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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-2000188

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