第1章 機電一體化概論
1.1 機電一體化的概念
1.1.1 機電一體化的發(fā)展歷史
1.1.2 機電一體化系統(tǒng)的特征
1.1.3 機電一體化的意義
1.2 機電一體化的技術(shù)基礎
1.2.1 機械設計和制造技術(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)動技術(shù)
1.2.7 自動控制技術(shù)
1.2.8 系統(tǒng)技術(shù)
1.3 機電一體化的發(fā)展及應用概況
習題與思考題


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


第3章 工業(yè)控制計算機
3.1 概述
3.1.1 機電一體化對控制系統(tǒng)的基本要求
3.1.2 機電一體化控制系統(tǒng)的類型、特點與選用
3.2 工控機的特點、組成及總線
3.2.1 工控機及其特點
3.2.2 工控機的組成
3.2.3 工控機的ISA總線和PCI總線
3.3 工控機的主板
3.4 工控機的接口卡
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 運動控制卡
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)軟件簡介
3.5.2 工業(yè)組態(tài)軟件設計的基本步驟
3.5.3 工業(yè)組態(tài)軟件的設備連接與測試
3.5.4 工業(yè)組態(tài)軟件的報警顯示
3.5.5 工業(yè)組態(tài)軟件實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、實時曲線與歷史曲線的顯示
3.5.6 工業(yè)組態(tài)軟件的工程安全機制
3.6 工控機與組態(tài)軟件的應用
習題與思考題


第4章 基于單片機的控制器
4.1 MCS-51單片機
4.2 模擬數(shù)據(jù)采集
4.2.1 傳感器
4.2.2 多路模擬開關(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 單片機現(xiàn)場控制器
4.6 其他嵌入式處理器
習題與思考題


第5章 可編程序控制器
5.1 順序控制系統(tǒng)及其實現(xiàn)
5.1.1 順序控制系統(tǒng)
5.1.2 順序控制系統(tǒng)的實現(xiàn)
5.2 可編程序控制器基礎
5.2.1 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)及分類
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制
5.2.4 可編程序控制器的編程語言
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用
5.4.1 PLC控制系統(tǒng)設計的基本內(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 應用實例
5.5 可編程序控制器的高級應用
5.5.1 可編程序控制器的通信及網(wǎng)絡
5.5.2 可編程序控制器的人機界面
習題與思考題


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


第7章 動力驅(qū)動及其計算機控制
7.1 概述
7.1.1 機電一體化系統(tǒng)中執(zhí)行裝置的特點
7.1.2 電力電子技術(shù)在執(zhí)行裝置中的應用
7.1.3 機電傳動系統(tǒng)建模
7.2 電力電子技術(shù)應用基礎
7.2.1 晶閘管及其驅(qū)動電路
7.2.2 功率晶體管及其驅(qū)動電路
7.2.3 功率場效應晶體管及其驅(qū)動電路
7.2.4 IGBT及其驅(qū)動電路
7.3 直流傳動控制系統(tǒng)
7.3.1 直流電機的晶閘管驅(qū)動控制
7.3.2 直流電機的全橋驅(qū)動控制
7.3.3 直流電機調(diào)速和伺服控制
7.4 交流傳動控制系統(tǒng)
7.4.1 交流電機控制原理
7.4.2 交流伺服電機的驅(qū)動原理
7.5 步進傳動控制系統(tǒng)
7.5.1 步進電機的原理和結(jié)構(gòu)
7.5.2 步進電機控制
習題與思考題


第8章 生產(chǎn)過程自動化技術(shù)
8.1 概述
8.1.1 基本概念
8.1.2 自動化制造系統(tǒng)的常見類型
8.2 自動化加工設備
8.2.1 組合機床
8.2.2 一般數(shù)控機床
8.2.3 車削中心
8.2.4 加工中心
8.3 工件儲運系統(tǒng)
8.3.1 存儲設備
8.3.2 工件輸送裝置
8.4 檢驗過程自動化
8.4.1 概述
8.4.2 加工過程中的自動檢驗裝置
8.4.3 自動補償裝置
8.4.4 檢驗自動機
8.5 輔助設備
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 制造過程的協(xié)調(diào)控制
8.6.3 加工過程監(jiān)控
8.7 計算機集成制造系統(tǒng)
8.7.1 基本定義
8.7.2 計算機集成制造系統(tǒng)的基本組成
8.7.3 計算機集成制造系統(tǒng)的遞階控制模式
習題與思考題


第9章 機電一體化系統(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
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)的應用實例
9.4.1 直線電機的數(shù)字PID控制
9.4.2 運動控制系統(tǒng)中位置環(huán)數(shù)字PID控制算法的改進實現(xiàn)
9.5 其他智能控制
9.5.1 模糊控制
9.5.2 專家智能控制
9.5.3 自學習智能控制系統(tǒng)
9.5.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的智能控制
習題與思考題


第10章 機電一體化系統(tǒng)設計方法與實例
10.1 機電一體化系統(tǒng)設計方法學概論
10.1.1 機電一體化系統(tǒng)設計原則
10.1.2 機電一體化系統(tǒng)設計類型
10.1.3 機電一體化系統(tǒng)設計方法
10.1.4 機電一體化系統(tǒng)設計步驟
10.1.5 機電一體化系統(tǒng)的性能評價
10.2 基于單片機的機電一體化控制系統(tǒng)設計案例
10.2.1 基于89C52單片機的連續(xù)紙膠印機控制系統(tǒng)
10.2.2 基于P87C591單片機的溫室控制單元
10.2.3 基于壓力平衡原理的汽車燃油檢漏儀
10.3 基于PC機的機電一體化控制系統(tǒng)設計案例
10.3.1 基于機器視覺的晶振外殼缺陷在線抽檢系統(tǒng)
10.3.2 基于PC的并聯(lián)機床控制系統(tǒng)
10.3.3 基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)
10.4 基于PLC的機電一體化控制系統(tǒng)設計案例
10.4.1 鍋爐膜式水冷壁管屏自動焊接生產(chǎn)線控制系統(tǒng)
10.4.2 氣動機械手控制系統(tǒng)
10.5 機器人及其控制系統(tǒng)設計案例
10.5.1 液壓挖掘機器人分布式測控系統(tǒng)
10.5.2 多自由度機器人的結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)
10.5.3 高速并聯(lián)機械手位置控制系統(tǒng)
10.6 機電一體化系統(tǒng)的綜合設計實例
10.6.1 數(shù)控五軸聯(lián)動激光加工機
10.6.2 機器人智能關(guān)節(jié)
習題與思考題
參考文獻