机电一体化技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 机电一体化技术概述 1

1.1.1 基本概念 1

1.1.2 机电一体化产品分类 1

1.2 国内外机电一体化发展现状 2

1.2.1 国外机电一体化发展现状 2

1.2.2 国内机电一体化发展现状 3

1.3 机电一体化技术基本组成 4

1.4 机电一体化技术体系 5

1.5 机电一体化技术发展趋势 7

习题 9

第2章 机械系统设计理论 10

2.1 概述 10

2.1.1 机电一体化对机械系统的基本要求 10

2.1.2 机械系统的组成 10

2.1.3 机械系统的设计思想 11

2.2 机械系统性能分析 11

2.2.1 数学模型的建立 12

2.2.2 力学性能参数对系统性能的影响 16

2.3 传动机构 19

2.3.1 机电一体化系统对机械传动的要求 19

2.3.2 无侧隙齿轮传动机构 19

2.3.3 谐波齿轮传动机构 24

2.3.4 滚珠花键传动机构 26

2.3.5 同步齿形带传动机构 27

2.3.6 滚珠丝杠螺母副传动机构 31

2.4 导向机构 37

2.4.1 导轨的分类和基本要求 37

2.4.2 滑动导轨 38

2.4.3 滚动导轨 40

2.4.4 导轨的润滑与防护 41

2.4.5 提高导轨耐磨性的措施 43

2.5 执行机构 43

2.5.1 执行机构的基本要求 44

2.5.2 微动执行机构 44

2.5.3 工业机械手末端执行器 46

习题 48

第3章 计算机控制技术 50

3.1 计算机控制系统 50

3.1.1 计算机控制系统概述 50

3.1.2 计算机控制系统的组成 51

3.1.3 计算机控制系统的特点 53

3.1.4 计算机控制系统的类型 54

3.2 工业控制计算机 58

3.2.1 工业控制计算机概述 58

3.2.2 工业控制计算机的特点 58

3.2.3 工业控制计算机的常用类型 59

3.3 Arduino 59

3.3.1 Arduino概述 59

3.3.2 Arduino硬件分类 62

3.3.3 Arduino IDE介绍 64

3.3.4 常用的Arduino第三方软件介绍 67

3.3.5 Arduino使用方法 68

3.3.6 Arduino应用实例 70

3.4 可编程序控制器 80

3.4.1 PLC概述 80

3.4.2 PLC的组成结构和工作原理 82

3.4.3 PLC应用实例 85

3.5 总线工业控制机 91

3.5.1 总线工业控制机的组成与特点 91

3.5.2 工控机的总线结构 94

3.5.3 工控机I/O模块 99

3.5.4 总线工控机I/O模块应用实例 104

习题 107

第4章 PID控制算法 108

4.1 PID控制的原理和特点 108

4.1.1 模拟PID 108

4.1.2 数字PID 109

4.2 PID各环节对控制系统的影响 113

4.3 数字PID参数整定方法 115

4.4 PID控制算法应用实例 117

4.4.1 单容水箱恒液位值控制 117

4.4.2 PID智能控制器 118

4.4.3 Arduino控制器 119

习题 121

第5章 检测技术 122

5.1 概述 122

5.1.1 传感器组成 122

5.1.2 机械量测量传感器 122

5.2 位置测量传感器 123

5.2.1 位置传感器的主要技术指标 123

5.2.2 常用的位置测量传感器 124

5.3 位移测量传感器 129

5.3.1 电感式位移传感器 129

5.3.2 电容式位移传感器 132

5.3.3 霍尔式位移传感器 133

5.3.4 光栅位移传感器 134

5.4 速度测量传感器 137

5.4.1 测速发电机 137

5.4.2 光电式转速传感器 137

5.4.3 机械式转速传感器 139

5.5 力、力矩测量传感器 140

5.5.1 电阻应变式力传感器 140

5.5.2 压电式测力传感器 141

5.5.3 电阻应变式力矩传感器 142

5.5.4 相位差式转矩测量仪表 143

习题 144

第6章 伺服技术 145

6.1 伺服概述 145

6.1.1 伺服的概念 145

6.1.2 伺服系统的分类 146

6.2 伺服系统的组成及要求 149

6.2.1 伺服系统的组成 149

6.2.2 伺服系统的基本要求 150

6.2.3 伺服电动机概述 151

6.3 步进电动机 152

6.3.1 步进电动机分类 152

6.3.2 步进电动机的工作原理 153

6.3.3 步进电动机的运行特性 155

6.3.4 步进电动机的选用 158

6.3.5 步进电动机的驱动器 159

6.4 伺服电动机 162

6.4.1 交流伺服电动机 163

6.4.2 交流伺服驱动器 166

6.4.3 伺服控制系统结构 167

习题 168

第7章 MCGS组态软件技术 169

7.1 MCGS组态软件概述 170

7.1.1 MCGS组态软件的系统构成 170

7.1.2 MCGS组态软件的工作方式 171

7.2 MCGS通用版组态软件初步 172

7.2.1 建立一个新工程 172

7.2.2 设计画面流程 175

7.3 让动画动起来 179

7.3.1 定义数据变量 179

7.3.2 动画连接 181

7.3.3 模拟设备 187

7.3.4 编写控制流程 188

7.4 报警显示与报警数据 190

7.4.1 定义报警 191

7.4.2 报警显示 191

7.4.3 报警数据 192

7.4.4 修改报警限值 194

7.4.5 报警动画 197

7.5 报表输出 198

7.5.1 实时报表 199

7.5.2 历史报表 200

7.6 曲线显示 204

7.6.1 实时曲线 204

7.6.2 历史趋势 205

7.7 安全机制 206

7.7.1 操作权限 206

7.7.2 系统权限管理 207

7.7.3 工程加密 211

7.8 设备在线调试 212

习题 216

第8章 典型机电一体化产品——工业机器人 217

8.1 工业机器人概述 217

8.1.1 工业机器人分类 217

8.1.2 工业机器人的基本组成及机能 217

8.1.3 工业机器人的主要技术参数 218

8.2 典型工业机器人组成 219

8.2.1 工业机器人本体 219

8.2.2 工业机器人控制系统 220

8.2.3 工业机器人编程 224

习题 230

参考文献 231