机械制造系统自动化 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《机械制造系统自动化》教学大纲 棵程编号：302081020 课程类型： 选修课 Course Code:302081020 Course Tyepe: Elective 课程名称： 机械制造系统自动化 授课对象： 本科三年级学4 Course Name:Mechanical Manufacturing Automation Audience: The juniors 学时/学分： B22 授课语言： 中文 Credit 32/2 Language of Chinese Hours/Credits Instruction Mandarin 先修课程： 机械原理、机械设计、机械制造基础 开课院系： 机械工程系 Prerequisite: Mechanical Principles,Mechanical Desigr Course offered by:Depariment of Fundamental of Mechanical Manufacturing Mechanical Eng 适用专业： 机械设计制造及其自动化专业 授课教师： 胡晓兵、徐雷 Intended for: Mechanical Design,Manufacturing and nstructor Automation Hu Xiaobing. Xu Lei 大纲执笔人：晓兵 大纲审核人： 传专业负责人 Edited by: Hu Xiaobing nspected by: Course Leader 一、课程简介 随者科技进步以及机电一体化技术、计算机辅助技术和信息技术的发展，当今 世界机械制造业已进入自动化时代。机械制造自动化是企业实现自动化生产、参与 市场竞争的基础。对机械制造过程各个环节自动化技术的了解，掌握现代机械制造 的新手段、新方法、新技术，是适应现代工业企业对机械类专业人才培养需求以及 自身适应能力增强的必然要求。 本课程围绕机械制造全过程，系统讲授各种自动化技术、方法和实际应用，包括 设备、装置、手段、方式、过程和系统等内容。通过该课程的学习，满足学生系统掌 握有关机械制造自动化方面的基本原理，了解机械制造中各主要单元和系统的自动化 方法，以及各种自动化装置的工作原理和特点，提高其应用管理能力的需求。 1
机械制造系统自动化 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《机械制造系统自动化》教学大纲 课程编号： Course Code: 302081020 302081020 课程类型： Course Tyepe: 选修课 Elective 课程名称： Course Name: 机械制造系统自动化 Mechanical Manufacturing Automation 授课对象： Audience: 本科三年级学生 The juniors 学时/学分： Credit Hours/Credits 32/2 32/2 授课语言： Language of Instruction 中文 Chinese Mandarin 先修课程： Prerequisite: 机械原理、机械设计、机械制造基础 Mechanical Principles, Mechanical Design Fundamental of Mechanical Manufacturing 开课院系： Course offered by: 机械工程系 Department of Mechanical Eng. 适用专业： Intended for: 机械设计制造及其自动化专业 Mechanical Design, Manufacturing and Automation 授课教师： Instructor: 胡晓兵、徐雷 Hu Xiaobing, Xu Lei 大纲执笔人： Edited by: 胡晓兵 Hu Xiaobing 大纲审核人： Inspected by: 专业负责人 Course Leader 一、课程简介 随着科技进步以及机电一体化技术、计算机辅助技术和信息技术的发展，当今 世界机械制造业已进入自动化时代。机械制造自动化是企业实现自动化生产、参与 市场竞争的基础。对机械制造过程各个环节自动化技术的了解，掌握现代机械制造 的新手段、新方法、新技术，是适应现代工业企业对机械类专业人才培养需求以及 自身适应能力增强的必然要求。 本课程围绕机械制造全过程，系统讲授各种自动化技术、方法和实际应用，包括 设备、装置、手段、方式、过程和系统等内容。通过该课程的学习，满足学生系统掌 握有关机械制造自动化方面的基本原理，了解机械制造中各主要单元和系统的自动化 方法，以及各种自动化装置的工作原理和特点，提高其应用管理能力的需求。 1
二、学习目标 1、理解机械制造过程各个环节自动化技术的新技术新方法新装置，了解当前机械 设计制造及其自动化领域的发展状态与发展趋势： 2、了解机械制造系统设备、物流、刀具、检测及装配等各环节自动化技术的原 理和特点，掌握各环节自动化装置的设计原则和零部件选型原则，能够根据具体机械 制造自动化方案进行对比、分析、评价： 3、机械制造系统设备、物流、刀具、检测及装配等各环节，应用自动化技术， 能够设计满足特定需求的机械制造自动化系统、单元（部件）或机械制造工艺流程， 并能够在设计环节中体现创新意识。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 串业要求 毕业要求指标点 课程目标 (2)能够应用数学、自然科学和机械 程科学的基本原理，通过信息检索、文献 2.3能够针对机械工程领域设 研究，对机械工程领域设计、制造、运行计、制造、运行中的复杂工程问题， 学习目标2 等方面的复杂工程问题进行识别、表达、进行分析、评价，以获得有效结论。 分析、评价，并获得有效结论。 (3)能够设计满足特定需求的机械产品 功能原理方案、零部件及机械系统，或 33针对机械工程领域设计 针对机械工程领域设计、制造、运行等制造、运行中的复杂工程问题，能 方面的复杂工程问题，拟定相应的设计、够设计满足特定需求的系统、单元 学习目标3 制造、运行方案，并能够综合考虑社会 (部件)或机械制造工艺流程，并 健康、安全、法律、文化以及环境因素，能够在设计环节中体现创新意识。 本现创新意识。 (12)了解机械设计制造及其自动化领 12.】能够了解当前机械设计 或的新理论、新技术及国内外发展动态， 具有自主学习和终身学习的意识，有不 制造及其自动化领域的发展状态与学习目标1 发展趋势。 断学习和适应发展的能力。 四、学习内容与基本要求 第一章概述（支撑学习目标1（单业要求12.1） 1、机械制造的范畴 2、自动化技术的发展历史及趋势
二、学习目标 1、理解机械制造过程各个环节自动化技术的新技术新方法新装置，了解当前机械 设计制造及其自动化领域的发展状态与发展趋势； 2、了解机械制造系统设备、物流、刀具、检测及装配等各环节自动化技术的原 理和特点，掌握各环节自动化装置的设计原则和零部件选型原则，能够根据具体机械 制造自动化方案进行对比、分析、评价； 3、机械制造系统设备、物流、刀具、检测及装配等各环节，应用自动化技术， 能够设计满足特定需求的机械制造自动化系统、单元（部件）或机械制造工艺流程， 并能够在设计环节中体现创新意识。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求指标点 课程目标 （2）能够应用数学、自然科学和机械工 程科学的基本原理，通过信息检索、文献 研究，对机械工程领域设计、制造、运行 等方面的复杂工程问题进行识别、表达、 分析、评价，并获得有效结论。 2.3 能够针对机械工程领域设 计、制造、运行中的复杂工程问题， 进行分析、评价，以获得有效结论。 学习目标 2 （3）能够设计满足特定需求的机械产品 功能原理方案、零部件及机械系统，或 针对机械工程领域设计、制造、运行等 方面的复杂工程问题，拟定相应的设计、 制造、运行方案，并能够综合考虑社会、 健康、安全、法律、文化以及环境因素， 体现创新意识。 3.3 针对机械工程领域设计、 制造、运行中的复杂工程问题，能 够设计满足特定需求的系统、单元 （部件）或机械制造工艺流程，并 能够在设计环节中体现创新意识。 学习目标 3 （12）了解机械设计制造及其自动化领 域的新理论、新技术及国内外发展动态， 具有自主学习和终身学习的意识，有不 断学习和适应发展的能力。 12.1 能够了解当前机械设计 制造及其自动化领域的发展状态与 发展趋势。 学习目标 1 四、学习内容与基本要求 第一章概述（支撑学习目标 1（毕业要求 12.1） 1、机械制造的范畴 2、自动化技术的发展历史及趋势 2
3、机械制造自动化技术发展的历史及趋势 4、机械制造自动化系统的类型及基本构成。 第二章：自动化控制方法与技术（支撑学习目标3（毕业要求3.3）) 1、自动化控制的基本组成，了解实现各环节装置的典型元器件。 2、了解自动化控制基本方式、通过应用实例了解其各自的特点和应用范围 3、掌握机械传动控制、液压气动传动控制、电气传动控制、计算机控制技术相 应的基本原理、特点及应用，能够根据具体应用对象进行控制系统的方案设计。 要求学生：能根据具体的工程应用，正确地选择自动化控制方式，并设计出相应的控 制方案。 第三章：加工设备自动化（支撑学习目标2（毕业要求2.3）支撑学习目标3（毕业要 求3.3) 1、加工设备自动化的主要内容和途径。 2、切削加工自动化。包括车削加工自动化，了解自动车床、数控车床、车削中心 工作循环的自动化过程以及各个自动化单元的组成和工作方式：钻、铣削加工自动化： 加工中心的特点及典型自动化机构：组合机床的自动化方式。 3、金属板材成形加工自动化。冲压设备的自动化装置的组成、自动冲模的工作 流程以及先进冲压自动化技术。 4、机械加工自动线。各种类型加工自动线的组成、工艺基础及设计原则。 要求学生：理解加工设备自动化的组成，能够区分自动车床、数控车床与车削 中心的相同点与不同点。能够分析板材成形加工自动化装置的工作流程，设计相应 的自动神压装置。 第四章：物料供输自动化（支撑学习目标2（毕业要求2.3）支撑学习目标3（毕业要 求3.3) 1、物料供输自动化的组成及分类。 2、单机自动化供料装置的设计，包括料仓、料斗及输料槽的设计。 3、自动线物料输送系统，包括带式输送、链式输送、步伐输送、辊子输送 悬挂输送、有轨导向小车等输送系统的设计原则和设计方法。 4、柔性物流系统。了解柔性物流系统的组成，着重介绍托盘交换、自动导向小 车及立体仓库的组成和设计。 要求学生：了解各种自动化物料供输系统的设计原则及典型的元器件。能够设 计出相应的物料传输方案。 第五章：刀具自动化（支撑学习目标2（毕业要求2.3）支撑学习目标3（毕业要求3.3） 1、刀具的自动装夹机构。熟悉国外先进的工具系统， 3
3、机械制造自动化技术发展的历史及趋势 4、机械制造自动化系统的类型及基本构成。 第二章：自动化控制方法与技术（支撑学习目标 3（毕业要求 3.3）） 1、自动化控制的基本组成，了解实现各环节装置的典型元器件。 2、了解自动化控制基本方式、通过应用实例了解其各自的特点和应用范围。 3、掌握机械传动控制、液压气动传动控制、电气传动控制、计算机控制技术相 应的基本原理、特点及应用，能够根据具体应用对象进行控制系统的方案设计。 要求学生：能根据具体的工程应用，正确地选择自动化控制方式，并设计出相应的控 制方案。 第三章：加工设备自动化（支撑学习目标 2（毕业要求 2.3）支撑学习目标 3（毕业要 求 3.3） 1、加工设备自动化的主要内容和途径。 2、切削加工自动化。包括车削加工自动化，了解自动车床、数控车床、车削中心 工作循环的自动化过程以及各个自动化单元的组成和工作方式；钻、铣削加工自动化； 加工中心的特点及典型自动化机构；组合机床的自动化方式。 3、金属板材成形加工自动化。冲压设备的自动化装置的组成、自动冲模的工作 流程以及先进冲压自动化技术。 4、机械加工自动线。各种类型加工自动线的组成、工艺基础及设计原则。 要求学生：理解加工设备自动化的组成，能够区分自动车床、数控车床与车削 中心的相同点与不同点。能够分析板材成形加工自动化装置的工作流程，设计相应 的自动冲压装置。 第四章：物料供输自动化（支撑学习目标 2（毕业要求 2.3）支撑学习目标 3（毕业要 求 3.3） 1、物料供输自动化的组成及分类。 2、单机自动化供料装置的设计，包括料仓、料斗及输料槽的设计。 3、自动线物料输送系统，包括带式输送、链式输送、步伐输送、辊子输送、 悬挂输送、有轨导向小车等输送系统的设计原则和设计方法。 4、柔性物流系统。了解柔性物流系统的组成，着重介绍托盘交换、自动导向小 车及立体仓库的组成和设计。 要求学生：了解各种自动化物料供输系统的设计原则及典型的元器件。能够设 计出相应的物料传输方案。 第五章：刀具自动化（支撑学习目标 2（毕业要求 2.3）支撑学习目标 3（毕业要求 3.3） 1、刀具的自动装夹机构。熟悉国外先进的工具系统。 3
2、自动化换刀系统。自动换刀装置的类型和特点，刀库的种类与刀具的选择方 式，刀具的识别与自动化换刀装置的组成。 3、排屑自动化。各种类型的排屑装置、切屑及切削液的处理装置 要求学生：理解刀具的自动装夹机构和自动换刀系统，了解切屑与切削液处理 方法与相应装置。 第六章：检测过程自动化（支撑学习目标2（毕业要求2.3）支撑学习目标3（毕业要 求3.3) 1、制造过程中的检测技术概念、检测方式与常用检测装置。 2、工件尺寸的自动测量方法与装置，在线自动检测与补偿方法。 3、刀具状态的自动识别、监测方法与自动监控方法。 4、加工设备的自动监控系统组成、故障诊断方法。 5、相关检测技术，无损探伤检测及气密性检测技术。 要求学生：了解制造过程中的自动检测方法，包括工件尺寸的检测方法与设备、 刀具状态的监测方法与设备、加工设备的自动监控与故障诊断方法以及各种无损探 伤检测方法及相关设备。 第七章：装配自动化（支撑学习目标2（毕业要求2.3）支撑学习目标3（毕业要求3.3） 1、装配自动化的现状与发展以及装配自动化的基本要求与实现途径。 2、自动装配工艺过程分析，包括自动装配条件下的工艺过程分析、自动装配 艺设计的要求。 3、自动装配原理。装配的基本形式和特定，装配件的传送与定位方法、装入与 螺纹联接自动化、装配中的自动检测与控制。 4、自动装配机械。单工位装配机与多工位装配机，工位间传送方式及传送装置 的结构形式。 5、柔性装配系统组成、特定及应用实例。 要求学生：了解装配自动化的实现原则，以及为实现装配自动化工艺设计的要求，可 以根据装配自动化的要求对零件工艺进行改进。熟悉机械制造中常用装配手段 的自动化实现方法与设备。 第八章：工业机器人（支撑学习目标1（毕业要求12.1）支撑学习目标3（毕业要求3.3） 1、工业机器人的组成、分类与发展趋势。 2、工业机器人的机械与驱动系统。 3、工业机器人控制技术。包括位置、姿态、路径与控制技术。 4、工业机器人应用实例。 要求学生：了解工业机器人的各个组成部分，包括机械操作臂的典型结构、驱 动系统的设计以及机器人控制技术。 4
2、自动化换刀系统。自动换刀装置的类型和特点，刀库的种类与刀具的选择方 式，刀具的识别与自动化换刀装置的组成。 3、排屑自动化。各种类型的排屑装置、切屑及切削液的处理装置。 要求学生：理解刀具的自动装夹机构和自动换刀系统，了解切屑与切削液处理 方法与相应装置。 第六章：检测过程自动化（支撑学习目标 2（毕业要求 2.3）支撑学习目标 3（毕业要 求 3.3） 1、制造过程中的检测技术概念、检测方式与常用检测装置。 2、工件尺寸的自动测量方法与装置，在线自动检测与补偿方法。 3、刀具状态的自动识别、监测方法与自动监控方法。 4、加工设备的自动监控系统组成、故障诊断方法。 5、相关检测技术，无损探伤检测及气密性检测技术。 要求学生：了解制造过程中的自动检测方法，包括工件尺寸的检测方法与设备、 刀具状态的监测方法与设备、加工设备的自动监控与故障诊断方法以及各种无损探 伤检测方法及相关设备。 第七章：装配自动化（支撑学习目标 2（毕业要求 2.3）支撑学习目标 3（毕业要求 3.3） 1、装配自动化的现状与发展以及装配自动化的基本要求与实现途径。 2、自动装配工艺过程分析，包括自动装配条件下的工艺过程分析、自动装配工 艺设计的要求。 3、自动装配原理。装配的基本形式和特定，装配件的传送与定位方法、装入与 螺纹联接自动化、装配中的自动检测与控制。 4、自动装配机械。单工位装配机与多工位装配机，工位间传送方式及传送装置 的结构形式。 5、柔性装配系统组成、特定及应用实例。 要求学生：了解装配自动化的实现原则，以及为实现装配自动化工艺设计的要求，可 以根据装配自动化的要求对零件工艺进行改进。熟悉机械制造中常用装配手段 的自动化实现方法与设备。 第八章：工业机器人（支撑学习目标 1（毕业要求 12.1）、支撑学习目标 3（毕业要求 3.3） 1、工业机器人的组成、分类与发展趋势。 2、工业机器人的机械与驱动系统。 3、工业机器人控制技术。包括位置、姿态、路径与控制技术。 4、工业机器人应用实例。 要求学生：了解工业机器人的各个组成部分，包括机械操作臂的典型结构、驱 动系统的设计以及机器人控制技术。 4
五、建议教学进度 章节名称 学时数 1、概论 2 2、自动控制方法与技术 5 3、加工设备自动化 4、物料供输自动化 5、刀具自动化 6、检测过程自动化 7、装配自动化 8、工业机器人 六、教学策略与方法 1、阐述基本原理，理论联系实际，培养学生创新能力。 2、采用多媒体课件、视频资料和传统教学相结合进行教学。 3、通过案例分析，强调自动化系统工程理论思维方法建立和 运用 七、考核方式 开卷笔试 八、成绩评定方法 平时成绩占60%，包括出勤及平时作业等期末考试成绩占40% 九、教学参考书与其他相关教学资源（如网上教学资源等） [山周骥平主编，《机械制造自动化技术》第3版，机械工业出版社 2☑肖维荣、齐蓉主编，《装备自动化工程设计与实践》，机械工业出版社 )宋庭新主编，《先进制造技术X双语版)，中国水利水电出版社 4叶辉主编，《工业机器人典型应用案例精析》，机械工业出版社
5 五、 建议教学进度 章节名称 学时数 1、概论 2 2、自动控制方法与技术 5 3、加工设备自动化 5 4、物料供输自动化 5 5、刀具自动化 4 6、检测过程自动化 5 7、装配自动化 4 8、工业机器人 2 六、教学策略与方法 1、阐述基本原理，理论联系实际，培养学生创新能力。 2、采用多媒体课件、视频资料和传统教学相结合进行教学。 3、通过案例分析，强调自动化系统工程理论思维方法建立和 运用。 七、考核方式 开卷笔试 八、成绩评定方法 平时成绩占 60%，包括出勤及平时作业等； 期末考试成绩占 40﹪ 九、 教学参考书与其他相关教学资源（如网上教学资源等） [1] 周骥平主编，《机械制造自动化技术》第 3 版 ，机械工业出版社 [2] 肖维荣、齐蓉主编，《装备自动化工程设计与实践》，机械工业出版社 [3] 宋庭新主编，《先进制造技术》（双语版），中国水利水电出版社 [4] 叶辉主编，《工业机器人典型应用案例精析》，机械工业出版社