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1、1机电一体化控制系统机电一体化控制系统课程标准课程标准注意：注意：本标准适用于有前期课程交流伺服与变频技术、 液压与气动技术基础的机电类专业；对于其他机电类专业应选择 128 学时/8 学分的课程标准。二、课程性质和任务机电一体化控制系统是数控设备应用与维护、机电一体化三年制高职专业设置的 一门专业必修课，是学生具备了专业基础知识之后开设的综合性课程。该课程是学生掌握 测量技术、熟悉综合应用机械、液压、启动、CNC、PLC、交流伺服、变频器等技术的机 电一体化控制系统，提高知识综合应用能力，掌握机电一体化设备维修技能的重要教学环 节。 本课程适用于设置有前期课程交流伺服与变频技术 、 液压与气
2、动技术的数控设 备应用与维护、机电一体化等专业，开设一学期，教学时 80 学时/5 学分。 机电一体化控制系统的主要任务是学习数控机床、机电一体化设备常用的光栅、 编码器、磁栅、磁编码器等测量装置的基本原理；掌握综合应用测量器件、电气控制元件 等所组成的 PLC 控制系统的分析能力；掌握综合应用变频器、交流伺服驱动器、国产经济 型数控系统等所组成的 CNC 控制系统的分析能力；掌握综合应用机械、电气、液压、气动 等所组成的机电一体化系统的分析能力；并能完成以上系统的调试与维修。三、课程教学目标通过以工作任务导向以及典型机电一体化控制系统的实际工作项目活动，使高等职业 学院的数控设备应用与维护专
3、业的学生了解检测技术、机电一体化控制系统学习领域和工 作领域等专业知识与技能，能够识读以上控制系统的电气图、完成安装调试过程、诊断与 排除故障等，培养学生具备从事数控机床、机电一体化设备调试、维修的工作技能，为学 生未来从事专业方面实际工作的能力奠定基础。（一）知识目标1. 了解光栅、光电编码器、磁栅、磁编码器的原理，掌握其使用方法； 2. 了解通用 PLC 控制的机电一体化综合系统的组成、原理，掌握其调试、维修方法；3. 了解综合应用变频器、交流伺服等装置的国产典型数控系统的组成、原理，掌握其 调试、维修方法； 4. 了解机/电/液/气综合控制系统的组成、原理，掌握其调试、维修方法。（二）能
4、力目标1. 会使用光栅、光电编码器、磁栅、磁编码器； 2. 会分析、调试、维修步进驱动系统、交流伺服驱动系统、变频调速系统； 3. 会分析、调试、维修能使用、调试、维修国产数控系统与机床； 4. 能维修机/气/液综合控制部件与系统。2（三）素质目标1. 能够把所学的电气控制、PLC、交流伺服、变频器等相关知识加以综合应用，培养 学生的专业综合实践能力。同时使学生对各类机电一体化控制系统有较完整的了解，具备 调试、维修各类系统的专业知识与职业能力； 2. 通过知识教学的过程培养学生爱岗敬业与团队合作的基本素质。四、课程内容与要求四、课程内容与要求（一）公共模块（学时：80）课程主要内容课程主要内
5、容学时学时重点、难点重点、难点知识、能力、素质要求知识、能力、素质要求任务 1 了解机 电一体化概念2任务 2 分析机 电一体化系统4项目一、基本概念任务 3 了解机 电一体化技术21.机电一体化学科、机 电一体化系统、机电一 体化技术、机电一体化 产品的含义。 2. 机电一体化系统分 析。1. 能分清机电一体化学 科、机电一体化系统、机 电一体化技术、机电一体 化产品； 2. 会分析机电一体化系 统的组成、结构。任务 1 熟悉检 测开关2任务 2 熟悉光 栅与光电编码 器4项目二、位置检测技术 任务 3 熟悉磁 栅与磁性编码 器21. 传感器特点与分类； 接近开关的工作原理 与技术参数。 2
6、. 光栅、光电编码器 的原理与技术参数。 3. 磁栅、磁性编码器 的原理与技术参数。1.会选择、连接接近开关。2.会选择、连接光栅、光 电编码器。3.会选择、连接光栅、光 电编码器。任务 1 熟悉 CNC 控制系统4任务 2 掌握 CNC 连接技术4项目三、CNC 控制系 统任务 3 CNC 的 应用与实践 121. 国产经济型 CNC 控制系统的组成。 2. 国产经济型 CNC 控制系统的硬件与连 接。 3. 国产经济型 CNC 控制系统的工程应用 与实例。1. 能识读国产经济型 CNC 控制系统工程图与 连接硬件。 2. 会分析、调试、维修国 产经济型 CNC 控制系统。任务 1 步进驱
7、动系统的应用 与实践4任务 2 交流伺 服系统的应用 与实践8项目四、运动控制系统任务 3 变频调 速系统的应用 与实践81. 步进驱动器、交流 伺服器、变频器与 CNC 的连接。 2. 步进驱动器、交流 伺服器、变频器在机电 一体化应用与调试、维 修。1. 会分析、调试、维修步 进驱动系统。 2. 会分析、调试、维修交 流伺服驱动系统。 3. 会分析、调试、维修变 频调速系统。3任务 1 齿轮传 动的结构、原理 与实践21. 齿轮传动的结构与 原理。 2. 齿轮的间隙消除。1. 熟悉齿轮传动的结构 与原理。 2. 会调整、消除齿轮的 间隙。 任务 2 滚珠丝 杠螺母副的结 构、原理与实践21
8、. 滚珠丝杠螺母副的 结构与原理。 2. 滚珠丝杠螺母副安 装与调整。 3. 滚珠丝杠螺母副的 选型及防护。1. 熟悉滚珠丝杠螺母副 的结构与原理。 2. 会安装与调整滚珠丝 杠螺母副。 3. 会选用滚珠丝杠螺母 副。 任务 3 直线滑 动导轨的结构、 原理与实践21. 直线滑动导轨的结 构与原理。 2. 直线滚动导轨的安 装与调整。 3. 直线滑动导轨的选 用。1. 熟悉直线滑动导轨的 结构与原理。 2. 会安装与调整直线滚 动导轨。 3. 会选用直线滑动导轨。项目五、机械部件与系 统任务 4 典型机 械部件的结构、 原理与实践 121. 回转刀架的结构、 原理与调整、维修。 2. 刀库与机
9、械手的结 构、原理与调整、维修。3. 转塔刀架的结构、 原理与调整、维修。1. 能进行回转刀架的调 整、维修。 2. 能进行刀库与机械手 的调整、维修。 3. 能进行转塔刀架的调 整、维修。机动机动4测试测试2五、教学基本条件为保证理论与实际操作密切结合，本课程教学要求如下： 1. 本课程的项目二、项目五的教学应结合“机电亚龙”国际培训中心的“机电一 体化基础实训室”进行；实训室至少提供 4 套独立的编码器、光栅；滚珠丝杠、滚动导轨 等部件；课程教学由专业教师与培训中心的兼职教师共同承担。 2. 本课程的项目三、项目四的教学应结合“机电亚龙”国际培训中心的“机电一 体化综合实训室”进行；实训基
10、地应保证至少保证每 4 人共用一套仪器（包括变频器、伺 服驱动器、PLC、CNC、刀架、刀塔等） ；课程教学由专业教师与培训中心的兼职教师共同 承担。 3. 实训课每班由两位老师上课，以便于对学生的操作进行个别指导。六、本课程与前后课程的联系 本课程是机电一体化技术的综合应用课程，内容涉及电力电子技术、检测技术、运动 控制技术、自动控制技术、机/电/液/气一体化技术等，课程教学需要有以下前期课程作为 准备与基础：1.电工与工业电子学 。 2.液压与气动技术 。43.机床电气控制与 PLC 。 4.交流伺服与变频技术 。 本课程可以增加以下后续课程之一，以突出专业方向：1.数控机床故障诊断与维修
11、 ，适合数控设备应用与维护专业。 2.自动生产线的调试与维修 ，适合机电一体化专业。 3.机电设备维修 ，适合机电设备维修专业。七、课程实施建议1. 本课程与电工与工业电子学 、 液压与气动技术 、 电气控制与 PLC等课程内 容衔接，讲解时要突出课程的技术综合与集成。 2. 位置检测技术部分应以接近开关、编码器、光栅、磁编码器为重点，讲解 CNC 机 床常用的检测装置。 3. CNC 控制系统部分应以国产经济型 KND100 系列数控系统为载体，重点讲解配套国 产系统的数控机床的使用、调试与维修技术。 4. 交流伺服系统部分应以常用的安川 系列交流伺服为载体，重点讲解通用型交流 伺服与国产经
12、济型 CNC 等机电一体化系统中的综合控制与应用。 5. 变频器调速系统部分应以常用的三菱 FR-A700 系列变频器为载体，重点讲解通用型 变频器与国产经济型 CNC 等机电一体化系统中的综合控制与应用。 6. 本课程的所涉及的内容较多，注意教学方法，采用启发式教学，对重点内容讲透， 鼓励学生自学和课上讨论，调动学生的学习主动性，通过讲解应用实例，提高学生的学习 兴趣，扩大学生在本学科领域的知识面。 7. 教学组织形式实现多样化，课堂授课应利用幻灯片、多媒体技术、投影仪等现代化 教学手段；实践教学应在“机电亚龙”国际培训中心的“机电一体化基础实训室”和 “机电一体化综合实训室”进行。 8.
13、根据的调速系统最新发展情况，在平时授课中经常介绍一些有关的新技术、新知识， 让学生及时了解最新的科技动态。八、考核与评价本门课程以形成性考核方式进行考核。总成绩由平时成绩、操作考核成绩和期末理论 考核成绩组成。其中： 平时成绩：占总成绩的 10%，考核出勤、作业、课堂问答等。 操作考核：占总成绩的 30%；重点考核学生的元器件识别与使用能力、仪器仪表使用 与电路测试能力、硬件的安装与连接能力、控制装置的参数设定、故障分析与排查能力以 及对出现问题的归纳总结能力等。 理论考试：占总成绩的 60%；重点考核机电一体化控制系统的基本知识、基本理论和 新技术知识。九、教材及教学参考书1. 教材： 机电一体化控制技术与系统 ，龚仲华、杨红霞主编，人民邮电出版社，2011十、有关说明无
