機電一體化系統(tǒng)設計實例精解

前言

　　機電一體化是將機械、電子與信息技術進行有機結合，以實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)過程整體最優(yōu)化的一種高新技術；是建立在精密機械技術、微電子技術、計算機和信息處理技術、自動控制技術、傳感與測試技術、電力電子技術、伺服驅動技術、系統(tǒng)總體技術等現(xiàn)代新技術群體基礎之上的一個高技術含量學科；已形成了以機械為主體、以控制和計算機為技術核心，機械、電氣和計算機三分天下的格局。它的發(fā)展，使傳統(tǒng)的機械如虎添翼，超越了操作機械和動力機械的范疇，進入了智能化、柔性化、信息化、人格化、綠色化、多功能化、全自動化、微機數(shù)字化和遠程網(wǎng)絡遙控化的新時代，不僅極大地解放了人類的體力勞動，還極大地解放了人類的腦力勞動。因此，機電一體化已成為當今世界工業(yè)發(fā)展的主要趨勢，也帶動了傳統(tǒng)機械工業(yè)的一場嶄新的革命。機電工業(yè)要爭生存、求發(fā)展，必須走機電一體化之路已是不爭的事實。世界各國都已把機電一體化列入本國高新技術發(fā)展的前沿領域，紛紛在搶占該項技術的制高點！

內容概要

榜樣的力量是無窮盡的，設計實例能提供示范和樣板，給人以引導和啟迪。    本書是《機電一體化系統(tǒng)設計禁忌》的姊妹篇。它從實用的角度出發(fā)，對幾種類型機電一體化系統(tǒng)設計實例進行精解。    全書共分8章，內容包括機電一體化系統(tǒng)設計綜述；機電一體化中的現(xiàn)代伺服系統(tǒng)設計實例及精解；機電一體化中的PLC控制系統(tǒng)設計實例及精解；機電一體化中的單片機控制系統(tǒng)設計實例及精解；基于Lon—Works現(xiàn)場總線的現(xiàn)代智能測控系統(tǒng)設計實例及精解；數(shù)控車床的機電一體化改造系統(tǒng)設計實例及精解；智能機器人的機電一體化系統(tǒng)設計實例及精解；全自動洗衣機的機電一體化設計及精解。    本書內容翔實、闡述清晰透徹，可讀性好，實用性強。本書可作為機電一體化系統(tǒng)設計人員的指導書，也可作為大學相關專業(yè)本/專科師生的教科書。

書籍目錄

前言第1章  機電一體化系統(tǒng)設計綜述  1.1  機電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的類型    1.1.1  機電一體化系統(tǒng)的設計類型    1.1.2  機電一體化系統(tǒng)設計途徑    1.1.3  機電一體化系統(tǒng)功能結構形式    1.1.4  機電一體化系統(tǒng)的控制類型  1.2  機電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的設計構想    1.2.1  機電一體化系統(tǒng)的內部功能    1.2.2  機電一體化系統(tǒng)主要功能部件的組成  1.3  機電一體化系統(tǒng)的設計步驟與方法    1.3.1  機電一體化系統(tǒng)的設計步驟    1.3.2  機電一體化機械系統(tǒng)設計    1.3.3  機電一體化控制系統(tǒng)設計  1.4  機電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的可靠性設計    1.4.1  可靠性設計的基本概念    1.4.2  可靠性的常用指標    1.4.3  可靠性設計的主要內容    1.4.4  保證機電一體化系統(tǒng)可靠性的具體措施第2章機電一體化中的現(xiàn)代伺服系統(tǒng)設計實例及精解  2.1  現(xiàn)代伺服系統(tǒng)設計中的幾個關鍵問題    2.1.1  電液轉換問題    2.1.2  執(zhí)行元件的選用問題    2.1.3  液壓諧振問題    2.1.4  結構諧振問題    2.1.5  傳動鏈齒隙問題    2.1.6  大信號振蕩問題    2.1.7  多回路系統(tǒng)的分析與設計問題    2.1.8  敏感和控制元件的選擇問題  2.2  雷達的光電跟蹤液壓伺服系統(tǒng)設計實例及精解    2.2.1  雷達光電跟蹤液壓伺服系統(tǒng)的技術指標和要求    2.2.2  雷達光電跟蹤液壓伺服系統(tǒng)的特點分析    2.2.3  雷達光電跟蹤液壓伺服系統(tǒng)的靜態(tài)設計精解    2.2.4  雷達光電跟蹤液壓伺服系統(tǒng)的動態(tài)設計精解  2.3  火炮的自動跟蹤瞄準電液伺服系統(tǒng)設計實例及精解第3章機電一體化中的PLC控制系統(tǒng)設計實例及精解  3.1  PLC控制系統(tǒng)的設計基礎精解    3.1.1  PLC控制系統(tǒng)的結構組成    3.1.2  PLC的編程器件與地址分配    3.1.3  PLC控制系統(tǒng)中常用的幾種應用程序語言    3.1.4  PLC梯形圖的編程規(guī)則與技巧精解    3.1.5  PLC控制系統(tǒng)設計方法精解  3.2  PLC控制系統(tǒng)中最常用的典型基本控制環(huán)節(jié)的設計實例及精解    3.2.1  微分脈沖電路    3.2.2  分頻電路    3.2.3  比較電路    3.2.4  延時通斷電路    3.2.5  振蕩器電路    3.2.6  長時間定時電路    3.2.7  大容量計數(shù)器電路    3.2.8  交流電動機的PLC控制電路    3.2.9  工作方式的區(qū)分選擇電路    3.2.10  控制系統(tǒng)各基本控制環(huán)節(jié)應用實例——鉆床的PLC控制改造設計精解  3.3  PLC在多功能屋面SP板切割機上的設計應用精解    3.3.1  切割機裝置簡介    3.3.2  切割機生產(chǎn)工藝要求    3.3.3  切割機裝置電控設備及要求    3.3.4  切割機的PLC控制系統(tǒng)的硬件設計    3.3.5  切割機的PLC控制系統(tǒng)的軟件設計    3.3.6  切割機的PLC控制系統(tǒng)沒計精解第4章機電一體化中的單片機控制系統(tǒng)設計實例及精解    4.1  單片機控制系統(tǒng)的設計基礎精解      4.1.1  單片機控制系統(tǒng)的結構組成      4.1.2  常用典型單片機的硬件資源精解      4.1.3  常用典型單片機的軟件系統(tǒng)精解      4.1.4  常用典型單片機的開發(fā)應用方法精解    4.2  單片機控制系統(tǒng)中最常用的典型設計實例精解      4.2.1  單片機的最小控制系統(tǒng)設計      4.2.2  單片機的擴展控制系統(tǒng)設計      4.2.3  單片機最常用的典型實用控制環(huán)節(jié)電路設計精解    4.3  新型實用天車電腦秤的設計實例及精解      4.3.1  新型實用天車電腦秤的組成和主要功能      4.3.2  新型實用天車電腦秤的硬件系統(tǒng)設計      4.3.3  新型實用天車電腦秤的軟件系統(tǒng)設計      4.3.4  新型實用天車電腦秤系統(tǒng)設計精解    4.4  交流電動機電腦控制柜的設計實例及精解      4.4.1  交流電動機電腦控制柜的組成和主要功能      4.4.2  交流電動機電腦控制柜的硬件系統(tǒng)設計      4.4.3  交流電動機電腦控制柜的軟件系統(tǒng)設計      4.4.4  交流電動機電腦控制柜系統(tǒng)設計精解第5章  基于LonWorks現(xiàn)場總線的現(xiàn)代智能測控系統(tǒng)設計實例及精解  5.1  LonWorks現(xiàn)場總線綜述    5.1.1  LonWorks現(xiàn)場總線的形成和發(fā)展    5.1.2  現(xiàn)場總線的技術特點和L,onWorks總線的優(yōu)缺點    5.1.3  LonWorks現(xiàn)場總線的核心技術和網(wǎng)絡自由拓撲結構簡介    5.1.4  LonWorks總線技術的開發(fā)應用    5.1.5  LonWorks現(xiàn)場總線的展望與發(fā)展趨勢  5.2  基于LonWorks現(xiàn)場總線的現(xiàn)代智能測控系統(tǒng)設計實例及精解    5.2.1  LonWorks智能測控系統(tǒng)的設計基礎精解    5.2.2  基于LonWoks的現(xiàn)代智能測控系統(tǒng)創(chuàng)新實驗設計精解    5.2.3  基于LonWorks技術的立體車庫控制系統(tǒng)設計精解第6章  車床的機電一體化改造系統(tǒng)設計實例及精解  6.1  車床數(shù)控改造方案組成框圖    6.1.1  機床數(shù)控改造的意義    6.1.2  機床數(shù)控化改造的必要性    6.1.3  車床數(shù)控改造的特點    6.1.4  車床數(shù)控改造方案組成框圖    6.1.5  普通車床的數(shù)控化改造過程    6.1.6  機床數(shù)控化改造的優(yōu)缺點  6.2  車床數(shù)控改造的機械結構設計    6.2.1  數(shù)控系統(tǒng)結構的選擇    6.2.2  數(shù)控改造中主要機械部件改裝探討    6.2.3  機床數(shù)控改造主要步驟    6.2.4  車床數(shù)控化改造的主要內容和結構形式  6.3  車床數(shù)控改造的計算機控制系統(tǒng)硬件設計    6.3.1  用MCS51單片機對車床進行數(shù)控改造    6.3.2  PLC在車床數(shù)控改造中的應用  6.4  車床數(shù)控改造的計算機控制系統(tǒng)軟件設計    6.4.1  人機界面程序的編制    6.4.2  上下位機通信程序的編制    6.4.3  PLC程序的編制  6.5  車床數(shù)控改造設計實例精解    6.5.1  CY6140型車床數(shù)控化改造解析    6.5.2  CA6140型車床改造實例解析    6.5.3  C616車床數(shù)控改造解析    6.5.4  C61200大型臥式車床的全面數(shù)控化改造解析    6.5.5  C9220液壓半自動車床數(shù)控化改造解析    6.5.6  C6132普通車床的數(shù)控化改造解析第7章  智能機器人的機電一體化系統(tǒng)設計實例及精解  7.1  智能機器人的基本組成和主要控制功能精解    7.1.1  機器人概述    7.1.2  智能機器人的基本組成    7.1.3  智能機器人的主要控制功能  7.2  智能機器人的機械結構設計精解    7.2.1  末端執(zhí)行件    7.2.2  機身和臂部    7.2.3  手腕    7.2.4  典型機器人結構  7.3  智能機器人的控制系統(tǒng)硬件設計精解    7.3.1  智能機器人控制系統(tǒng)硬件組成    7.3.2  排牙機器人控制系統(tǒng)整體設計  7.4  智能機器人的控制系統(tǒng)軟件設計  7.5  智能機器人的機電一體化系統(tǒng)設計精解    7.5.1  硬件電路的設計與開發(fā)    7.5.2  步進電動機驅動器的研制    7.5.3  下位機應用程序的編制  7.6  多足步行機器人的設計實例精解    7.6.1  機器人的本體設計    7.6.2  LR_1六足機器人系統(tǒng)的性能與特點第8章  全自動洗衣機的機電一體化設計及精解  8.1  洗衣機設計的基礎    8.1.1  洗衣機的工作原理    8.1.2  洗衣機的類型與性能比較    8.1.3  洗衣機設計的主要性能指標    8.1.4  全自動洗衣機的設計理念  8.2  全自動洗衣機的基本結構設計精解    8.2.1  滾筒式全自動洗衣機的基本結構    8.2.2  回轉筒式全自動洗衣機的基本結構    8.2.3  套筒式全自動洗衣機的基本結構    8.2.4  新波輪洗衣機結構形式  8.3  全自動洗衣機的電氣控制設計精解    8.3.1  全自動洗衣機的電動程控式控制電路    8.3.2  全自動洗衣機的電腦程控式控制電路    8.3.3  模糊控制全自動洗衣機控制器設計    8.3.4  具有語音提示功能的洗衣機控制器的研制  8.4  常用的全自動洗衣機電氣控制電路設計參考原理圖參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　機電一體化系統(tǒng)設計綜述　　1.1　機電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的類型　　1.1.1　機電一體化系統(tǒng)的設計類型　　機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的設計類型大致有以下三種：　?。?）開發(fā)性設計　　開發(fā)性設計是沒有參照樣品的設計，僅僅是根據(jù)抽象的設計原理和要求，設計出在質量和性能方面滿足要求的產(chǎn)品或系統(tǒng)。最初的錄像機、攝像機、電視機的設計就屬于開發(fā)性設計。　?。?）適應性設計　　適應性設計是在總的方案原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行局部更改，或用微電子技術代替原有的機械結構，或為了進行微電子控制對機械結構進行局部適應性設計，以使產(chǎn)品的性能和質量增加某些附加價值。例如：電子式照相機采用電子快門、自動曝光代替手動調整，使其小型化、智能化；汽車的電子式汽油噴射裝置代替原來的機械控制汽油噴射裝置；電子式縫紉機使用微機控制；普通機床改造成數(shù)控機床等都屬于適應性設計?！　。?）變異性設計　　變異性設計是在設計方案和功能結構不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸使之適應于量的方面的要求。例如：由于傳遞轉矩或速比發(fā)生變化而重新設計傳動系統(tǒng)和結構尺寸；各類變速器的系列化設計等都屬于變異性設計?！　C電一體化領域多變的設計類型，要求我們摸索一套現(xiàn)代化設計的普遍規(guī)律，以適應不斷更新?lián)Q代的需要。所有機電一體化設計都是為了獲得產(chǎn)品或系統(tǒng)的有用信息。為此必須從信息載體中提取各種各樣的信息，促進機械與電子的有機結合，滿足人們的多樣化需求。為此，機電一體化產(chǎn)品根據(jù)結構和電子技術與計算機技術在系統(tǒng)中的作用又可以分為三類：　　①原機械產(chǎn)品采用電子技術和計算機控制技術從而產(chǎn)生性能好、功能強的機電一體化的新一代產(chǎn)品，如微電腦洗衣機、機器人等。

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