機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)課程說課
機電一體化定義:
機電一體化的概念最權(quán)威的說法應(yīng)是92年6月出版的《中國大百科全書》電工卷的解釋:
是微電子技術(shù)向機械工業(yè)滲透過程中逐漸形成的一種綜合技術(shù)。
xxx多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。
xxx新型的機械電子器件
(稱為機電一體化產(chǎn)品)
出色的機電一體化案例:
1、異步電動機控制機床進給→用計算機控制伺服電機控制機床進給;
2、機床主軸的反轉(zhuǎn)制動→現(xiàn)代數(shù)控機床的主軸準停和主軸進給;
3、機床內(nèi)鏈環(huán)的螺紋加工→具有編碼器的數(shù)控螺紋加工;
4、汽車發(fā)動機化油器供油→電子燃油噴射;
5、紡織工業(yè)的有梭織機→噴氣、噴水無梭織機;
6、紋板籠頭控制提花方式→電子計算機提花方式的轉(zhuǎn)變。
設(shè)置該課程(或開發(fā)該課程)的理由:
20世紀80年代初,世界制造業(yè)進入一個發(fā)展停滯、缺乏活力的蕭條期,幾乎被人們視作夕陽產(chǎn)業(yè)。
90年代后,微電子技術(shù)滲透進了制造業(yè),而且在該領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,為世界制造業(yè)注入了生機。
21世紀微電子技術(shù)主導(dǎo)下的機電一體化技術(shù)高速發(fā)展,20xx年機電產(chǎn)品出口對全國外貿(mào)出口增長的貢獻率達66%,拉動全國外貿(mào)出口增長17個百分點。(載自中國工業(yè)報)。
本課程的專業(yè)地位:
1、專業(yè)課
2、專業(yè)主干課程
3、高度“機電”結(jié)合的課程
4、整個專業(yè)課程中最后一門課本課程的主要任務(wù):
實現(xiàn)微電子技術(shù)控制機電本體,提升傳統(tǒng)機電產(chǎn)品的技術(shù)含量,促進制造業(yè)的“可持續(xù)發(fā)展”。
本課程的重要前述課程:
機械工程設(shè)計基礎(chǔ)
液壓與氣壓傳動
機械創(chuàng)新設(shè)計
電路與電機
電子技術(shù)
單片機原理與接口技術(shù)
電氣控制與PLC應(yīng)用
傳感器應(yīng)用
教學(xué)內(nèi)容:
第1章:緒論
圍繞機電一體化的定義、發(fā)展的前景來講。
第2章:機電一體化系統(tǒng)中的機械傳動
圍繞項目1:X—Y工作臺機械傳動系統(tǒng);
涉及傳動比優(yōu)化、傳動比分配;精密傳動;實用新型專利的設(shè)計、思想;支承與導(dǎo)向(摩擦、低速爬行)。
第3章:機電一體化控制系統(tǒng)的組成與接口設(shè)計
圍繞項目2:X—Y工作臺微機控制系統(tǒng)
涉及微電子控制中的.最小系統(tǒng)、最大系統(tǒng);前向通道、后向通道;以及系統(tǒng)組成、系統(tǒng)與外部設(shè)備的接口、功率放大器。
第4章:傳感器、執(zhí)行器與微機的接口
圍繞項目3:傳感器信號的采集處理系統(tǒng)
涉及傳感器送到微機的信號需放大、多通道輸入、采樣與保持、信號轉(zhuǎn)換。
第5章進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)項目
圍繞項目4:步進電動機的環(huán)形分配系統(tǒng)
開發(fā)了兩個實驗,用兩種手段實現(xiàn)同一目的。
實驗一:步進電動機的硬件環(huán)形分配系統(tǒng)
實驗二:步進電動機的軟件環(huán)形分配系統(tǒng)
圍繞項目5:數(shù)控機床伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)
通過空間直線的插補計算,得到三方向位移進給量,送伺服系統(tǒng)信號輸入端,控制伺服電機的進給工作。
教學(xué)方法與手段:
1、“機械學(xué)”中引進“電子學(xué)”知識點;
2、重點突出“實用新型專利”;
3、從關(guān)鍵機電一體化產(chǎn)品中引出機電結(jié)構(gòu);
4、現(xiàn)場教學(xué)、案例教學(xué)。
實踐環(huán)節(jié)的兩大創(chuàng)新:
一、實驗(不同手段解決同一問題)
實驗一:步進電動機硬件電路環(huán)行分配的實現(xiàn)
實驗二:步進電動機軟件程序環(huán)行分配的實現(xiàn)
二、綜合設(shè)計(給予充足時間去創(chuàng)新)
模仿教師申報課題:申報→專家審批→團隊組織做課題→專家驗收→結(jié)題。
學(xué)生的設(shè)計可以這樣做:“學(xué)生學(xué)期初申報課題→指導(dǎo)教師審批同意→學(xué)生做課題(指導(dǎo)教師整學(xué)期過程指導(dǎo))→課題驗收(實驗室調(diào)試完成或生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)試)”。
(學(xué)生綜合設(shè)計案例)
數(shù)控加工中心刀具換刀系統(tǒng)
PLC控制4位密碼鎖系統(tǒng)
單片機交通信號燈設(shè)計
汽車尾燈控制設(shè)計
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