第1章 機(jī)電一體化概論
1.1 機(jī)電一體化的概念
1.1.1 機(jī)電一體化的發(fā)展歷史
1.1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的特征
1.1.3 機(jī)電一體化的意義
1.2 機(jī)電一體化的技術(shù)基礎(chǔ)
1.2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)
1.2.2 微電子技術(shù)
1.2.3 傳感器技術(shù)
1.2.4 軟件技術(shù)
1.2.5 通信技術(shù)
1.2.6 驅(qū)動(dòng)技術(shù)
1.2.7 自動(dòng)控制技術(shù)
1.2.8 系統(tǒng)技術(shù)
1.3 機(jī)電一體化的發(fā)展及應(yīng)用概況
習(xí)題與思考題


第2章 精密機(jī)械技術(shù)
2.1 概述
2.1.1 機(jī)電一體化對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的基本要求
2.1.2 機(jī)械系統(tǒng)的主要組成
2.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
2.2.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能要求
2.2.2 精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)——滾珠絲杠副
2.2.3 齒輪傳動(dòng)
2.2.4 同步帶傳動(dòng)
2.2.5 間歇傳動(dòng)
2.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
2.3.1 導(dǎo)軌副的組成及種類(lèi)
2.3.2 導(dǎo)軌的基本要求
2.3.3 滑動(dòng)導(dǎo)軌副
2.3.4 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副和圓柱直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副
2.3.5 靜壓導(dǎo)軌副
2.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)
2.4.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其技術(shù)特點(diǎn)
2.4.2 電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)
2.4.3 壓電驅(qū)動(dòng)器與超聲電機(jī)
2.4.4 微動(dòng)機(jī)構(gòu)
2.4.5 液壓機(jī)構(gòu)
2.4.6 氣動(dòng)機(jī)構(gòu)
習(xí)題與思考題


第3章 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)
3.1 概述
3.1.1 機(jī)電一體化對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求
3.1.2 機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的類(lèi)型、特點(diǎn)與選用
3.2 工控機(jī)的特點(diǎn)、組成及總線
3.2.1 工控機(jī)及其特點(diǎn)
3.2.2 工控機(jī)的組成
3.2.3 工控機(jī)的ISA總線和PCI總線
3.3 工控機(jī)的主板
3.4 工控機(jī)的接口卡
3.4.1 模擬量輸入／輸出卡
3.4.2 數(shù)字量輸入／輸出卡
3.4.3 運(yùn)動(dòng)控制卡
3.4.4 RS-232／RS-485模塊
3.4.5 CAN總線接口卡
3.5 工業(yè)組態(tài)軟件
3.5.1 工業(yè)組態(tài)軟件簡(jiǎn)介
3.5.2 工業(yè)組態(tài)軟件設(shè)計(jì)的基本步驟
3.5.3 工業(yè)組態(tài)軟件的設(shè)備連接與測(cè)試
3.5.4 工業(yè)組態(tài)軟件的報(bào)警顯示
3.5.5 工業(yè)組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)曲線與歷史曲線的顯示
3.5.6 工業(yè)組態(tài)軟件的工程安全機(jī)制
3.6 工控機(jī)與組態(tài)軟件的應(yīng)用
習(xí)題與思考題


第4章 基于單片機(jī)的控制器
4.1 MCS-51單片機(jī)
4.2 模擬數(shù)據(jù)采集
4.2.1 傳感器
4.2.2 多路模擬開(kāi)關(guān)
4.2.3 放大器
4.2.4 采樣／保持器
4.2.5 A／D轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口
4.3 模擬數(shù)據(jù)輸出
4.4 功率輸出
4.4.1 功率晶體管接口
4.4.2 光電耦合器隔離
4.4.3 雙向晶閘管接口
4.5 單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器
4.6 其他嵌入式處理器
習(xí)題與思考題


第5章 可編程序控制器
5.1 順序控制系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)
5.1.1 順序控制系統(tǒng)
5.1.2 順序控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
5.2 可編程序控制器基礎(chǔ)
5.2.1 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)及分類(lèi)
5.2.2 可編程序控制器的輸入／輸出模塊
5.2.3 可編程序控制器的工作機(jī)制
5.2.4 可編程序控制器的編程語(yǔ)言
5.2.5 與其他順序邏輯控制系統(tǒng)的比較
5.2.6 可編程序控制器的應(yīng)用概況
5.3 三菱FX2N系列可編程序控制器及其指令系統(tǒng)
5.3.1 三菱可編程序控制器概述
5.3.2 三菱FX2N系列可編程序控制器的軟組件及其功能
5.3.3 三菱FX2N系列可編程序控制器的指令系統(tǒng)
5.4 可編程序控制器的基本應(yīng)用
5.4.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和步驟
5.4.2 編程方法及編程規(guī)則與技巧
5.4.3 常用和基本環(huán)節(jié)編程
5.4.4 應(yīng)用實(shí)例
5.5 可編程序控制器的高級(jí)應(yīng)用
5.5.1 可編程序控制器的通信及網(wǎng)絡(luò)
5.5.2 可編程序控制器的人機(jī)界面
習(xí)題與思考題


第6章 傳感器與計(jì)算機(jī)接口
6.1 概述
6.1.1 傳感檢測(cè)裝置在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的作用
6.1.2 傳感檢測(cè)裝置的組成
6.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器
6.2.1 傳感器的定義與分類(lèi)
6.2.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器
6.2.3 智能傳感器
6.3 傳感器與計(jì)算機(jī)接口技術(shù)
6.3.1 數(shù)字型傳感器與計(jì)算機(jī)的接口及實(shí)例
6.3.2 模擬型傳感器與計(jì)算機(jī)的接口
習(xí)題與思考題


第7章 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及其計(jì)算機(jī)控制
7.1 概述
7.1.1 機(jī)電一體化系統(tǒng)中執(zhí)行裝置的特點(diǎn)
7.1.2 電力電子技術(shù)在執(zhí)行裝置中的應(yīng)用
7.1.3 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)建模
7.2 電力電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)
7.2.1 晶閘管及其驅(qū)動(dòng)電路
7.2.2 功率晶體管及其驅(qū)動(dòng)電路
7.2.3 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其驅(qū)動(dòng)電路
7.2.4 IGBT及其驅(qū)動(dòng)電路
7.3 直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)
7.3.1 直流電機(jī)的晶閘管驅(qū)動(dòng)控制
7.3.2 直流電機(jī)的全橋驅(qū)動(dòng)控制
7.3.3 直流電機(jī)調(diào)速和伺服控制
7.4 交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)
7.4.1 交流電機(jī)控制原理
7.4.2 交流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理
7.5 步進(jìn)傳動(dòng)控制系統(tǒng)
7.5.1 步進(jìn)電機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)
7.5.2 步進(jìn)電機(jī)控制
習(xí)題與思考題


第8章 生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)
8.1 概述
8.1.1 基本概念
8.1.2 自動(dòng)化制造系統(tǒng)的常見(jiàn)類(lèi)型
8.2 自動(dòng)化加工設(shè)備
8.2.1 組合機(jī)床
8.2.2 一般數(shù)控機(jī)床
8.2.3 車(chē)削中心
8.2.4 加工中心
8.3 工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)
8.3.1 存儲(chǔ)設(shè)備
8.3.2 工件輸送裝置
8.4 檢驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)化
8.4.1 概述
8.4.2 加工過(guò)程中的自動(dòng)檢驗(yàn)裝置
8.4.3 自動(dòng)補(bǔ)償裝置
8.4.4 檢驗(yàn)自動(dòng)機(jī)
8.5 輔助設(shè)備
8.5.1 提升裝置
8.5.2 分路裝置
8.5.3 小零件的轉(zhuǎn)向和定向裝置
8.5.4 大零件的轉(zhuǎn)位裝置
8.5.5 斷屑裝置
8.6 自動(dòng)化制造系統(tǒng)的控制系統(tǒng)
8.6.1 FMS的信息流
8.6.2 制造過(guò)程的協(xié)調(diào)控制
8.6.3 加工過(guò)程監(jiān)控
8.7 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)
8.7.1 基本定義
8.7.2 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的基本組成
8.7.3 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的遞階控制模式
習(xí)題與思考題


第9章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的常用控制策略
9.1 模擬PID調(diào)節(jié)器
9.2 數(shù)字PID控制器
9.2.1 數(shù)字PID位置型控制算法
9.2.2 數(shù)字PID增量型控制算法
9.3 數(shù)字PID控制算法的改進(jìn)
9.3.1 積分分離PID控制算法
9.3.2 遇限削弱積分PID控制算法
9.3.3 不完全微分PID控制算法
9.3.4 微分先行PID控制算法
9.3.5 帶死區(qū)的PID控制算法
9.4 數(shù)字PID控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例
9.4.1 直線電機(jī)的數(shù)字PID控制
9.4.2 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中位置環(huán)數(shù)字PID控制算法的改進(jìn)實(shí)現(xiàn)
9.5 其他智能控制
9.5.1 模糊控制
9.5.2 專(zhuān)家智能控制
9.5.3 自學(xué)習(xí)智能控制系統(tǒng)
9.5.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能控制
習(xí)題與思考題


第10章 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與實(shí)例
10.1 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法學(xué)概論
10.1.1 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
10.1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)類(lèi)型
10.1.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
10.1.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟
10.1.5 機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)
10.2 基于單片機(jī)的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例
10.2.1 基于89C52單片機(jī)的連續(xù)紙膠印機(jī)控制系統(tǒng)
10.2.2 基于P87C591單片機(jī)的溫室控制單元
10.2.3 基于壓力平衡原理的汽車(chē)燃油檢漏儀
10.3 基于PC機(jī)的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例
10.3.1 基于機(jī)器視覺(jué)的晶振外殼缺陷在線抽檢系統(tǒng)
10.3.2 基于PC的并聯(lián)機(jī)床控制系統(tǒng)
10.3.3 基于PC的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)
10.4 基于PLC的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例
10.4.1 鍋爐膜式水冷壁管屏自動(dòng)焊接生產(chǎn)線控制系統(tǒng)
10.4.2 氣動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)
10.5 機(jī)器人及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例
10.5.1 液壓挖掘機(jī)器人分布式測(cè)控系統(tǒng)
10.5.2 多自由度機(jī)器人的結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)
10.5.3 高速并聯(lián)機(jī)械手位置控制系統(tǒng)
10.6 機(jī)電一體化系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)實(shí)例
10.6.1 數(shù)控五軸聯(lián)動(dòng)激光加工機(jī)
10.6.2 機(jī)器人智能關(guān)節(jié)
習(xí)題與思考題
參考文獻(xiàn)