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序 1

前言 1

第1章概述 1

1.1机电一体化的概念和主要特征 1

1.1.1机电一体化的基本概念 1

目 录 1

1.1.2机电一体化技术的 2

主要特征 2

1.1.3机电一体化的共性 2

关键技术 2

1.2.1机电一体化的作用 3

1.2机电一体化的作用和目的 3

1.2.2机电一体化的目的 4

1.2.3机电一体化的社会 4

经济效益 4

1.3机电一体化系统的组成 5

1.3.1机电一体化系统的基本 5

组成要素 5

1.3.2机电一体化系统（产品） 6

的功能构成 6

功能分类 8

1.4.2按机电一体化产品的 8

（服务领域）分类 8

1.4机电一体化系统的分类 8

1.4.1按机电一体化产品的用途 8

1.4.3按机电结合程度和 9

形式分类 9

1.5机电一体化的展望 9

1.5.1机电一体化技术的 9

发展战略 9

1.5.2机电一体化发展趋势 11

习题与思考题 14

2.1.1机电一体化系统设计的 15

考虑方法 15

总体设计 15

2.1机电一体化系统的设计要点 15

第2章机电一体化系统 15

2.1.2机电一体化系统的 16

设计类型 16

2.1.3机电一体化总体设计的 16

主要内容 16

2.2机电一体化系统的设计过程 17

2.2.1机电一体化产品基本开发 17

工程路线 17

工作流程 18

2.2.2机电一体化系统设计 18

2.3系统评价与系统决策 22

2.4系统调试 26

2.4.1硬件调试 26

2.4.2软件调试 26

2.4.3模拟调试 27

2.4.4现场试运行 27

2.5抗干扰设计 27

2.5.1干扰源 27

2.5.2抗干扰措施 28

习题与思考题 30

3.1机械系统设计基础 32

3.1.1精度和误差的概念 32

第3章机电一体化系统中的 32

机械设计 32

3.1.2减少误差的方法 34

3.1.3精度设计中的主要原则 35

3.2传动系统设计 35

3.2.1传动系统的作用 36

3.2.2传动系统的性能要求 36

3.2.3传动系统的类型 36

3.2.4齿轮传动 37

3.2.5同步带 42

3.2.6滚珠丝杠副传动机构 45

3.2.7其他机械传动 51

3.3机械设计中的基本问题 51

3.3.1材料选择 51

3.3.2动平衡 52

3.4机械系统结构特点 52

3.4.1轴与支撑 53

3.4.2轴上零件的固定 55

3.4.3联轴器 57

3.4.4制动器 60

3.5滚动导轨 61

习题与思考题 64

第4章机电一体化系统常用 65

传感器 65

4.1传感器概述 65

4.1.1传感器的定义 65

4.1.2传感器的组成 65

4.1.3传感器的分类 65

4.2位移传感器 66

4.2.1光栅式传感器 66

4.2.2编码器 69

4.2.3磁栅 71

4.2.4感应同步器 72

4.2.5旋转变压器 73

4.3速度传感器 75

4.3.1速度传感器分类 75

4.3.2机电一体化系统中常用的 75

速度传感器 75

4.4.2力检测的基本方法 79

力传感器 79

4.4.3常用的压力传感器和 79

4.4.1压力检测的方法 79

4.4压力传感器 79

4.5温度传感器 82

4.5.1测温传感器分类 82

4.5.2一体化系统中常用 83

的温度计 83

4.6视觉、听觉传感器 88

4.6.1视觉传感器 88

4.6.2听觉传感器 88

习题与思考题 89

5.1控制系统的组成及其作用 90

5.2控制系统的设计要求 90

第5章控制系统设计 90

5.3控制系统中的输入装置 91

5.3.1通用键盘的使用 91

5.3.2矩阵键盘的使用 98

5.4控制系统中的信息显示 101

5.4.1 CRT显示 101

5.4.2数码管显示 105

5.5控制系统中的信息输入、输出 109

5.5.1并行输入／输出 109

5.5.2串行输入／输出 112

5.6.2数字滤波 116

5.6控制系统中的数据处理 116

5.6.1数制的转换处理 116

习题与思考题 119

第6章机电一体化系统控制 120

6.1顺序控制 120

6.1.1实现顺序控制的程序形式和工作方式 120

6.1.2顺序控制的实现 121

6.2时间控制 123

6.2.1时间继电器 124

6.2.2 FX2系列PLC中的定时器 125

6.2.3时间继电器控制线路 126

及编程方法 127

6.2.4（FX2系列）PLC定时指令 127

6.3速度控制 128

6.3.1直流伺服系统的调速 128

6.3.2交流伺服电动机的调速 133

6.4轨迹控制 136

6.4.1脉冲增量插补原理 136

6.4.2数据采样插补原理 142

习题与思考题 144

第7章工业机器人技术 145

7.1工业机器人分类 145

7.2.2机械传动 147

7.2工业机器人中的传动 147

7.2.1 电力传动 147

7.3工业机器人的结构 148

7.3.1机器人末端执行器 148

7.3.2机器人手腕 154

7.3.3机器人手臂 156

7.4机器人的计算机控制系统 158

7.4.1计算机控制系统软、硬件的任务分配 158

7.4.2示教盒、操作盘 159

7.4.3计算机控制系统软件结构 160

7.4.4示教、编程与再现 162

7.5工业机器人作业实施 164

7.6机器人语言 169

7.6.1机器人编程语言和基本要求 169

7.6.2机器人操作语言介绍 169

习题与思考题 171

第8章机电一体化产品实例 172

8.1灌装封盖机械 172

8.1.1典型灌装封口机结构分析 172

8.1.2控制部分 181

8.2自动检测系统 184

8.2.1概述 184

在线检测 186

8.2.2数控加工过程中的 186

8.2.3智能型声发射刀具监 188

控仪AEM-2000 188

8.2.4花键分度误差自动 191

检测装置 191

习题与思考题 193

附录 194

附录A通用键盘布局和正常编码 194

附录B与Shift、Ctrl组合的 195

键盘编码 195

附录C与Alt组合的键盘编码 196

参考文献 197