机电一体化技术与系统课程说课

机电一体化定义：

机电一体化的概念最权威的说法应是92年6月出版的《中国大百科全书》电工卷的解释：

是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的一种综合技术。

xxx多学科交叉的综合技术。

xxx新型的机械电子器件

（称为机电一体化产品）

出色的机电一体化案例：

1、异步电动机控制机床进给→用计算机控制伺服电机控制机床进给；

2、机床主轴的反转制动→现代数控机床的主轴准停和主轴进给；

3、机床内链环的螺纹加工→具有编码器的数控螺纹加工；

4、汽车发动机化油器供油→电子燃油喷射；

5、纺织工业的有梭织机→喷气、喷水无梭织机；

6、纹板笼头控制提花方式→电子计算机提花方式的转变。

设置该课程（或开发该课程）的理由：

20世纪80年代初，世界制造业进入一个发展停滞、缺乏活力的萧条期，几乎被人们视作夕阳产业。

90年代后，微电子技术渗透进了制造业，而且在该领域得到了广泛应用，为世界制造业注入了生机。

21世纪微电子技术主导下的机电一体化技术高速发展，20xx年机电产品出口对全国外贸出口增长的贡献率达66%，拉动全国外贸出口增长17个百分点。（载自中国工业报）。

本课程的专业地位：

1、专业课

2、专业主干课程

3、高度“机电”结合的课程

4、整个专业课程中最后一门课本课程的主要任务：

实现微电子技术控制机电本体，提升传统机电产品的技术含量，促进制造业的“可持续发展”。

本课程的重要前述课程：

机械工程设计基础

液压与气压传动

机械创新设计

电路与电机

电子技术

单片机原理与接口技术

电气控制与PLC应用

传感器应用

教学内容：

第1章：绪论

围绕机电一体化的定义、发展的前景来讲。

第2章：机电一体化系统中的机械传动

围绕项目1：X—Y工作台机械传动系统；

涉及传动比优化、传动比分配；精密传动；实用新型专利的设计、思想；支承与导向（摩擦、低速爬行）。

第3章：机电一体化控制系统的组成与接口设计

围绕项目2：X—Y工作台微机控制系统

涉及微电子控制中的.最小系统、最大系统；前向通道、后向通道；以及系统组成、系统与外部设备的接口、功率放大器。

第4章：传感器、执行器与微机的接口

围绕项目3：传感器信号的采集处理系统

涉及传感器送到微机的信号需放大、多通道输入、采样与保持、信号转换。

第5章进给伺服驱动系统项目

围绕项目4：步进电动机的环形分配系统

开发了两个实验，用两种手段实现同一目的。

实验一：步进电动机的硬件环形分配系统

实验二：步进电动机的软件环形分配系统

围绕项目5：数控机床伺服驱动控制系统

通过空间直线的插补计算，得到三方向位移进给量，送伺服系统信号输入端，控制伺服电机的进给工作。

教学方法与手段：

1、“机械学”中引进“电子学”知识点；

2、重点突出“实用新型专利”；

3、从关键机电一体化产品中引出机电结构；

4、现场教学、案例教学。

实践环节的两大创新：

一、实验（不同手段解决同一问题）

实验一：步进电动机硬件电路环行分配的实现

实验二：步进电动机软件程序环行分配的实现

二、综合设计（给予充足时间去创新）

模仿教师申报课题：申报→专家审批→团队组织做课题→专家验收→结题。

学生的设计可以这样做：“学生学期初申报课题→指导教师审批同意→学生做课题（指导教师整学期过程指导）→课题验收（实验室调试完成或生产现场调试）”。

（学生综合设计案例）

数控加工中心刀具换刀系统

PLC控制4位密码锁系统

单片机交通信号灯设计

汽车尾灯控制设计