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開本：16開 紙張：膠版紙 包裝：平裝 國際標準書號ISBN：9787122256928 作者：楊柳春 出版社：化學工業出版社 出版時間：2016年03月
" 編輯推薦 1 按照以電控機，突出用電檢測、用電驅動、用電控制的思路進行編寫。
2 以機電一體化設備為載體，將涉及到的機械與電工電子方面的主要知識與技術，用現代新技術進行深度融合， 內容簡介 本書以機電一體化設備為載體,將設備中涉及的機械與電工電子方面的主要知識與技術,用現代新技術進行深度融合,按照以電控機,突出用電檢測、用電驅動、用電控制的思路進行編寫。
本書從介紹機電一體化控制繫統的基本結構和技術體繫開始,重點介紹了機械基本知識和各種機械零件結構、特點,以及各種機械機構運動過程,傳感器結構原理及應用,各種執行驅動電機的結構原理,液壓、氣動執行裝置的應用,A/D (或D/A)轉換的工作原理、接口技術、內部組網技術等,後介紹了機器人控制的具體實例。
為了便於教學,本教材配有電子課件,可從化學工業出版社教學資源網www.cipedu.com.cn免費下載使用。
本 書可作為高職高專機電類、設備類、自動化類、計算機控制類及其他相近專業的專業技術教材,也可作為職業技能培訓教材,以及從事機電一體化工作的工程技術人員的技術參考書。 作者簡介 楊柳春，蘭州石化職業技術學院，教授，從教33年，先後講授20多門專業課程，18個畢業設計、課題指導。主持15個電類專業實訓基地建設和指導69個其他專業實訓基地建設工作，主持申報國家重點實驗室建設7個。被甘肅省教育廳聘為中職教育實訓基地建設評審專家，連續三屆為甘肅省技工院校高級職稱評審委員。
先後參與全國教育科學“十五”規劃國家重點課題《西部高等職業教育布局結構與辦學模式改革實驗研究》（AGA010005—C01）、*主持的全國教育科學“十五”規劃國家課題和主持甘肅省高等學校研究生導師科研項目（1015-03）各1項，均已結題。 目錄 第1章 緒論 1
1.1 機電一體化控制概述 1
1.2 機電一體化控制繫統的基本結構 3
1.3 機電一體化控制的技術繫統 4
1.4 機電一體化控制的理論 8
1.5 機電一體化控制技術的展望 12
思考題 13
第2章 機械基礎知識 14
2.1 機械基本原理 14
2.2 材料力學基礎 15
2.3 機械零件 20
2.4 機械機構 25
思考題 29
第3章 傳感器技術 31第1章 緒論 1
1.1 機電一體化控制概述 1
1.2 機電一體化控制繫統的基本結構 3
1.3 機電一體化控制的技術繫統 4
1.4 機電一體化控制的理論 8
1.5 機電一體化控制技術的展望 12
思考題 13
第2章 機械基礎知識 14
2.1 機械基本原理 14
2.2 材料力學基礎 15
2.3 機械零件 20
2.4 機械機構 25
思考題 29
第3章 傳感器技術 31
3.1 力傳感器 31
3.2 位移傳感器 33
3.3 位置傳感器 35
3.4 速度傳感器 37
3.5 加速度傳感器 39
3.6 距離傳感器 41
3.7 光敏傳感器 44
3.8 磁敏傳感器 46
3.9 溫度傳感器 48
3.10 氣敏傳感器 50
3.11 傳感器的應用 51
思考題 55
第4章 驅動控制技術 56
4.1 步進電機 56
4.2 小型直流電機 68
4.3 螺線管的控制電路 76
4.4 伺服電機驅動 78
4.5 液壓執行裝置 81
4.6 氣動執行裝置 83
思考題 85
第5章 計算機控制技術 87
5.1 計算機與控制 87
5.2 計算機與信號流 90
5.3 計算機與A/D (或D/A)轉換 95
5.4 PIC控制 98
5.5 嵌入式控制 104
思考題 108
第6章 接口技術 109
6.1 接口電路 109
6.2 接口的功能 111
6.3 數據傳輸標準與通用接口 112
6.4 輸入用外部接口的作用 113
6.5 輸出用外部接口的作用 116
6.6 開關用接口電路 119
6.7 電磁繼電器與接口 120
6.8 小型直流電機的接口 122
6.9 8255輸入輸出接口 123
6.10 LED接口監視器 128
思考題 131
第7章 控制技術的簡單應用 133
7.1 交通信號燈控制繫統 133
7.2 自動檢票機 139
7.3 A/D轉換的室溫控制繫統 143
7.4 固體繼電器的驅動電路 146
7.5 用氣動執行機構的傳送裝置的控制 148
7.6 簡易自動門的控制 154
7.7 氣缸的控制 157
思考題 159
第8章 組網控制技術 160
8.1 機電一體化組網控制的基礎知識 160
8.2 機電一體化局域網的組網 168
8.3 機電一體化現場總線的組網 173
8.4 機電一體化的組網鏈接繫統 175
思考題 194
第9章 機器人控制技術 195
9.1 機器人的構成、運動與分類 195
9.2 機器人的控制 200
9.3 機器人的編程語言 205
9.4 氣缸控制的氣動機器人繫統 207
9.5 雙足步行機器人 212
9.6 焊接機器人 217
9.7 裝配機器人 218
思考題 221
參考文獻 223 前言 機電一體化控制技術是采用電子技術控制機械運動的一門技術,是在微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展,向機械工業領域迅猛滲透,機械、電子技術深度結合的現代工業的基礎上,綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術,從繫統的觀點出發,根據繫統功能目標和優化組織結構目標,以智能、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎,對各組成要素及其間的信息處理、接口耦合、運動傳遞、物質運動、能量變換機理進行研究,使得整個繫統有機結合與綜合集成,並在繫統程序和微電子電路的有序信息流控制下,形成物質和能量的有規則運動,在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗意義上實現多種技術功能復合的功能價值繫統工程技術。
“機電一體化”根源於“Mechatronics”,作為一個新興的邊緣學科,代表著機械工業技術革命的前沿方向,充分體現於高度融合後的機電設備之中。然而,作為機電類和電氣類專業所從事的職業崗位的主要工作對像大多是機電設備,其工作任務就是圍繞機電設備完成維修、控制與管理,在完成這些工作任務中能代表現代職業技術水平的恰恰正是對機電一體化設備進行維修、控制與管理。機電一體化控制技術是采用電子技術控制機械運動的一門技術,是在微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展,向機械工業領域迅猛滲透,機械、電子技術深度結合的現代工業的基礎上,綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術,從繫統的觀點出發,根據繫統功能目標和優化組織結構目標,以智能、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎,對各組成要素及其間的信息處理、接口耦合、運動傳遞、物質運動、能量變換機理進行研究,使得整個繫統有機結合與綜合集成,並在繫統程序和微電子電路的有序信息流控制下,形成物質和能量的有規則運動,在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗意義上實現多種技術功能復合的功能價值繫統工程技術。
“機電一體化”根源於“Mechatronics”,作為一個新興的邊緣學科,代表著機械工業技術革命的前沿方向,充分體現於高度融合後的機電設備之中。然而,作為機電類和電氣類專業所從事的職業崗位的主要工作對像大多是機電設備,其工作任務就是圍繞機電設備完成維修、控制與管理,在完成這些工作任務中能代表現代職業技術水平的恰恰正是對機電一體化設備進行維修、控制與管理。
職業教育是傳授專業知識、培養職業技能,促進勞動就業的教育,如何向現代職業技術的高水準看齊,為結構調整、轉型升級後的現代化企業更好地服務,將成為高等職業教育義不容辭的責任。為適應企業的結構調整和轉型升級,高等職業教育必須進行專業結構調整,重構專業課程體繫,提升課程內容的有效性,以確立課程教材內容的適應性。為此,《機電一體化控制技術》作為一門新構課程,所編寫教材集機電技術於一體,彙機電學科交叉為節點,教材脈絡以機電一體化設備為載體,將設備中涉及到的機械與電工電子方面的主要知識與技術,用現代新技術進行深度融合,按照以電控機,突出用電檢測、用電驅動、用電控制的編寫思路,全面提升學生對機電一體化知識與技能的應用能力。
本書從介紹機電一體化控制繫統的基本結構和技術體繫、對技術和經濟的影響、機電一體化的控制理論以及機電一體化控制技術的展望開始;再從機械技術基礎起步,引入機械基本原理、材料力學基礎、機械零件、機械機構等知識,掌握機械基本知識和各種機械零件結構、特點,掌握各種機械機構運動過程,改變原來電專業學生缺乏機械運動的形體概念;然後轉入傳感器技術,重點講述力傳感器、位移傳感器、位置傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、距離傳感器、光敏傳感器、溫度傳感器、氣敏傳感器、化學傳感器等,這些都是機電一體化設備中常見的傳感器,選取幾個常用傳感器的電子電路,讓學生明白傳感器的控制連接方法,掌握傳感器的結構原理及傳感器的應用;接著在電機原理及應用的基礎上對執行驅動技術進一步深化,介紹步進電機、使用步進電機的傳送裝置的控制、步進電機的控制連接,微型直流電機、微型直流電機的線性控制與PWM 控制、微型直流電機的正反轉控制電路以及微型直流電機的控制連接,螺線管的控制電路、伺服電機驅動、液壓執行裝置、氣動執行裝置等知識,以掌握機電設備各種執行驅動電機的結構原理,學會各種執行驅動電機的選擇及應用方法,了解液壓、氣動執行裝置的應用,從而掌握被控的機電一體化裝置動起來的技術。計算機控制技術是機電一體化控制技術的核心部分,重點介紹計算機與控制、計算機與信號流、計算機與A/D (或D/A)轉換、PIC控制和嵌入式控制,明確計算機控制技術的意義及應用場合,掌握A/D (或D/A)轉換的工作原理。另外,機電一體化裝置的接口技術也是要重點介紹的,講解接口電路、接口的功能、數據傳輸標準與通用接口、輸入用外部接口的作用、輸出用外部接口的作用、開關用接口電路、電磁繼電器與接口、小型直流電機的接口、8255輸入輸出接口和LED接口監視器,了解並行串行I/O 接口電路,掌握接口電路的應用。在控制技術應用方面選取實用的典型簡單實例,如交通信號燈控制繫統、自動檢票機、A/D轉換的室溫控制繫統、固體繼電器的驅動電路、用氣動執行機構的傳送裝置的控制、簡易自動門的控制、氣缸的控制等,從而學會如何對機電一體化的模擬量、開關量、線性量、非線性量以及繫統等方面的控制應用。既可讓學生學習知識的應用,又可作為實訓項目或畢業設計課題。還有在機電一體化繫統的內部組網技術中,重點介紹局域網和現場總線的組網形式,較為詳細地講述這兩種組網形式的數據傳輸方式、線路通信方式、傳輸速率、差錯控制、傳輸介質和串行通信接口標準等,以及組網鏈接繫統的上位、下位及同位的鏈接。後,機器人控制技術介紹了機器人的構成、運動與分類,機器人的控制、機器人的編程語言、氣動機器人繫統、雙足步行機器人、焊接機器人、裝配機器人等。
本書作為技術入門,考慮到是初學機電一體化的讀者,在編寫時注重了以下幾點:
①內容表達盡量做到通俗易懂、循序漸進、敘述精練;
②盡量利用插圖幫助讀者直觀地理解相關內容,圖文並茂、易讀易學;
③以學習機電一體化的基礎知識作為出發點,不詳述學術理論方面的細節,而以實用
為主,引用大量緊密結合實際的實例,使教材內容更適應現代化企業的轉型升級,更貼近職業標準,更講究課程教學的有效性,有助於學生通過課程的學習,實現一門課程掌握一項技術或多個技能;
④由於受課程學時的限制,本書隻是起著穿針引線的作用,書中許多知識是介紹性的,學習者可在此基礎上進一步拓展提高。
本書在教學實施中,學時數建議上限為60學時,下限為48學時,各院校可根據自身專業的特點制定的教學要求來選定上下限。
為了便於教學, 本教材配有電子課件, 可以從化學工業出版社教學資源網www.cipedu.com.cn免費下載使用。
本書可作為高職高專機電類、設備類、自動化類、計算機控制類及其他相近專業的專業技術教材,也可作為職業技能培訓教材,以及從事機電一體化工作的工程技術人員的技術參考書。
本書由蘭州石化職業技術學院楊柳春教授、傅繼軍副教授、孫紅英和廣東理工職業學院張冰潔、周婷等編寫完成的,其中楊柳春教授擔任主編,傅繼軍副教授為副主編。另外,張冰潔、周婷在課件制作上做了大量的工作,在此表示感謝。
由於編者水平有限,疏漏之處在所難免,歡迎廣大讀者批評指正。
編者
2015年10月  | | |
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