目錄
第1章 緒論 1
1.1 機(jī)電一體化的基本概念 1
1.1.1 機(jī)電一體化的定義 1
1.1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)要素 2
1.1.3 機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類 3
1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 4
1.3 機(jī)電一體化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益 5習(xí)題 7
第2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及工程路線 8
2.1 現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特征 8
2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的評價分析方法 9
2.2.1 評價分析的內(nèi)容 9
2.2.2 評價分析的方法 10
2.3 機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程路線 14
2.4 總體方案設(shè)計(jì) 20
2.4.1 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 20
2.4.2 驅(qū)動方案設(shè)計(jì) 22
2.4.3 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 23習(xí)題 26
第3章 機(jī)械傳動系統(tǒng) 27
3.1 機(jī)械傳動系統(tǒng)概述 27
3.1.1 機(jī)械傳動系統(tǒng)的特點(diǎn) 27
3.1.2 機(jī)電一體化對機(jī)械傳動系統(tǒng)的要求 28
3.2 機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性 30
3.2.1 典型傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)械特性 30
3.2.2 典型傳動機(jī)構(gòu)的控制特性 42
3.3 機(jī)械傳動裝置 44
3.3.1 齒輪傳動 44
3.3.2 同步帶傳動 47
3.3.3 諧波齒輪減速器 49
3.3.4 滾珠絲杠副 51
3.3.5 滾珠花鍵 62
3.3.6 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案的選擇 63
3.4 導(dǎo)軌 65
3.5 典型伺服機(jī)構(gòu)單元 70
3.5.1 絲杠模組 70
3.5.2 同步帶模組 73
3.5.3 XYZ型三軸模組 74習(xí)題 75
第4章 驅(qū)動系統(tǒng) 76
4.1 驅(qū)動系統(tǒng)的特點(diǎn)和技術(shù)要求 76
4.1.1 驅(qū)動系統(tǒng)的特點(diǎn) 76
4.1.2 驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)要求 77
4.1.3 驅(qū)動系統(tǒng)的品質(zhì) 83
4.2 典型驅(qū)動元件 85
4.2.1 步進(jìn)電動機(jī) 86
4.2.2 直流電動機(jī) 92
4.2.3 交流電動機(jī) 99
4.2.4 液壓與氣壓伺服元件 105
4.3 常用動力驅(qū)動元件的特性及選擇方法 110
4.3.1 步進(jìn)電動機(jī)的選擇與計(jì)算 111
4.3.2 直流電動機(jī)的選擇與計(jì)算 112
4.3.3 交流電動機(jī)的選擇與計(jì)算 116習(xí)題 119
第5章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 120
5.1 計(jì)算機(jī)在機(jī)電一體化中的作用 120
5.2 常用工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 120
5.2.1 常用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的類型 121
5.2.2 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與信息處理計(jì)算機(jī)的區(qū)別 125
5.2.3 開放式體系結(jié)構(gòu)和總線系統(tǒng) 126
5.3 常用計(jì)算機(jī)總線 128
5.3.1 系統(tǒng)總線的特點(diǎn) 128
5.3.2 ISA總線 129
5.3.3 PCI總線 132
5.3.4 MULTIⅠ和Ⅱ總線 137
5.3.5 USB總線 138
5.4 現(xiàn)場總線 141
5.4.1 現(xiàn)場總線概述 142
5.4.2 CAN總線 144
5.4.3 EtherCAT總線 146
5.5 控制系統(tǒng)的選用 148
5.5.1 單板機(jī)和單片機(jī)控制系統(tǒng) 148
5.5.2 普通 PC和工業(yè) PC的控制系統(tǒng) 148
5.5.3 可編程邏輯控制器 149
5.5.4 幾種控制裝置的性能比較 150習(xí)題 157
第6章 傳感器與檢測系統(tǒng) 158
6.1 傳感器的組成及分類 158
6.1.1 傳感器的組成 158
6.1.2 傳感器的分類 159
6.2 傳感器的特性 161
6.2.1 傳感器的動、靜特性 162
6.2.2 傳感器的性能指標(biāo) 165
6.2.3 傳感器的輸入、輸出特性和對電源、環(huán)境的要求 166
6.2.4 傳感器的測量電路 167
6.2.5 傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn) 168
6.3 常用傳感器及其應(yīng)用 169
6.3.1 位移傳感器 169
6.3.2 速度傳感器 177
6.3.3 溫度傳感器 183
6.3.4 力傳感器 185
6.3.5 開關(guān)量傳感器 192習(xí)題 194
第7章 機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例 196
7.1 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與綜合 196
7.2 生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用實(shí)例 200
7.2.1 直角坐標(biāo)焊接機(jī)器人 200
7.2.2 數(shù)控旋壓機(jī) 209
7.2.3 深水閘刀式切管機(jī) 215
7.2.4 3D打印機(jī) 221
7.3 社會服務(wù)設(shè)備應(yīng)用實(shí)例 226
7.3.1 行李輸送機(jī)構(gòu) 226
7.3.2 全自動洗衣機(jī) 229習(xí)題 237
習(xí)題參考答案 238
參考文獻(xiàn) 239