本書詳細介紹了機電一體化技術的相關技術，共8章。第1章是機電一體化技術的概述部分，講解了機電一體化技術概念、產品分類、技術組成、技術發展現狀及發展趨勢等內容；第2章為機械技術，重點講解機械系統組成，機械系統建模（以傳動系統為例），典型的傳動機構、導向機構和執行機構；第3章為計算機控制技術，重點講解計算機控制系統的組成、特點，典型的計算機控制系統，典型的工業控制計算機（Arduino、PLC、IPC）工作原理及其實例應用；第4章為PID控制技術，重點講解典型的PID控制算法（位置型算法和增量型算法）、PID各參數對控制系統的影響規律，以Arduino為控制器講解了液位PID算法程序；第5章為傳感器技術，重點講解機械量測量傳感器，包括位置、位移、速度、力矩測量傳感器；第6章為伺服技術，講解了伺服概念、分類，伺服系統的組成和要求，重點講解了步進電動機的組成、工作原理、驅動器與步進電動機的使用方法，交流伺服電動機的基本工作原理及伺服驅動器；第7章為MCGS組態軟件技術，介紹了MCGS組態軟件，以液位控制為實例重點講解了MCGS如何構建上位機程序；第8章為典型機電一體化產品——工業機器人，介紹了工業機器人的分類、組成、控制系統及編程。
適讀人群 ：本書可作為普通高等院校和高職高專機械工程、電子工程、工業工程、農業機械化工程、機電一體化工程等相關專業的教材，也可作為機電一體化專業技術人員的學習和參考用書。
內容新穎，每個章節基本配有實例，注重理論與實際應用相結合；
全面講解了機電一體化技術概念、產品分類、技術組成、技術發展現狀及發展趨勢等內容
機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術，目前正向光機電一體化技術方向發展，目前機電一體化產品已遍及人們日常生活和國民經濟的各個領域。
隨著科學技術的發展，機電一體化產品的概念不再局限于某一具體產品的范圍，已擴大到控制系統和被控制系統相結合的產品制造和過程控制。為了在當今國際范圍內激烈的技術、經濟競爭中占據優勢，世界各國紛紛將機電一體化的研究和發展作為一項重要內容而列入本國的發展計劃。
為推進我國由“制造大國”向“制造強國”的轉變，2016年4月6日國務院總理李克強主持召開國務院常務會議，會議通過了《裝備制造業標準化和質量提升規劃》，要求對接《中國制造2025》。《中國制造2025》是我國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領。我國在實施制造強國戰略的轉變過程中，需要能夠掌握核心與關鍵技術的人才進行自主創新，增強核心競爭力。目前，我國很多高校和高職高專院校在機械工程類專業中設立了機電一體化技術方向；企業及研究院所也有相當多的工程技術人員從事機電一體化技術方面的研究與開發工作。
本書以機電一體化共性關鍵技術為基礎，圍繞各種技術的融合與綜合應用撰寫知識體系，使讀者了解和掌握機電一體化的實質、理論和基本方法，從而能夠綜合運用共性關鍵技術進行機電一體化產品乃至系統的分析、設計與開發。
本書適用于普通高等院校、高職機電類和自動化類專業，具有實用性和適用性強等特點。在編寫過程中重點考慮了以下幾點：一是著重體現機電一體化領域中多學科的融合與交叉，本書知識點銜接性好，避免內容的簡單堆砌；二是重點突出本門技術應用性強的特點，本書簡單介紹了技術原理，重點闡述了技術的實例應用；三是注重于知識的與時俱進，例如本書中增設了Arduino模塊，Arduino是近年來興起的開源電子原型平臺，相對于51單片機而言，該技術簡單易學，更能引起學生的興趣，另外本書增加了MCGS工業控制組態軟件，以水箱液位控制實例詳細講述了MCGS上位機的開發過程；四是內容精簡，俗語說“樣樣會不如一樣通”，本書精簡文字、突出重點，力求將最實用的知識呈現給學生。
本書由郭文松、劉媛媛、雷福祥、張治娟、周嶺編寫完成，楊丙輝參與了機械方面的編寫與審核，劉潤澤參與了電氣方面的編寫與審核。
隨著機電一體化技術發展的日新月異，加之作者水平有限，本書難免存在錯誤和不足之處，真誠希望得到廣大專家和讀者的批評和指正。
前言
第1章 緒論
1.1 機電一體化技術概述
1.1.1 基本概念
1.1.2 機電一體化產品分類
1.2 國內外機電一體化發展現狀
1.2.1 國外機電一體化發展現狀
1.2.2 國內機電一體化發展現狀
1.3 機電一體化技術基本組成
1.4 機電一體化技術體系
1.5 機電一體化技術發展趨勢
習題
第2章 機械系統設計理論
2.1 概述
2.1.1 機電一體化對機械系統的基本要求
2.1.2 機械系統的組成
2.1.3 機械系統的設計思想
2.2 機械系統性能分析
2.2.1 數學模型的建立
2.2.2 力學性能參數對系統性能的影響
2.3 傳動機構
2.3.1 機電一體化系統對機械傳動的要求
2.3.2 無側隙齒輪傳動機構
2.3.3 諧波齒輪傳動機構
2.3.4 滾珠花鍵傳動機構
2.3.5 同步齒形帶傳動機構
2.3.6 滾珠絲杠螺母副傳動機構
2.4 導向機構
2.4.1 導軌的分類和基本要求
2.4.2 滑動導軌
2.4.3 滾動導軌
2.4.4 導軌的潤滑與防護
2.4.5 提高導軌耐磨性的措施
2.5 執行機構
2.5.1 執行機構的基本要求
2.5.2 微動執行機構
2.5.3 工業機械手末端執行器
習題
第3章 計算機控制技術
3.1 計算機控制系統
3.1.1 計算機控制系統概述
3.1.2 計算機控制系統的組成
3.1.3 計算機控制系統的特點
3.1.4 計算機控制系統的類型
3.2 工業控制計算機
3.2.1 工業控制計算機概述
3.2.2 工業控制計算機的特點
3.2.3 工業控制計算機的常用類型
3.3 Arduino
3.3.1 Arduino概述
3.3.2 Arduino硬件分類
3.3.3 Arduino IDE介紹
3.3.4 常用的Arduino第三方軟件介紹
3.3.5 Arduino使用方法
3.3.6 Arduino應用實例
3.4 可編程序控制器
3.4.1 PLC概述
3.4.2 PLC的組成結構和工作原理
3.4.3 PLC應用實例
3.5 總線工業控制機
3.5.1 總線工業控制機的組成與特點
3.5.2 工控機的總線結構
3.5.3 工控機I/O模塊
3.5.4 總線工控機I/O模塊應用實例
習題
第4章 PID控制算法
4.1 PID控制的原理和特點
4.1.1 模擬PID
4.1.2 數字PID
4.2 PID各環節對控制系統的影響
4.3 數字PID參數整定方法
4.4 PID控制算法應用實例
4.4.1 單容水箱恒液位值控制
4.4.2 PID智能控制器
4.4.3 Arduino控制器
習題
第5章 檢測技術
5.1 概述
5.1.1 傳感器組成
5.1.2 機械量測量傳感器
5.2 位置測量傳感器
5.2.1 位置傳感器的主要技術指標
5.2.2 常用的位置測量傳感器
5.3 位移測量傳感器
5.3.1 電感式位移傳感器
5.3.2 電容式位移傳感器
5.3.3 霍爾式位移傳感器
5.3.4 光柵位移傳感器
5.4 速度測量傳感器
5.4.1 測速發電機
5.4.2 光電式轉速傳感器
5.4.3 機械式轉速傳感器
5.5 力、力矩測量傳感器
5.5.1 電阻應變式力傳感器
5.5.2 壓電式測力傳感器
5.5.3 電阻應變式力矩傳感器
5.5.4 相位差式轉矩測量儀表
習題
第6章 伺服技術
6.1 伺服概述
6.1.1 伺服的概念
6.1.2 伺服系統的分類
6.2 伺服系統的組成及要求
6.2.1 伺服系統的組成
6.2.2 伺服系統的基本要求
6.2.3 伺服電動機概述
6.3 步進電動機
6.3.1 步進電動機分類
6.3.2 步進電動機的工作原理
6.3.3 步進電動機的運行特性
6.3.4 步進電動機的選用
6.3.5 步進電動機的驅動器
6.4 伺服電動機
6.4.1 交流伺服電動機
6.4.2 交流伺服驅動器
6.4.3 伺服控制系統結構
習題
第7章 MCGS組態軟件技術
7.1 MCGS組態軟件概述
7.1.1 MCGS組態軟件的系統構成
7.1.2 MCGS組態軟件的工作方式
7.2 MCGS通用版組態軟件初步
7.2.1 建立一個新工程
7.2.2 設計畫面流程
7.3 讓動畫動起來
7.3.1 定義數據變量
7.3.2 動畫連接
7.3.3 模擬設備
7.3.4 編寫控制流程
7.4 報警顯示與報警數據
7.4.1 定義報警
7.4.2 報警顯示
7.4.3 報警數據
7.4.4 修改報警限值
7.4.5 報警動畫
7.5 報表輸出
7.5.1 實時報表
7.5.2 歷史報表
7.6 曲線顯示
7.6.1 實時曲線
7.6.2 歷史趨勢
7.7 安全機制
7.7.1 操作權限
7.7.2 系統權限管理
7.7.3 工程加密
7.8 設備在線調試
習題
第8章 典型機電一體化產品—工業機器人
8.1 工業機器人概述
8.1.1 工業機器人分類
8.1.2 工業機器人的基本組成及機能
8.1.3 工業機器人的主要技術參數
8.2 典型工業機器人組成
8.2.1 工業機器人本體
8.2.2 工業機器人控制系統
8.2.3 工業機器人編程
習題
參考文獻
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