本书从应用型人才培养的实际需求出发，以较高的层次及较新的视角，对工业控制领域所涉及的机电一体化技术与系统进行了全面的介绍，内容包括机械、液压与气动、位置检测等机电一体化基础技术；步进驱动、交流伺服、变频调速等运动控制技术；PLC、CNC等机电一体化系统。本书编写体例新颖、思路清晰、层次分明、循序渐进；书中的全部案例均来自工程实际，并广泛采用了国际先进标准与设计思想。
本书可作为高等职业院校、高等专科学校的机电一体化、设备维护等专业的机电一体化课程教材，也可作为机械制造与自动化、机电设备维修、精密机械、数控技术应用等机械类专业的电气控制综合教材，并可供本科院校师生与工程技术人员参考。
1.改版后，更新了交流伺服驱动器的型号，以工程实际紧密结合。
2.书中穿插动画、视频二维码，实现随时随地移动学习。
3.全书按项目式教材体例编写，每一任务均有明确的能力目标与工作内容，较好地体现了“理实一体、以学为主”的高等职业教育理念。
龚仲华，二级教授、教授级高级工程师，***科技成果开发功臣，江苏省中青年有突出贡献的专家，江苏省优秀科技开发人才；兼任中科院常州先进装备创新中心技术委员会副主任、中科院合肥物质材料研究所技术委员会委员；是中国机械工业教育协会高等学校教学委员会委员，机械工业出版社****书作者和电工电子领域专家指导委员会专家；工业机器人专业国家资源库建设专家组成员。
导 论 1
一、机电一体化概论 1
二、机电一体化系统分析 4
三、机电一体化技术 6
思考与练习 9
学习领域一 机电一体化基础技术
项目一 机械技术 12
任务一 齿轮传动的结构、原理与实践 12
能力目标 12
工作内容 12
资讯&计划 12
实践指导 13
一、认识机械系统 13
二、齿轮传动设计 13
三、齿轮间隙消除 18
决策&实施 21
实践指导 21
检查&评价 23
任务二 熟悉滚珠丝杠螺母副 23
能力目标 23
工作内容 23
相关知识 23
一、认识滚珠丝杠螺母副 23
二、轴向间隙的调整与预紧 25
三、基本选型及防护 27
任务三 导向支承部件的结构与原理 29
能力目标 29
工作内容 29
相关知识 29
一、直线滑动导轨认知 30
二、直线滚动导轨使用 31
三、支承的选用 39
实践指导 39
任务四 定位控制机构的结构与原理 41
能力目标 41
工作内容 41
相关知识 42
一、回转刀架原理分析 42
二、刀库与机械手认识 44
三、转塔刀架故障分析与维护 47
项目二 液压与气动技术 50
任务一 机械手液压系统分析 50
能力目标 50
工作内容 50
相关知识 51
一、工业机械手认识 51
二、液压控制原理分析 51
三、液压系统特点及推广 55
实践指导 56
一、液压系统安装 56
二、液压系统调试 57
任务二 电液伺服系统应用 58
能力目标 58
工作内容 58
相关知识 59
一、电液伺服机构认识 59
二、喷漆机器人系统设计 61
三、液压系统维护 64
任务三 气动机械手控制系统分析 64
能力目标 64
工作内容 65
相关知识 65
一、气压传动常用元件及基本回路 65
二、气动机械手的调试 69
项目三 位置检测技术 74
任务一 熟悉检测开关 74
能力目标 74
工作内容 74
相关知识 75
一、传感器特点与分类 75
二、接近开关 75
三、霍尔开关 77
实践指导 78
一、接近开关产品简介 78
二、接近开关主要参数 79
任务二 熟悉光栅与光电编码器 79
能力目标 79
工作内容 80
相关知识 80
一、光栅 80
二、光电编码器 83
实践指导 84
一、常用的光栅产品 84
二、常用的光电编码器 85
任务三 熟悉磁栅与磁编码器 86
能力目标 86
工作内容 87
相关知识 87
一、磁栅 87
二、磁编码器 89
实践指导 89
一、常用的磁栅产品 89
二、常用的磁编码器 90
学习领域二 运动控制技术
项目四 步进驱动系统 92
任务一 熟悉步进电机工作原理 92
能力目标 92
工作内容 92
相关知识 92
一、三相单三拍运行原理 92
二、三相六拍运行原理 94
三、小步距角电机运行原理 94
四、混合式步进电机 95
实践指导 96
一、步进电机的静态特性 96
二、步进电机的动态特性 97
任务二 了解步进驱动器原理 97
能力目标 97
工作内容 97
相关知识 97
一、步进驱动器的功能 97
二、驱动电源的工作原理 98
实践指导 99
一、双电压驱动电源 99
二、PWM调压驱动电源 100
任务三 步进驱动的应用与实践 100
能力目标 100
工作内容 101
资讯&计划 101
实践指导 101
一、SIEMENS步进驱动产品 101
二、步进驱动器的选择 102
决策&实施 103
实践指导 103
一、SIEMENS步进驱动器的
连接 103
二、驱动器的设定与调整 105
检查&评价 105
实践指导 106
项目五 交流伺服系统 107
任务一 熟悉交流伺服系统 107
能力目标 107
工作内容 107
相关知识 107
一、伺服电机运行原理 107
二、PWM逆变原理 109
实践指导 113
一、交流伺服驱动器 113
二、ΣⅤ系列伺服驱动 115
任务二 掌握交流伺服连接技术 117
能力目标 117
工作内容 118
相关知识 118
一、硬件组成 118
二、主回路连接 118
三、控制回路连接 121
实践指导 124
一、ΣV系列驱动器连接总图 124
二、主电源与电枢连接 127
三、DI/DO及位置给定连接 128
任务三 掌握驱动器功能与参数 128
能力目标 128
工作内容 129
相关知识 129
一、驱动器结构与控制方式 129
二、指令输入的形式 131
三、位置测量系统的匹配 131
四、其他功能与参数 133
实践指导 133
一、ΣV驱动器的基本参数 133
二、基本参数的设定与计算 135
任务四 交流伺服的应用与实践 136
能力目标 136
工作内容 136
资讯&计划 137
实践指导 137
一、操作单元说明 137
二、驱动器试运行与快速调试 139
三、驱动器的在线自动调整 142
决策&实施 143
实践指导 143
一、驱动器参数的设定 143
二、点动与回参考点试运行 146
三、速度控制快速调试 148
四、位置控制快速调试 150
五、驱动器在线自动调整 151
检查&评价 152
项目六 变频调速系统 153
任务一 熟悉变频调速系统 153
能力目标 153
工作内容 153
相关知识 153
一、感应电机运行原理 153
二、V/f变频控制原理 155
三、变频器 156
实践指导 158
一、FR-700系列变频器简介 158
二、FR-A700变频器性能 159
任务二 掌握变频器连接技术 160
能力目标 160
工作内容 160
相关知识 160
一、硬件组成 160
二、主回路连接 162
三、控制回路连接 163
实践指导 165
一、FR-A700变频器连接总图 165
二、信号规格 168
任务三 掌握变频器功能与参数 169
能力目标 169
工作内容 169
相关知识 169
一、变频器的操作模式 169
二、变频器运行与控制 172
三、变频器的基本设定 173
实践指导 174
一、操作模式与运行方式选择 174
二、模拟量输入选择与调整 175
三、DI/DO功能定义 177
四、电机参数的设定 178
五、变频控制参数设定 181
任务四 变频器的应用与实践 184
能力目标 184
工作内容 184
资讯&计划 185
实践指导 185
一、变频器的操作 185
二、变频器的快速调试 187
决策&实施 188
实践指导 188
一、变频器连接与检查 188
二、参数的初始化与设定 189
三、参数保护 190
检查&评价 190
学习领域三 机电一体化系统
项目七 PLC控制系统 192
任务一 熟悉PLC控制系统 192
能力目标 192
工作内容 192
相关知识 193
一、PLC的特点与功能 193
二、系统组成与PLC结构 194
三、PLC的工作原理 197
实践指导 198
一、FX系列PLC简介 198
二、FX系列PLC的规格与型号 199
任务二 掌握PLC连接技术 200
能力目标 200
工作内容 200
相关知识 201
一、PLC硬件 201
二、PLC连接 202
实践指导 205
一、FX系列PLC的I/O连接 205
二、PLC与接近开关的连接 207
任务三 掌握梯形图编程技术 208
能力目标 208
工作内容 208
相关知识 208
一、指令与编程元件 208
二、梯形图程序的编制 211
实践指导 215
一、FX系列PLC的编程元件 215
二、典型梯形图程序 216
任务四 PCL的应用与实践 218
能力目标 218
工作内容 218
资讯&计划 219
实践指导 219
一、控制系统设计原则 219
二、控制系统设计步骤 220
决策&实施 221
实践指导 221
一、系统规划 221
二、原理图设计 223
三、程序编制 228
检查&评价 229
训练&提高 229
项目八 CNC控制系统 230
任务一 熟悉CNC控制系统 230
能力目标 230
工作内容 230
相关知识 231
一、CNC控制系统 231
二、组成与原理 231
三、CNC功能 233
实践指导 235
一、KND100系列CNC简介 235
二、FANUC-0i系列CNC简介 236
任务二 掌握CNC连接技术 237
能力目标 237
工作内容 238
相关知识 238
一、开环CNC的连接 238
二、闭环CNC的连接 240
实践指导 241
一、KND100的伺服、主轴连接 241
二、KND100的I/O连接 242
任务三 CNC的应用与实践 245
能力目标 245
工作内容 245
资讯&计划 245
实践指导 246
一、了解系统组成部件 246
二、熟悉KND100操作面板 246
决策&实施 247
实践指导 247
一、伺服控制电路设计 247
二、主轴控制电路设计 248
检查&评价 249
一、强电回路识读 249
二、CNC控制回路识读 256
训练&提高 256
参考文献 257
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