自动化（机械设计、机械制造、机电一体化方向）、测试技术与控制本科专业人才的培养计划课程设置，以及机械设计及理论、机械电子工程、机械设制造及自动化等专业硕士研究生培养计划

5、课程设置中，将机电一体化系统设计课程作为专业必修课程或选修课程教学是非常必要的。1.2机电一体化系统设计课程教学的性质作为综合性较强的主干专业课程教学，使学生通过该课程学习，可培养学生初步了解和掌握应用所学专业基础知识和专业知识解决机电一体化系统或产品设计、维护维修的基本方法和技能，初步具备综合应用各学科知识解决实际问题的能力，为今后参与工程实践打下一定的基础。二、机电一体化系统设计课程教学的主要任务和基本目的2.1机电一体化系统设计课程教学的主要任务依据四川理工学院机电工程系机械制造及其自动化（机械制造、机电一体化方向）本科专业教学计划、测控技术与仪器本科专业教学计划。以培养能在工业生产第一

6、线从事机械设计、制造、机械电子工程（机电一体化系统和产品设计）以及测试技术与控制领域内应用机电一体化系统设计技术承担机电产品设计制造、科技开发、应用性研究等方面的应用型技术人才，掌握机电一体化技术的基础知识、基本技能和一定的动手能力为本专业课程教学的主要任务。2.2机电一体化系统设计课程教学的基本目的机电一体化系统设计课程是机械制造及其自动化本科（机械设计、机械制造、机电一体化方向）、测试技术与控制本科以及电气自动化专业等专业教学的重点专业主干课程之一。课程教学的基本目的在于让所培养的各专业本科学生能掌握和了解机电一体化系统设计的基本原理、基本设计原理和方法，从系统和产品的角度出发，掌握组成机

7、电一体化系统或产品机械系统元件和部件、常用机电执行元件和传感元件、微电子控制系统和微机控制系统等的基本工作原理、特点、选用原则与方法，能有效地的对常见机电一体化系统或产品进行简要的分析与评价，通过一定的机电产品实例设计分析，初步掌握机电一体化系统或产品动态设计方法和静态设计方法。三、机电一体化系统设计课程教学的基本要求基本要求在于培养学生掌握机电一体化系统设计与分析的基本原理、基本设计手段和方法，从系统和产品的角度出发，使学生掌握组成机电一体化系统或产品机械系统元件和部件、常用机电执行元件和传感元件、微电子控制系统和微机控制系统等的基本工作原理、特点、选用原则与方法，能有效地对常见的机电一体化

8、系统或产品进行简要的分析与评价，通过一定的机电产品设计实例分析，从机电有机结合的角度出发，初步掌握机电一体化系统或产品动态设计和静态设计方法。最终目的是培养学生在今后参与工程实践的过程中，能在工业生产第一线从事机械设计、制造、机械电子工程（机电一体化系统和产品设计）以及测试技术与控制领域内应用机电一体化系统设计与分析技术承担机电产品开发、设计制造、应用性研究等方面的基本能力。四、机电一体化系统设计课程重点难点及处理方法机电一体化系统设计课程的教学难点主要体现在机电一体化系统设计的基本工作原理、基本设计思想和方法，从系统和产品的角度出发，使学生如何更好地掌握组成机电一体化系统或产品机械系统元件和

9、部件、常用机电执行元件和传感元件、微电子控制系统和微机控制系统等的基本工作原理、特点、选用原则与方法，能有效地对常见的机电一体化系统或产品进行简要的分析与评价，通过一定的机电产品设计实例，从机电有机结合的角度出发，初步掌握机电一体化系统或产品动态设计和静态设计方法。结合本门课程的特点，以大量生产实例为平台，理论与实践相结合等教学方法和手段，使2学生能更好地掌握本门课程的基础知识和要点，以及常见的机电一体化系统或产品的静态和动态设计方法，并能在今后的工作中有所应用。五、机电一体化系统设计课程与其他课程的联系与分工机电一体化技术是以机械技术为基础，引入电子/微电子技术、自动控制理论、信号处理技术、

10、传感技术以及计算机技术等相互融合逐渐形成的综合性学科，因而它与其他课程之间的联系非常紧密。在学习机电一体化系统设计课程专业课程前，学生应完成如下基础课程和基础专业课程的学习：5.1基础课程高等数学、线性代数与概率论、积分变换与复变函数、大学物理、画法几何与机械制图等基础课程，是为基础专业课程学习和专业课程学习打下坚实的基础。5.2专业基础课程（1）技术基础课程学习理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、机械工程材料、电工电子技术（模点/数电）、互换性与技术测量基础等一级学科基础专业课程，是机械工程一级学科各专业学习掌握的专业基础课程，为进一步学习掌握二级学科各专业方向的专业基础知识和专业知识创

11、造条件并打下一定的基础。（2）专业方向基础课程学习机械控制工程基础、机电传动控制基础、机械工程测试技术基础、材料成型技术基础、液压传动与控制、计算机辅助设计（CAD/三维设计）、机械制造技术基础等二级学科专业基础课程，是以培养机械设计制造及自动化（机械设计、机械制造、机电一体化方向）、测试技术与仪器、过程装备与控制工程本科专业人才培养目标为依据，制定的专业方向基础课程，目的为完成后续的专业课程学习打下基础。5.3专业课程学习机械设计学、机械系统设计、测试技术与传感器、计算机原理与控制、自动控制理论、数控技术、机电系统控制与驱动设计、机电系统与计算机仿真等专业课程，也是为培养各专业人才进一步学习

12、机电一体化系统设计课程必要的专业知识。5.4继续教育的基础机电一体化系统设计课程的学习，可为以下选修课程和继续教育课程学习打下一定的专业基础知识或技能。ADAMS模态分析、机电系统运动学/动力学仿真、自动控制系统仿真，机电系统虚拟样机设计等。六、建议教材与参考文献6.1建议教材张建民主编，机电一体化系统设计，高等教育出版社，2001年第2版（普通高等教育“十五”国家级规划教材）。6.2参考文献赵先仲编著，机电系统设计，机械工业出版社，20021版。何克忠、李伟主编，计算机控制系统，清华大学出版社，1998薛定宇著，反馈控制系统设计与分析，清华大学出版社，2000刘政华、何将三等编著，机械电子学

13、，国防科技大学出版社，1999第二部分 教大纲机电一体化系统设计课程理论教学基本内容与要求（含重点难点，教学组织）31、第一章 总 论（第1.11.5节）（1）理论教学学时：4学时（2）教学目的和要求了解和认知机电一体化（技术）的内涵、定义或解释，研究的主要目的和发展历史和方向；机电一体化系统设计研究的主要方向和应用特点；机电一体化系统设计的基本要素，以及与工业设计基本要素之间的关系；主要构成和功能特征；各基本要素相互联系的核心技术问题接口技术；机电一体化系统设计的基本流程、方法和评价体系。（3）主要教学内容机电一体化（技术）的内涵、定义或解释原创性技术和变异性设计理念机电一体化（技术）设计研

14、究的主要目的在机械系统主功能、动力功能、信息功能和控制功能基础上，引入微电子技术、传感技术、计算机技术、自动控制理论，增强传统机械系统（产品）的附加值和自动化应用领域。机电一体化（技术）设计研究的主要内容（基本要素）主要研究“省能源、省资源、智能化”三大基本要素，以及如何应用交叉学科的基础理论知识解决机电一体化（技术）设计中的核心技术问题接口技术。机电一体化（技术）的发展历史和主要研究方向与领域。机电一体化系统的构成要素机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感系统、执行控制系统（元件）组成的五大构成要素或子系统；实现机电一体化系统三大目的功能所具有的两大重要特征：以能源转换为主和以信息转换为主的功能特征。机电一体化系统应具有的主要功能要素主功能、信息功能、控制功能、动力功能、构造功能。机电一体化（技术）设计中各子系统相互匹配的核心问题：接口技术接口技术的定义、分类、输入/输出功能，主要研究内容和途径。机电一体化系统设计的基本流程确定产品规格、性能指标系统功能部件、基本要素的划分接口设计；综合评价或系统评价可靠性复查试制与调试。