《机电一体化技术》课程教案(第一章)

来宾职业教育中心学校教案本201 -201 年学年度第二学期科目班级教师教案编写要求根据《广西壮族自治区中等职业学校教学工作规范》要求，并结合我校情况，对我校教师教案的编写提出如下要求：在写教案时明确所教学科的指导思想、教学目标、教学要求以及基本教学方式。

并根据学生的心理特征、兴趣习惯、情感态度等确定科学的教学方法，因材施教。

能较准确突出教学目的、重点难点，在教学设计方面比较有特色。

教案包括：课题、授课日期、课时、教学目标（包括理论应知目标和技能目标）、重点、难点、教学方法、教学仪器、教学过程（含练习、小结）、板书设计、作业、课后反思等。

教师要在授课前一周备好教案（开学前应备好两周课的教案），不允许无教案上课。

来宾市职业技术学校教务处2008年3月教学过程：落料光电传感器：检测是否有物料到传送带上，并给PLC一个输入信号。

（接线注意棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）放料孔：物料落料位置定位。

金属料槽：放置金属物料。

塑料料槽：放置非金属物料。

电感式传感器：检测金属材料，检测距离为3~5mm（接线注意棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）电容式传感器：用于检测非金属材料，检测距离为5~10mm（接线注意棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）三相异步电机：驱动传送带转动，由变频器控制。

推料气缸：将物料推入料槽，由双向电控气阀控制。

教学过程：一、 FX—20P—E型简易编程器的组成与面板布置1、FX—20P—E型简易编程器的组成FX—20P—E型简易编程器的硬件主要包括以下几个部件：(1) FX—20P—E型编程器；(2) FX—20P—CAB型电缆；(3) FX—20P—RWM型ROM写入器模块；(4) FX—20P—ADP型电源适配器；(5) FX—20P—FKIT型接口。

其中编程器与电缆是必须的，其他部分是选配件。

编程器右侧面的上方有一个插座，将FX—20P—CAB电缆的一端插入该插座内(见图3.1)，电缆的另一端插到FX系列可编程序控制器的RS-422编程器插座内。

机电一体化技术课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握机电一体化技术的基本概念、原理和应用，培养学生对机电一体化技术的兴趣和热情，提高学生的实际操作能力和创新能力。

知识目标：使学生了解机电一体化技术的基本概念、组成部分及其相互关系；掌握机电一体化技术的基本原理和关键技术；了解机电一体化技术的应用领域和发展趋势。

技能目标：使学生能够运用所学知识分析、解决机电一体化技术领域的问题；具备一定的实际操作能力，能够进行简单的机电一体化系统设计、调试和维护。

情感态度价值观目标：培养学生对机电一体化技术的兴趣和热情，增强学生对科技创新的敏感度；培养学生团队协作、积极探究的学习态度，提高学生的问题解决能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括机电一体化技术的基本概念、原理和应用。

具体安排如下：第1-2课时：机电一体化技术的基本概念，包括定义、组成部分及其相互关系。

第3-4课时：机电一体化技术的基本原理，包括传感器技术、执行器技术、控制技术等。

第5-6课时：机电一体化技术的应用领域，包括工业自动化、机器人、汽车电子等。

第7-8课时：机电一体化技术的发展趋势，包括智能化、网络化、绿色化等。

第9-10课时：机电一体化技术的实际操作，包括简单机电一体化系统的设计、调试和维护。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。

讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握机电一体化技术的基本概念、原理和应用。

讨论法：引导学生针对机电一体化技术的相关问题进行思考和讨论，提高学生的创新能力和问题解决能力。

案例分析法：通过分析具体的机电一体化技术应用案例，使学生更好地理解和掌握相关知识。

实验法：让学生亲自动手进行实验，培养学生的实际操作能力和实践能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将选择和准备以下教学资源：教材：《机电一体化技术》教材，用于引导学生系统地学习机电一体化技术的基本知识。

课题序号7授课班级授课课时13，14授课形式新授课题2.2认识传动机构名称使用教具多媒体教学目的掌握传动机构的工作原理和应用场合教学重点掌握各传动机构的工作特点和场合教学难点掌握各传动结构的工作特点更新、补无充、删节内容课前准备无课外作业教学环节主要教学内容教学手段与方式一、二、三、复习1.螺纹的牙型有哪几类？哪种牙型螺纹用于传动？答：三角形(普通螺纹)、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。

用于传动的螺纹有矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。

2.螺旋传动的有哪些形式？答：传力螺旋传动、传导螺旋传动、调整螺旋传动。

3.弹簧按外形分，可分为哪几种？答：螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、涡圏弹簧、板簧。

引入新课继续认识基础零件——导轨讲授新课2.3认识基础零件6.导轨（1）组成导轨副由动导轨和支承导轨构成。

常见的导轨形式：矩形、三角形、燕尾形、圆形（2）导轨的作用支承和导向的作用。

（3）导轨的分类①按摩擦性质分为滑动导轨和滚动导轨。

a.滑动导轨有：普通滑轨、贴塑滑轨、液体动-静压导轨、气体静压导轨。

动画视频动画视频直线运动导轨燕尾形导轨→车床刀架圆形导轨→钻床主轴和导向套圆周运动导轨：用于圆工作台、转盘③按固定导轨凸凹分凸形导轨副：不积切屑，不易存油，低速。

凹形导轨副：可存油，用于高速，易积切屑。

教学环节主要教学内容教学手段与方式四、五、凸、凹形导轨副小结：1.导轨的组成与作用2.导轨的分类作业课后习题视频播放滚动导轨工业应用（线性导轨）播放视频课题序号15授课班级授课课时29，30授课形式新授课题名称3.2常用传感器及其应用光电编码器和光栅尺使用教具多媒体教学目的1.熟悉光电编码器的应用特点；2.熟悉光栅尺的应用特点教学重点1.掌握光电编码器的工作原理、分类、应用。

2.掌握光栅尺的工作原理、分类、应用。

教学难点1.理解光电编码器的分类和工作原理。

2.理解光栅尺的工作原理和应用。

更新、补充、删节内容无课前准备无课外作业补充作业板书设计3.2常用传感器及其应用5.光电编码器1）定义2）结构3）分类4）特点5）应用6.光栅1）分类2）结构3）原理4）应用5）特点教学感想教学环节主要教学内容教学手段与方式一、二、三、复习1.什么是电涡流效应？答：属导体在置于交变的磁场中时，导体表面会有感应电流产生。

辽宁机电职业技术学院《机电一体化技术》课程教学大纲教育层次：专科层次、学制三年课程代码：课程教学时数：72学分数：5制订或修订执笔人：完成日期：2006年7月1日审核日期：2006年9月1日一、课程性质和任务1、课程性质本课程是机电一体化技术专业的一门重要的专业课程。

2．课程任务本课程主要讲授机电一体化系统的相关技术，包括传感器技术、驱动执行机构、精密机械技术、计算机接口技术、和常见的控制技术。

二、课程基本要求通过本课程的教学，使学生掌握机电一体化系统的基本知识和相关技术，初步具备分析机电一体化系统的能力，为从事机电一体化技术的相关工作奠定一定的知识和技能基础。

三、教学目标1．知识目标(1)了解机电一体化系统的相关概念，掌握机电一体化系统的基本知识。

(2)熟悉机电一体化系统组成部分。

(3)掌握机电一体化相关技术的基本原理和应用方法。

2、能力目标(1)具备的基本能力：熟悉机电一体化系统组成部分，能够分析机电一体化相关技术的基本原理。

(2)具备的初步能力：对机电一体化系统综合分析能力，对机电一体化相关技术的运用能力。

创新意识和灵活解决实际问题的能力。

四、教学内容单元一自动控制系统的基本概念重点：系统方框图的绘制方法。

难点：自动控制系统的工作原理。

教学建议：列举一个具体的自动控制系统讲解；采用MATLAB软件在课堂上展示一套小型的自动控制系统。

单元二自动控制系统的数学模型重点：传递函数。

难点：自动控制系统的数学模型。

教学建议：采用MATLAB软件在课堂上展示。

单元三自动控制系统的时域分析法重点：动态性能指标，稳定性分析。

难点：动态性能指标的计算方法及分析。

教学建议：采用MATLAB软件在课堂上展示。

单元四自动控制系统的频率分析法重点：动态性能频率指标，稳定性频率分析。

难点：系统开环频率特性图的绘制。

教学建议：采用MATLAB软件在课堂上展示。

单元五自动控制系统的校正重点：PID校正。

难点：频域校正。

教学建议：采用MATLAB软件在课堂上展示。

《机电一体化技术与系统》教学大纲课程编码：课程名称：机电一体化技术学时/学分：32学时/1.5学分先修课程：《机械原理》、《机械设计》、《电工学》、《可编程控制技术》、《液压与气压传动》。

适用专业：机械设计制造及其自动化开课教研室：机电一体化教研室一、课程性质与任务1．课程性质：本课程属于机械设计制造及其自动化专业选修课程，强调知识结构系统性和教学体系完整性的统一，使学生对机电一体化技术有较全面的认识，比较系统地掌握机电一体化系统各元部件的选择、计算的基本理论和方法，初步具备机电一体化系统的设计能力。

2．课程任务：任务是使机械设计制造及自动化的学生在机电一体化技术方面具有较广泛的知识，了解机电一体化系统（产品）涉及的相关技术，重点掌握典型机电一体化系统构建、设计，使学生在今后的工作中具有综合应用多学科知识的能力。

二、课程教学基本要求1．要求掌握的基本知识机电一体化的一般知识。

机电一体化的组成，各部分的性能、特点。

2．要求掌握的基本理论和方法交流逆变技术，位置检测技术，plc控制系统基本原理。

常用电动机基本工作原理，交流伺服电机特点及其调速方法，机械部件与气液控制技术基本原理。

3．要求掌握的基本技能一、能设计电气电路图（就是控制电机启停、正反转，星三角这样的），并能完成配线。

二、能进行PLC编程，能设计PLC控制电路。

三、能用AUTOCAD画机械零件图，并进行简单的机械设计。

三、具有较强的自学能力，能看懂设备的说明书等。

4.考核方式以平时作业和期末考试相结合的方式进行。

平时占30%左右，期末占70%左右。

三、课程教学内容教学内容1.第一章绪论内容：机电一体化系统的意义；机电一体化系统设计工作的组织；机电一体化系统所代表产品的范围及分类；机电一体化系统设计的发展趋势。

2.第二章交流逆变技术内容：熟悉电力电子器件，掌握整流电路的分析方法，熟悉PWM逆变原理。

重点：整流电路的分析方法。

难点：PWM逆变原理。

《机电一体化技术》课程教学大纲课程类别：专业基础课适用专业：机电一体化技术适用层次：高起专适用教育形式：网络教育/成人教育考核形式：考试所属学院：制造科学与工程学院先修课程：电工学与电子学一、课程简介本课程是机械电子工程专业的主干专业课。

本课程从系统的观点出发，利用机械技术和电子技术，通过机电有机结合构造最佳的机电系统。

本课程主要学习机械系统、传感检测系统、伺服系统、控制系统等设计和选择方法，讨论机电一体化系统的接口、精度设计和可靠性等系统总体技术。

本课程的作用和任务是：通过本课程的学习，使学生建立机电产品的一体化设计思想，把电子技术、传感器技术，自动控制技术、计算机技术和机械技术有机地结合起来，了解各项技术之间的接口关系，能运用所学知识对机电一体化产品进行分析或设计，使学生具备解决生产过程中机电设备的运行、管理、维护和改造等实际问题的初步能力。

二、课程学习目标与要求本课程强调知识结构系统性和教学体系完整性的统一，使学生对机电一体化技术有较全面的认识，比较系统地掌握机电一体化系统各元部件的选择计算和总体设计的基本理论和方法，初步具备机电一体化系统的设计能力。

教学的基本要求包括：学习机电一体化基本概念，理解机电一体化系统中各结构要素在系统中的作用和相互关系，初步建立机电产品的系统化设计思想。

2．了解机电一体化系统中常用传感器、传动机构、动力驱动装置和计算机控制系统种类和特点。

3．熟悉机电一体化产品的设计方法和工程路线，能够针对具体的机电一体化产品确定产品开发技术路线。

4．掌握机电一体化系统中机械、传感检测、动力、控制等基本结构要素的技术特点，掌握典型装置的技术原理和使用方法。

5．了解典型机电一体化产品的构成、特点和设计方法，学会设计简单的机电一体化产品。

三、课程主要内容和基本要求第一章引论『基本要求』掌握机电一体化的涵义，了解机电一体化技术的主要特点和范畴；掌握机电一体化系统的功能构成和组成要素；了解机电一体化共性关键技术包含的内容。

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机电一体化的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解机电一体化的基本概念，掌握其核心组成部分及工作原理；2. 掌握机电一体化系统中的传感器、执行器、控制器的功能及相互关系；3. 了解常见机电一体化设备的结构、原理及应用。

技能目标：1. 能够分析并绘制简单的机电一体化系统原理图；2. 能够运用所学知识对机电一体化设备进行故障排查和维护；3. 能够运用相关软件对机电一体化系统进行仿真分析。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机电一体化的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生具备良好的团队合作精神，学会与他人共同解决问题；3. 增强学生的环保意识，使其关注机电一体化技术在可持续发展中的作用。

课程性质：本课程旨在帮助学生建立机电一体化的基本概念，掌握相关知识和技能，培养其实践操作能力，提高解决实际问题的能力。

学生特点：本课程针对的是高年级学生，他们已具备一定的物理、数学和工程基础知识，具有较强的学习能力和实践操作能力。

教学要求：结合学生特点和课程性质，将课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，提高学生的综合运用能力。

在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动探究，培养其创新精神和团队合作能力。

同时，关注学生的个体差异，因材施教，使每位学生都能在课程中取得良好的学习效果。

二、教学内容1. 机电一体化基本概念：介绍机电一体化的定义、发展历程、应用领域及发展趋势；教材章节：第一章内容列举：1.1 机电一体化的定义；1.2 发展历程；1.3 应用领域；1.4 发展趋势。

2. 机电一体化系统组成：讲解传感器、执行器、控制器等核心组成部分的功能及相互关系；教材章节：第二章内容列举：2.1 传感器；2.2 执行器；2.3 控制器；2.4 各组成部分的相互关系。

3. 常见机电一体化设备：分析典型机电一体化设备的结构、原理及应用；教材章节：第三章内容列举：3.1 数控机床；3.2 工业机器人；3.3 智能家居；3.4 自动化生产线。

第一章绪论课程设计是《机电一体化系统设计》课程的重要实践环节，其目的是使学生能在传统的机电产品更新换代和新的机电一体化产品研制开发领域掌握必要的实验技能，目的在于培养学员对机电一体化产品的设计能力，另外还包括：1）通过课程设计，理解机电一体化系统设计的基本知识。

2）掌握元部件的正确选择方法和特性参数的实验方法。

机电一体化系统的硬件一般由机械主体部分、传感器、信息处理、计算机及电路部分和执行元件等构成，其设计内容和设计方法基本上可归纳为以下几个方面：1）采用微型计算机＜包括单片机）进行数据采集、处理和控制主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用、接口电路、软件编制。

2）选用驱动控制电路，对执行机构进行控制主要考虑电动机的选择及驱动力矩的计算及控制电动机电路的设计。

3）精密执行机构的设计主要考虑数控机床工作台传动装置的设计问题。

要弄清机构或机械执行的主要功能＜如传递运动、动力、位置控制、微调、精密定位或高速运转等），进行力＜力矩）、负载转矩、惯性＜转动惯量）、加＜减）速控制和误差计算。

提出装配图和零件加工图。

提出电动机和计算机控制要求。

4）采用传感器进行反馈控制或作为测量敏感部位。

5）学会使用手册和图表资料。

本次课程设计是设计回转体数控测量装置，通过此次课程设计，学员应具有机电一体化系统设计的初步能力，初步建立了正确的设计思想，学会运用手册、标准、规范等资料，培养了分析问题和解决实际问题的能力。

第二章回转体数控测量装置总体方案分析回转体数控测量装置是一种测量回转体外形轮廓的机电一体化系统，其基本工作原理利用检测光幕传感器检测位于其中的回转体。

回转体一般是柱形工件，由卡盘夹紧并由电机驱动经减速器使其旋转，对于较长的工件，还要求有尾架，并在尾架上安装顶尖，支顶较长的工件。

检测光幕传感器在回转轴方向<Z 向）可以来回移动，能对回转体每个截面的轮廓进行测量。

此次任务给定的参数如下：行程范围向可正反转连续回转运动分辨率0.01mm C 向优于0.1°Z 向最大移动速度C 向最大选择速度被检测工件最大尺寸< 材料为钢）外形尺寸< 参考）Z 向350mm CZ 向由于2200mm/min130r/min0 50mm x 350mm700mm x 400mm x 320mm2.1回转体数控测量装置总体方案确定回转体数控测量装置总体方案的确定包括系统运动方式的确定、伺服系统的选择、执行机构及传动方式的确定、计算机系统的选择等。