机电一体化教案1A

教案课程名称：机电一体化系统授课教师：授课班级：选用教材：淮南联合大学教师授课教案2教师职业道德规范一、努力传授知识技能，传承民族精神，弘扬爱国主义，为祖国和人民培养人才。二、追求高尚的师德风范，为人师表，教书育人，成为学生健康成长的指导者和引路人。三、在教育教学和日常生活中，自觉遵守以下职业道德规范:（一）自觉学习和宣传马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想，在教育、教学活动中同党的路线、方针、政策保持一致，用正确的理论和思想观点教育影响学生，帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观。绝不在课堂上和学生当中散布不利于学生健康成长的言论。（二）自觉遵守宪法和国家各项法律、规定，依法执教，履行《教师法》规定的权利和义务；遵守校规校纪，保证教学秩序和教学安全，维护良好的教学环境。教学过程中努力杜绝各种教学事故。（三）爱岗敬业。以做人民教师为荣，志存高远；以培育人才、繁荣学术、发展先进文化和推进社会进步为己任；恪尽职守，积极奉献，立足本职，争创佳绩。（四）善待学生。尊重学生人格，关心学生，耐心为学生释疑解惑，对学生一视同仁。指导学生树立社会主义大学生的道德情操，遵守社会公德。养成良好的行为习惯，帮助学生或学生社团组织开展健康、高雅的文化活动，提高学生的思想道德文化素质，做学生的良师益友。绝不歧视、挖苦、辱骂和体罚学生。（五）严谨治学。崇尚科学精神，努力掌握最新的科学知识，对业务精益求精，与时俱进，不断创新。坚决反对弄虚作假，抄袭剽窃、不求进取、敷衍了事的不良风气。（六）关心集体。积极参加学科和教研室建设，服从领导、顾全大局，热心参与集体活动，维护国家、学校、集体的荣誉和形象；爱护公物，保护环境，节约资源；善于团结协作，同事间以诚相待，互相尊重，互相关心，互相帮助。平等友爱，共同进步。（七）廉洁从教。自觉抵制社会不良风气的影响，不以教师的特殊地位“吃、拿、卡、要”学生及其家长、亲属，谋求私利；不接受学生及其家长的馈赠及吃请。（八）讲究仪表，注意教风教态，举止大方有度，语言规范健康，衣着整洁、端正，打扮朴素、得体。淮南联合大学教师授课教案3授课学时分配表课程名称机电一体化系统课程代码授课教师陈其祥职称工程师授课学期2006—2007学年第二学期计划学时第7周——第17周；共44学时;其中理论42学时实验0学时,习题2学时,等学时分配章节名称学时其中理论学时习题学时第一章概论22第二章系统中的机械结构44第三章检测环节55第四章控制系统761第五章常用控制方式871第六章执行装置及其控制77第七章工业机器人技术44第八章一体化产品实例55第九章第十章第十一章淮南联合大学教师授课教案4章节名称学时其中理论学时实践学时第十二章第十三章第十四章第十五章第十六章第十七章第十八章第十九章第二十章第二十一章第二十二章第二十三章第二十四章第二十五章第二十六章第二十七章教研室主任意见淮南联合大学教师授课教案5课程表节次星期地点星期一星期二星期三星期四星期五星期六星期日备注第1-2节班级05机教室W206第3-4节班级05机教室W206第5-6节班级教室第7-8节班级教室晚自习班级教室章节名称第1章第1节教学名称机电一体化的概念教学时数学时0.5教学目标1．理解机电一体化的基本概念2．了解机电一体化的典型应用——数控技术3．了解柔性制造技术概念4．了解FMS、CIMS概念淮南联合大学教师授课教案6课程重点难点1.机电一体化技术的概念2.FMS、CIMS概念教学方法及手段1．课堂理论课讲授2．多媒体教学课件播放辅助教学教学过程及时间分配：第一节机电一体化基本概念1。机电一体化的历史机电一体化又称机械电子学，英文称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本《机械设计》杂志的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被人们广泛接受和普遍使用。1996年出版的WEBSTER大词典收录了这个日本造的英文单词，这不仅意味着“Mechatronics”这个单词得到了世界各国学术界和企业界的认可，而且还意味着“机电一体化”的哲理和思想为世人所接受。机电一体化信息科学机械学电子学图1-1机电一体化与其它学科的关系淮南联合大学教师授课教案72。机电一体化的定义到目前为止，就机电一体化这一概念的内涵国内外学术界还没有一个完全统一的表述。一般认为，3。定义机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。4。定义的三重含义：（1）机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科。图1-1形象地表达了机电一体化与机械学、电子学和信息科学之间的相互关系；（2）机电一体化是一个发展中的概念，早期的机电一体化就像其字面所表述的那样，主要强调机械与电子的结合，即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展，以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术（即所谓的“3C”技术：Computer、Communication和ControlTechnology）“渗透”到机械技术中，丰富了机电一体化的含义，现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的结合，还包括光（光学）机电一体化、机电气（气压）一体化、机电液（液压）一体化、机电仪（仪器仪表）一体化等；（3）机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想，强调各种技术在机电产品中的相互协调，以达到系统总体最优。换句话说，机电一体化是多种技术学科有机结合的产物，而不是它们的简单叠加。从概念的外延来看，机电一体化包括机电一体化技术和机电一体化产品两个方面。机电一体化技术是从系统工程的观点出发，将机械、电子和信息等有关技术有机结合起来，以实现系统或产品整体最优的综合性技术。机电一体化技术主要包括技术原理和使机电一体化产品（或系统）得以实现、使用和发展的技术。机电一体化技术是一个技术群（族）的总称，包括检测传感技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动控制技术、机械技术及系统总体技术等。机电一体化产品有时也称为机电一体化系统，它们是两个相近的概念，通常机电一体化产品指独立存在的机电结合产品，而机电一体化系统主要指依附于主产品的部件系统，这样的系统实际上也是机电一体化产品。机电一体化产品是由机械系统（或部件）与电子系统（或部件）及信息处理单元（硬件和软件）有机结合、而赋予了新功能和新性能的高科技产品。由于在机械本体中“溶入”了电子技术和信息技术，与纯粹的机械产品相比，机电一体化产品的性能得到了根本的提高，具有满足人们使用要求的最佳功能。5。应用概况现实生活中的机电一体化产品比比皆是。我们日常生活中使用的全自动洗衣机、空调及全自动照相机，都是典型的机电一体化产品；在机械制造领域中广泛使用的各种数控机床、工业机器人、三坐标测量仪及全自动仓储，也是典型的机电一体化产品；而汽车更是机电一体化技术成功应用的典范，目前汽车上成功应用和正在开发的机电一体化系统达数十种之多，特别是发动机电子控制系统、汽车防抱死制动系统、全主动和半主动悬架等机电一体化系统在汽车上的应用，使淮南联合大学教师授课教案8得现代汽车的乘坐舒适性、行驶安全性及环保性能都得到了很大的改善；在农业工程领域，机电一体化技术也在一定范围内得到了应用，如拖拉机自动驾驶系统、悬挂式农具的自动调节系统、联合收获机工作部件（如脱粒清选装置）的监控系统、温室环境自动控制系统等。板书设计：3．其他相关标题，主要内容要点等按常规进行书写要求板书清晰整洁美观，图面大小适度规范，无错字别字和不规范文字符号作业：1．简述机电一体化技术的定义2．简述机电一体化技术定义的三重含义课后教学小结：1．讲清机电一体化的定义概念，有助于后续教学内容的讲授2．通过对比方法讲述机电一体化技术的三重含义概念，有助于对述机电一体化技术的认识3．通过课件图片和加工过程录相资料片的播放，加深对述机电一体化技术的感性理解作业中存在的主要问题：无明显作业问题教师授课教案机电一体化信息科学机械学电子学淮南联合大学教师授课教案9章节名称第1章第2节教学名称机电一体化系统的组成教学时数学时0.5教学目标1．一般掌握述机电一体化技术组成的概念2．理解主要组成部分的基本内容3．重点理解控制信息处理单元，接口单元和执行机构课程重点难点1.控制信息处理单元的基本概况2.接口单元的作用和意义教学方法及手段1．课堂理论课讲授2．多媒体教学课件播放辅助教学教学过程及时间分配：机电一体化系统的组成1。一般概念传统的机械产品一般由动力源、传动机构和工作机构等组成。机电一体化系统是在传统机械产品的基础上发展起来的，是机械与电子、信息技术结合的产物，它除了包含传统机械产品的组成部分以外，还含有与电子技术和信息技术相关的组成要素。一般而言，一个较完善的机电一体化系统包括以下几个基本要素：淮南联合大学教师授课教案10（1）机械本体，（2）检测传感部分、（3）电子控制单元、（4）执行器和动力源，（5）各要素之间通过接口相联系（见图1-2）。(1)机械本体机械本体包括机架、机械连接、机械传动等。所有的机电一体化系统都含有机械部分，它是机电一体化系统的基础，起着支撑系统中其它功能单元，传递运动和动力的作用。与纯粹的机械产品相比，机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强，这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面能够与之相适应，具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点。(2)检测传感部分检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是监测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检测到的信息向执行器发出相应的控制指令。机电一体化系统要求传感器精度、灵敏度、响应速度和信噪比高；漂移小、稳定性高；可靠性好；不易受被测对象特征（如电阻、导磁率等）的影响；对抗恶劣环境条件（如油污、高温、泥浆等）的能力强；体积小、重量轻、对整机的适应性好；不受高频干扰和强磁场等外部环境的影响；操作性能好，现场维修处理简单；价格低廉。(3)电子控制单元电子控制单元又称ECU(ElectricalControlUnit),是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行。电子控制单元由硬件和软件组成，系统硬件一般由计算机、可编程控制器(PLC)、数控装置以及逻辑电路、A／D与D／A转换、I／0接口和计算机外部设备等组成；系统软件为固化在计算机存储器内的信息处理和控制程序，根据系统正常工作的要求编写。机电一体化系统对控制和信息处理单元的基本要求是，提高信息处理速度、提高可靠性、增强抗干扰能力以及完善系统自诊断功能、实现图1-2机电一体化系统的构成执行器控制信息电子控制单元动力源检测传感部分机械本体参数变化信息驱动力能量检测参数淮南联合大学教师授课教案11信息处理智能化和小型、轻量、标准化等。(4)执行器执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动几种方式。机电一体化系统一方面要求执行器效率高、响应速度快，同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的适应性好，可靠性高。由于几何尺寸上的限制，动作范围狭窄，还需考虑维修和实行标准化。由于电工电子技术的高度发展，高性能步进驱动、直流和交流伺服驱动电机已大量应用于机电一体化系统。(5)动力源动力源是机电一体化产品能量供应部分，其作用就是按照系统控制要求向机器系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能，以电能为主。除了要求可靠性好以外，机电一体化产品还要求动力源的效率高，即用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功率输出。机电一体化产品的五个基本组成要素之间并非彼此无关或简单拼凑、叠加在一起，工作中它们各司其