《机械设备电气与数字控制》教学大纲.doc

机械设备电气与数字控制教学大纲机械设备电气与数字控制教学大纲(机电工程专业)计划学时64，授课学时54，实验学时10大纲正文 一、教学内容 (一)机械设备电气自动控制概况 电气自动控制系统在机械设备中的地位；机械设备的电气自动控制系统。 (二)机械设备的电气控制线路 机械设备电气控制基础；普通车床的控制线路；铣床的控制线路*；组合机床的控制线路；注塑机的控制线路*。 (三)电气控制线路的设计 电气控制线路设计的一般原则、设计方法；电器元件的选择；设计实例。 (四)可编程控制器(PLC) PLC的系统构成；指令系统；程序设计；PLC在机械设备中的应用*。 (五)数字控制系统的硬件组成 数控技术概论；数字控制中微机的特点；单片机数控系统；STD总线机数控系统；多微处理器数控系统；常用外设和接口。 (六)数控系统的软件结构 系统软件概述；加工程序的输入和预处理；插补原理；进给速度控制；误差补偿；自诊断。 (七)伺服驱动系统 伺服系统的组成和原理；步进电机开环伺服驱动系统；伺服系统中的位置检测*；闭环伺服驱动系统*。 (八)典型数控系统及其编程 经济型数控系统，标准型数控系统*；数控标准、代码;手工编程，菜单式编程介绍；自动编程*。 (九)机械设备的数控化改造 机械设备改造的一般方法；数控系统的选择；机械部分的改造;数控系统安装、调试和抗干扰技术；机床的数显改造。 (十)柔性制造系统(FMS)简介FMS的控制系统；物流系统；加工系统；FMS的运行。二、实验内容 (一)行程控制和顺序控制(2.5学时) (二)PLC的编程应用(2.5学时) (三)步进电机的微机控制和驱动(25学时) (四)数控机床的编程和操作(25学时)三、学时及媒体分配 本课程共64学时，其中实验10学时，电视课36学时，面授18学时，具体分配如下：章次内容计划授 课实 验时数电 视面 授一二三四五六七八九十机械设备的电气控制概况机械设备的电气控制线路电气控制线路的设计可编程控制器(PLC)数字控制系统的硬件组成数控系统的软件结构伺服驱动系统典型数控系统及其编程机械设备的数控化改造柔性制造系统(FMS)简介1105610566958.551142666442144232325252525合计64361810 注：*为面授课内容大纲说明 一、课程的性质和任务 本课程是广播电视大学机电工程专业的一门主要专业课 通过本课程各个数学环节的学习，使学生掌握机械设备电气控制和数字控制的基本理论和基本方法，具备对典型电气控制和数字控制系统进行分析和应用的初步能力，为进一步深造和从事机电控制方面的工程实践打下必要的基础。 二、课程内容的安排原则 本课程内容广泛，既要注意我国机械设备电控技术的现状，又要充分反映技术的发展，因此教材按如下原则安排。 1、对传统的继电接触控制，注重精选内容，着重基本环节和典型控制线路的分析； 2、对可编程控制器作较系统的介绍； 3、对数控技术着重讲解微机数控的原理和应用;考虑到近期的国情，为普及数控技术及机床改造，对步进电机开环控制的经济型数控系统应予足够的重视； 4、面向应用，注重理论联系实际。培养解决实际问题的能力。 三、本课程与其它课程的关系 本课程的先修课是电工技术、电子技术、微机技术、机械制造基础、机械设计基础等课程。 四、教学内容的基本要求 本课程由继电接触控制、可编程控制器和计算机数字控制三部分组成。计算机数字控制部分是本书的重点部分。 各部分的具体要求如下： (一)机械设备电气自动控制概况 了解机械设备电气控制和数字控制的一般概况。 (二)机械设备的电气控制线路 掌握电气控制线路的基本环节； 熟练掌握电气控制线路的分析方法； 具备阅读和分析中等复杂程度电气控制线路图的能力； 掌握普通车床、组合机床电气控制线路的控制规律； 了解铣床、注塑机等电气控制线路的特点。 (三)电气控制线路的设计 初步掌握电气控制线路的一般设计原则和设计方法； 具有查阅电气控制方面的资料和手册的能力； 具有设计简单电气控制线路的能力。 (四)可编程控制器(PLC) 掌握PLC的发展和应用状况； 具备对小型PLC进行具体的应用编程和调试运行的初步能力。 (五)数控系统的硬件组成 掌握计算机数控(CNC)系统的基本组成及工作原理； 掌握单片机及STD总线机数控系统的组成和特点； 了解多CPU数控系统的组成和特点； 了解CNC系统的接口技术； 具有对简易CNC系统的硬件组成进行分析的初步能力。 (六)数控系统的软件结构 掌握CNC系统软件的一般结构；了解加工程序的输入和预处理方法； 熟练掌握逐点比较法插补原理；了解DDA法和时间分割法插补原理； 掌握进给速度的控制方法； 了解误差补偿和自诊断的原理和方法； 具备分析简易CNC系统软件结构的初步能力。(七)伺服驱动系统 掌握开环、闭环、半闭环控制的一般概念； 掌握步进电机的控制原理，掌握用硬件和软件进行脉冲分配的方法； 了解步进电机常用的驱动电路； 了解闭环控制系统中常用检测元件的结构、原理和应用方法； 了解交流电机PWM调速方法； 了解直流电机的调速方法； 具备对步进电机开环伺服系统进行分析、实验的初步能力。 (八)典型数控系统及其编程 掌握经济型数控系统的基本功能和基本的软、硬件配置； 了解标准型数控系统的特点和基本的软、硬件配置； 熟悉数控标准、代码及常用功能字； 掌握数控加工工艺过程的制订和座标值的计算方法； 掌握数控机床加工程序的编制方法、能编制一般零件的加工程序； 了解自动编程原理和应用情况。 (九)机械设备的数控化改造 掌握机械设备数控改造的一般方法； 具备根据设备的功能选用数控系统和数显设备的初步能力。 (十)柔性制造系统(FMS)简介 了解FMS的组成、应用和发展概况。 五、实验与习题的基本要求 (一)实验 实验是本课程的重要教学环节；它不仅是验证理论，更重要的是培养学生的动手能力，培养分析问题和解决问题的能力。 通过实验达到： l、掌握顺序控制和行程控制方法； 2、能在小型P