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目 录 1

第一章绪论 1

§1.1机电一体化技术的产生与发展 1

§3.4位置随动系统 2

§1.2机电一体化的相关技术 2

§1.3机电一体化的发展前景 5

§1.4机电一体化的典型技术及系统 6

第二章机电一体化系统中的传感器技术 8

§2.1位移传感器 8

2.1.1电感传感器 8

2.1.2差动变压器传感器 10

2.1.3电容传感器 11

2.1.4感应同步器 12

2.1.5旋转变压器 14

2.1.6回转编码器 14

§2.2速度检测传感器 15

2.2.1测速发电机 16

2.2.2回转编码器的使用 17

§2.3位置传感器 18

2.3.1接触式位置传感器 18

2.3.2接近式位置传感器 18

§2.4压力传感器 20

2.4.1压阻式压力传感器 20

2.4.2应变式压力传感器 20

2.4.3压电式压力传感器 21

3.1.1步进电动机 24

第三章电动机驱动及其控制 24

§3.1步进电动机驱动及其控制 24

3.1.2驱动电源 27

§3.2直流电动机驱动及其控制 31

3.2.1直流电动机的驱动电源 31

3.2.2直流电动机的调速控制 33

§3.3交流电动机驱动与调速 37

3.3.1鼠笼型感应电动机概述 37

3.3.2晶闸管调压调速 37

3.3.3 脉宽调制（PWM）型晶闸管变频调速系统 39

3.4.1位置随动系统的构成和基本类型 42

3.4.2脉冲－相位调制式随动系统结构图 44

4.1.1可编程控制技术的发展 47

4.1.2可编程控制器的特点 47

§4.1可编程控制技术概述 47

第四章可编程控制技术与系统 47

§4.2可编程控制器的硬件结构 48

4.2.1 可编程控制器的整体结构和工作方式 48

4.2.2可编程控制器的中央控制单元 49

4.2.3 可编程控制器的输入／输出部件 50

4.2.4可编程控制器的电源组件 51

§4.3可编程控制器的软件技术 52

4.3.1 可编程控制器程序的表达方式 52

4.3.2可编程控制器的基本指令 53

4.3.3编程技巧 59

§4.4可编程控制器应用系统设计 60

4.4.1可编程控制器的选用原则 61

4.4.2可编程控制器结构图 62

4.4.3程序编制 64

§4.5可编程控制器的应用实例 65

4.5.1机床概述 66

4.5.2电气控制系统结构 66

4.5.3系统控制程序 67

第五章工业机器人及其应用 68

§5.1机器人一词的来源与机器人定义 69

§5.2机器人的发展史 69

§5.3机器人的分类及分代 70

§5.4工业机器人的控制系统 72

5.4.1示教再现控制系统 72

54.2示教再现式点位控制系统 73

5.4.3示教再现式轮廓控制系统 75

5.4.4微型计算机控制系统 76

§5.5工业机器人的应用 83

5.5.1工业机器人用于电弧焊接 83

5.5.2工业机器人在装配自动化方面的应用 83

5.5.3具有视觉的工业机器人（电子HC TM-01）的应用 85

5.5.4工件识别系统 86

5.5.5工业机器人在FMS中的应用 89

第六章 机电一体化控制系统的可靠性与诊断技术 91

§6.1机电一体化控制系统的可靠性描述 91

6.1.1有关可靠性的术语 91

6.1.2可靠性的度量 92

6.1.3可靠性的预测 94

§6.2机电一体化控制系统的故障类型 94

6.2.1硬件逻辑系统故障 95

6.2.2常见软件故障 96

6.2.3常见干扰故障 97

§6.3机电一体化控制系统的故障诊断与容错技术 99

6.3.1提高可靠性的基本方法 99

6.3.2机电一体化控制系统的自诊断 100

6.3.3容错技术与系统 102

6.3.4机电一体化控制系统故障诊断技术的新发展——人工智能及诊断专家系统 104

§6.4机电一体化控制系统的干扰抑制与处理 105

6.4.1现场干扰的抑制与隔离 105

6.4.2从可靠性设计入手提高机电一体化控制系统的抗干扰能力 107

6.4.3从安装和工艺等方面采取措施以消除干扰 108

第七章 柔性制造系统（FMS）与计算机集成制造系统（CIMS） 111

§7.1 FMS的特点与组成 111

7.1.1典型FMS的构成 111

7.1.2柔性制造系统的基本类型 112

7.1.3 FMS的计算机控制及网络系统 113

7.1.4 FMS的控制与管理软件 114

7.1.5柔性制造系统的发展趋势 115

§7.2计算机集成制造系统（CIMS） 117

7.2.1 CIMS的定义与结构 117

7.2.2 CIMS的主要技术关键 118

7.2.3未来的工厂 119

§7.3典型的FMS和CIMS 120

7.3.1 日本丰田公司的FMS（TIPROS-4） 120

7.3.2美国AMRF的CIMS工程 122

7.3.3我国的CAC CIMS 125

复习思考题 127

主要参考文献 128