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第1章 概述1

1.1 机电一体化的概念1

1.2 机电一体化系统的组成2

1.3 机电一体化各功能组成部分的关系及作用3

1.4 机电一体化技术的特点4

1.5 机电一体化技术在国民经济中的地位与作用6

习题8

第2章 机电一体化系统中的机械结构9

2.1 机械精度9

2.1.1 反映整体设备的精度概念9

2.1.2 涉及零件的精度概念11

2.2 材料选择12

2.3 机械系统中的传动13

2.3.1 机械传动部件及其功能要求13

2.3.2 滚珠丝杠螺母传动部件15

2.3.3 齿轮传动部件28

2.3.4 挠性传动部件32

2.3.5 间歇传动部件38

2.4 轴与旋转支承结构40

2.4.1 旋转支承结构40

2.4.2 轴与支承41

2.4.3 轴上零件的固定42

2.5 导向支承部件44

2.5.1 导轨副的组成、种类及其应满足的要求44

2.5.2 滚动导轨副的类型45

2.5.3 滚动导轨副的计算与选用47

2.5.4 直线滚动导轨副的定位49

习题50

第3章 检测环节51

3.1 位置检测环节的构成和接口51

3.1.1 感应同步器51

3.1.2 旋转变压器56

3.1.3 光栅59

3.1.4 脉冲编码器65

3.1.5 磁栅70

3.2 速度检测环节的构成和接口73

3.2.1 测速发电机73

3.2.2 霍尔转速传感器74

3.2.3 其他转速检测元件76

3.3 温度检测环节的构成和接口78

3.3.1 检测元件78

3.3.2 温度检测系统应用实例80

习题82

第4章 控制系统84

4.1 控制系统的组成及其作用84

4.2 控制系统的设计要求84

4.3 控制系统中的输入装置85

4.3.1 通用键盘的使用85

4.3.2 矩阵键盘的使用89

4.4 控制系统中的信息显示92

4.4.1 用CRT显示信息92

4.4.2 数码管显示95

4.5 控制系统中的信息输入、输出99

4.5.1 并行输入、输出99

4.5.2 串行输入、输出102

4.6 控制系统中的数据处理104

4.6.1 数制的转换处理104

4.6.2 数字滤波104

习题108

第5章 常用控制方式109

5.1 顺序控制与时间控制109

5.1.1 顺序控制与时间控制系统的基本概念109

5.1.2 顺序控制与时间控制系统的组成110

5.1.3 顺序控制系统的分类110

5.1.4 顺序控制与时间控制系统的实例111

5.2 速度控制116

5.2.1 步进电动机的速度控制116

5.2.2 直流伺服电动机的速度控制119

5.2.3 交流电动机的速度控制125

5.3 轨迹控制129

5.3.1 逐点比较法130

5.3.2 数据采样法143

习题145

第6章 执行装置及其控制146

6.1 步进电动机146

6.1.1 步进电动机的工作原理146

6.1.2 反应式步进电动机的主要机械特性147

6.1.3 步进电动机的控制149

6.1.4 步进电动机的主要特点151

6.1.5 步进电动机的软件分频编程152

6.2 直流伺服电动机及其控制155

6.2.1 直流伺服电动机155

6.2.2 直流伺服电动机的机械特性和调节特性156

6.2.3 直流伺服电动机参数之间的关系158

6.2.4 直流调速控制方式160

6.3 交流伺服电动机及其控制162

6.3.1 交流伺服电动机162

6.3.2 晶闸管调压调速162

6.3.3 PWM型晶闸管变频调速系统163

6.4 液压与气动控制166

6.4.1 液压控制166

6.4.2 气压传动与控制167

习题173

第7章 工业机器人技术174

7.1 工业机器人的分类及应用174

7.1.1 按信息输入形式分类174

7.1.2 按坐标分类175

7.1.3 按受控运动方式分类176

7.1.4 按运动副连接方式分类176

7.2 工业机器人的专用名词及相关概念177

7.2.1 机器人的定义177

7.2.2 机器人的相关概念177

7.2.3 位姿178

7.2.4 齐次矩阵180

7.2.5 轨迹规划180

7.2.6 承载能力180

7.2.7 速度和循环时间181

7.2.8 定位精度和重复精度181

7.3 典型工业机器人的结构181

7.3.1 机器人机座181

7.3.2 机器人手臂181

7.3.3 机器人手腕183

7.3.4 手腕的柔顺性185

7.3.5 机器人末端夹持器185

7.4 工业机器人控制186

7.4.1 示教再现控制系统187

7.4.2 微型计算机控制系统190

7.5 工业机器人的操作192

7.5.1 开启电源193

7.5.2 操作面板使用193

7.5.3 示教盒的功能及使用194

7.5.4 手动模式下的电动机起动及文本输入195

7.6 工业机器人的编程196

7.6.1 RAPID语言196

7.6.2 应用举例203

习题204

第8章 机电一体化产品实例206

8.1 电梯206

8.1.1 电梯组成与功能206

8.1.2 电梯控制系统的主要部件208

8.1.3 交流双速电梯电气原理210

8.1.4 PLC I/O节点分配211

8.1.5 四层电梯PLC控制程序213

8.2 全自动洗衣机215

8.2.1 全自动洗衣机工作过程215

8.2.2 全自动洗衣机的软件设计216

8.3 灌装封盖机械219

8.3.1 典型灌装封口机结构分析219

8.3.2 控制部分229

习题234

附录235

附录Ⅰ 通用键盘布局和正常编码235

附录Ⅱ 与Shift、Ctrl组合的键盘编码236

附录Ⅲ 与Alt组合的键盘编码237

附录Ⅳ 电梯控制梯形图238

附录Ⅴ 洗衣机程序清单242

参考文献249