机电一体化专业英语PDF电子书下载

Chapter 1　机电一体化简述 1

1.1　引言 1

1.2　机电一体化产品 1

1.2.1　机电一体化产品组成 1

1.2.2　开发机电一体化产品的共性和关键技术 4

1.3　机电一体化生产系统（制造模式） 5

1.3.1　工业化生产阶段 5

1.3.2　设备自动化阶段 5

1.3.3　柔性自动化阶段 5

1.3.4　数据自动化阶段 7

1.3.5　决策自动化阶段 7

第一部分　机电一体化产品 15

Chapter 2　传感器 15

2.1　引言 15

2.2　传感器的性能和评价指标 15

2.3　位移测量传感器 17

2.3.1　电阻式位移传感器 17

2.3.2　电阻应变计式位移传感器 18

2.3.3　电容式位移传感器 18

2.3.4　电感式位移传感器 19

2.3.5　涡流式位移传感器 20

2.3.6　压电式位移传感器 21

2.3.7　磁栅式位移传感器 22

2.3.8　光栅式位移传感器 22

2.3.9　感应同步器 24

2.3.10　脉冲发生器（编码器） 25

2.3.11　旋转变压器 26

2.3.12　激光位移传感器 27

2.4　速度传感器 28

2.4.1　直流测速发电机 29

2.4.2　编码盘式速度传感器 29

2.4.3　霍尔元件及涡流式速度传感器 30

2.5　加速度传感器 31

2.5.1　压电式加速度传感器 31

2.5.2　应变式加速度传感器 32

2.6　力传感器 32

2.6.1　电阻应变计式力传感器 33

2.6.2　压电式力传感器 34

2.7　扭矩传感器 35

2.7.1　电阻应变式扭矩传感器 35

2.7.2　电容式扭矩传感器 35

2.7.3　光电式扭矩传感器 36

2.8　压力传感器 36

2.8.1　应变式压力传感器 36

2.8.2　电感式压力传感器 37

2.8.3　涡流式压力传感器 37

2.8.4　霍尔元件式压力传感器 38

2.9　视觉传感器 38

Chapter 3　中间转换电路 48

3.1　引言 48

3.2　电桥 48

3.2.1　直流电桥 48

3.2.2　交流电桥 48

3.2.3　电桥的测量 49

3.3　前置放大器 50

3.4　调制和解调 50

3.4.1　调制 50

3.4.2　解调 51

3.5　滤波器 52

3.5.1　无源滤波器 52

3.5.2　有源滤波器 53

3.5.3　数字滤波器 54

3.6　数模和模数转换 54

3.6.1　模数转换技术规范 54

3.6.2　数模转换技术规范 55

3.7　数据获取系统 55

3.7.1　信号调理电路 55

3.7.2　多路开关 56

3.7.3　采样／保持器 56

3.7.4　数据采集系统的微机接口 57

3.7.5　数据输入方式 58

3.7.6　典型数据采集系统 58

3.7.7　数据采集系统中的抗干扰措施 59

Chapter 4　机电一体化产品中的电气驱动系统 67

4.1　引言 67

4.2　步进电动机和驱动电源 67

4.2.1　工作原理 68

4.2.2　反应式步进电动机的动态特性 70

4.2.3　步进电动机的驱动电源 71

4.2.4　步进电动机的选用 73

4.2.5　步进电动机的细分电路 74

4.3　进给系统的直流伺服驱动电动机 75

4.3.1　永磁式直流电动机的原理 75

4.3.2　直流电动机的驱动电路 77

4.3.3　直流伺服电动机转速控制系统组成 78

4.4　直流主轴电动机和控制系统 79

4.4.1　直流主轴电动机特性 79

4.4.2　直流主轴电动机转速控制系统 79

4.5　进给运动的交流伺服驱动电动机 81

4.5.1　结构原理图 81

4.5.2　永磁同步电动机的驱动电路 81

4.6　交流主轴电动机和变频调速 82

Chapter 5　机电一体化产品的机械结构 90

5.1　引言 90

5.2　主轴箱 90

5.2.1　主轴箱组成 90

5.2.2　主轴和支撑 91

5.3　导轨 93

5.3.1　滑动导轨 94

5.3.2　滚动导轨 94

5.3.3　静压导轨 96

5.4　进给传动系统的机械结构 96

5.4.1　滚珠丝杠-螺母副 97

5.4.2　进给传动的齿轮链 102

5.4.3　谐波齿轮减速器 103

5.5　自动刀具交换器 104

Chapter 6　机电一体化产品中的数据处理 112

6.1　引言 112

6.2　运动指令的产生和控制 112

6.2.1　开环控制系统运动指令的产生 112

6.2.2　用于闭环控制系统的数字增量法插补器 117

6.3　信号分析系统 118

6.3.1　自相关函数 119

6.3.2　互相关函数 119

6.3.3　离散傅里叶变换算法 119

6.3.4　谱分析 119

6.3.5　相干函数 120

6.3.6　系统建模 120

6.3.7　建模后分析 121

6.4　信号分析实例 121

Chapter 7　进给运动的伺服驱动控制系统 134

7.1　引言 134

7.1.1　开环控制系统 134

7.1.2　闭环和半闭环伺服控制系统 134

7.2　数字PID控制器算法 135

7.3　伺服进给系统建模 136

7.4　伺服进给系统的静动态特性 137

7.4.1　动态特性 137

7.4.2　静态特性 139

第二部分　机电一体化生产系统（模式） 143

Chapter 8　设备自动化阶段 143

8.1　引言 143

8.2　数控机床 143

8.3　NC/CNC系统组成 144

8.4　NC编程系统 144

8.4.1　零件的NC程序载体 144

8.4.2　人工和自动NC编程系统 146

8.4.3　数控自动编程的类型和发展趋向 146

8.4.4　零件轮廓基点和节点的确定 147

8.5　计算机数控系统 148

8.5.1　CNC系统的优点 148

8.5.2　CNC系统的组成 149

8.5.3　CNC系统中微机的功能 150

8.5.4　CNC系统中的可编程逻辑控制器 150

8.5.5　CNC系统中的中央处理单元 151

8.5.6　CNC系统的存储器 151

8.5.7　CNC系统的输出入接口 152

8.5.8　CNC系统的模块化设计 153

8.5.9　CNC系统的控制软件 154

8.6　数控加工中心机床 155

8.7　数控电火花加工机床 156

8.7.1　数控电火花成形机床 156

8.7.2　数控线电切割机床 157

8.8　工业机器人 157

8.9　CNC三坐标测量机 158

8.9.1　CMM的测量头 159

8.9.2　三维感应式测量头 160

8.10　程序控制系统 161

8.11　数控机床和数控技术的发展 163

8.12　群控系统 164

Chapter 9　柔性制造系统 174

9.1　FMS的发展背景 174

9.2　柔性制造单元 174

9.2.1　带机器人的FMC 174

9.2.2　带托盘交换系统的FMC 175

9.3　FMS的组成 176

9.3.1　加工系统 176

9.3.2　材料处理系统 177

9.3.3　直线和环形运输系统 177

9.3.4　信息系统 177

9.3.5　控制系统 177

9.4　开发FMS的关键技术 179

9.4.1　材料处理系统 179

9.4.2　计算机调度 179

9.4.3　网络通信和数据管理系统 179

9.4.4　FMS的计算机仿真 179

9.4.5　在线监测 180

9.4.6　适应性控制 180

Chapter 10　数据自动化阶段：计算机集成制造系统 187

10.1　CIMS的发展背景 187

10.2　CIMS的组成 188

10.2.1　自动化岛的集合 188

10.2.2　CIMS的数据集成 188

10.2.3　CIMS的物理（功能）集成 189

10.2.4　CIMS的运行集成 190

10.3　技术信息系统 190

10.3.1　CAD/CAM系统的功能 190

10.3.2　CAD/CAM系统的开发环境 192

10.3.3　不同CAD/CAM系统间的数据交换 193

10.3.4　计算机辅助工艺路线制定系统 193

10.3.5　3C集成 194

10.3.6　3C集成实例 195

10.3.7　Pro/engineering系统 196

10.4　管理信息系统 197

104.1　MRP和MRP-Ⅱ系统 197

10.4.2　MRP-Ⅲ系统简介 197

10.5　质量信息系统 199

10.5.1　质量控制系统和质量保证系统 199

10.5.2　全面质量管理 199

10.5.3　国际质量标准ISO9000序列 200

10.6　制造自动化系统 200

10.6.1　MAS中的制造和管理信息系统 200

10.6.2　MAS中的动态监控系统 201

10.6.3　开放式数控系统的开发 204

10.7　CIMS的计算机网络 205

10.8　CAD/CAM的工程数据库系统 206

10.8.1　CAD/CAM集成系统中的数据特征 206

10.8.2　CAD/CAM系统的工程数据库 207

10.8.3　基于客户机／服务器的分布式数据库管理系统 207

Chapter 11　决策自动化阶段：智能和先进制造系统 217

11.1　引言 217

11.2　人工智能在制造系统中的应用 217

11.2.1　智能CAD系统 217

11.2.2　智能CAPP系统 218

11.2.3　模式识别 219

11.2.4　人工神经网络技术在制造系统中的应用 220

11.2.5　决策支持系统 221

11.3　先进生产模式简介 222

11.3.1　并行工程 222

11.3.2　准时按需生产 223

11.3.3　精良生产 224

11.3.4　敏捷制造 225

11.3.5　虚拟制造 225

11.3.6　快速原型制造 225

11.3.7　绿色制造 226

附录　练习答案 234

后记 249

参考文献 250