機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用

前言

應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可以開(kāi)發(fā)出功能更強(qiáng)、性能更好的新一代機(jī)電產(chǎn)品和裝備，可以提高產(chǎn)品的自動(dòng)化和智能化水平、擴(kuò)大使用范圍、降低能耗、縮小體積、減輕重量、提高可靠性，使產(chǎn)品具備更好的性能價(jià)格比和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。為了開(kāi)發(fā)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品和裝備，我國(guó)需要培養(yǎng)具有以現(xiàn)代控制技術(shù)為手段的智能化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備研制能力的高級(jí)工程技術(shù)人員。在現(xiàn)有高等教育本科工程類專業(yè)中，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、電氣工程等專業(yè)的教學(xué)要涉及自動(dòng)化的基本內(nèi)容和方法，從而開(kāi)設(shè)綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程，其內(nèi)容融合多學(xué)科的知識(shí)和技術(shù)，是培養(yǎng)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)人才的關(guān)鍵性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)該課程講授、實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握一般工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備和機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法，基本掌握市場(chǎng)上常用功能元器件的技術(shù)特性，能夠正確選用各種零部件，能夠參照典型系統(tǒng)完成一般工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備和機(jī)電一體化產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)，從而使學(xué)生畢業(yè)后能從事多種工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)品（如注塑機(jī)、食品包裝機(jī)械、繡花機(jī)、繪圖機(jī)、數(shù)控機(jī)床、熱工過(guò)程系統(tǒng)、輕工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線、城市供水系統(tǒng)等）的設(shè)計(jì)和技術(shù)改造等，成為社會(huì)急需的技術(shù)創(chuàng)新人才。另外，由于知識(shí)的更新和技術(shù)的發(fā)展，成人的職業(yè)技能繼續(xù)教育是十分必要的。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程，可以結(jié)合相關(guān)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，開(kāi)展短期的職業(yè)培訓(xùn)，進(jìn)行深入的專用知識(shí)和特種技術(shù)教育。另外，也可對(duì)有一定機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和電子技術(shù)基礎(chǔ)的在職技術(shù)人員，進(jìn)行現(xiàn)代實(shí)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)培訓(xùn)，為大批中小型企業(yè)，培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)需要的設(shè)計(jì)師、工程師。本書第1章描述了作者對(duì)機(jī)電一體化人才培養(yǎng)方法的粗淺考慮；第2章濃縮了科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金10年來(lái)培育科技型中小企業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)介紹了機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)方向、重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域和我國(guó)制造業(yè)的集聚發(fā)展模式，可以開(kāi)闊學(xué)生的視野；第3章集中概括了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)的核心內(nèi)容；第4章介紹了常用的設(shè)計(jì)工具軟件；第5、6章介紹了機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和試驗(yàn)；第7～1l章分別介紹了各種常用功能單元的特性和最新產(chǎn)品；第12章介紹了11個(gè)設(shè)計(jì)案例。

內(nèi)容概要

　　《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用》從項(xiàng)目統(tǒng)籌到具體的軟件應(yīng)用，詳細(xì)講解了機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)與流程?！稒C(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用》共12章，第1章描述了作者對(duì)機(jī)電一體化人才培養(yǎng)方法的粗淺考慮；第2章詳細(xì)介紹了機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展的重點(diǎn)方向與產(chǎn)業(yè)情況；第3章介紹了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)的核心內(nèi)容；第4章介紹了常用的設(shè)計(jì)工具軟件；第5、6章介紹了機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和試驗(yàn)；第7～11章分別介紹了各種常用功能單元的特性和最新產(chǎn)品；第12章介紹了11個(gè)設(shè)計(jì)案例?！　　稒C(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用》適合機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)學(xué)科師生，機(jī)電一體化行業(yè)入門者學(xué)習(xí)使用。

書籍目錄

序第1章 緒論1.1 機(jī)械與電子信息技術(shù)的結(jié)合1.2 機(jī)電一體化的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法1.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法1.2.2 機(jī)電知識(shí)和技能的結(jié)合1.2.3 課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)1.2.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室第2章 機(jī)電一體化技術(shù)與現(xiàn)伐制造業(yè)2.1 機(jī)電一體化技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向2.1.1 工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)2.1.2 智能化儀器儀表與測(cè)試技術(shù)2.1.3 先進(jìn)制造技術(shù)2.2 機(jī)電一體化技術(shù)的重點(diǎn)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)2.2.1 醫(yī)療儀器技術(shù)、設(shè)備與醫(yī)學(xué)專用軟件2.2.2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)2.2.3 汽車工業(yè)相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品2.3 我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)集聚發(fā)展的機(jī)制與模式2.3.1 我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)集聚發(fā)展情況2.3.2 我國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的機(jī)制分析2.3.3 我國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的模式第3章 創(chuàng)新設(shè)計(jì)原理3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)和合理步驟3.1.1 完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)3.1.2 設(shè)計(jì)步驟3.2 功能分析原理3.2.1 功能分析概念3.2.2 功能分類3.2.3 關(guān)鍵技術(shù)功能設(shè)計(jì)3.2.4 工藝功能設(shè)計(jì)3.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則3.3.1 功能原理設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性思維3.3.2 創(chuàng)造性的思維規(guī)律3.3.3 類比3.3.4 模塊化組合設(shè)計(jì)3.3.5 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)分析3.3.6 熱效應(yīng)設(shè)計(jì)第4章 CAD工具軟件4.1 三維立體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.1 三維CAD技術(shù)的發(fā)展歷程4.1.2 常用的CAD系統(tǒng)介紹4.1.3 專業(yè)CAD系統(tǒng)4.1.4.AutoCAD的使用方法4.2 Protel電路設(shè)計(jì)軟件4.2.1 Protel99SE的功能4.2.2 Protel99sE電路板設(shè)計(jì)的操作步驟4.2.3 電路原理圖設(shè)計(jì)4.2.4 印制電路板圖的設(shè)計(jì)4.3 MCGS控制工程組態(tài)軟件4.3.1 國(guó)內(nèi)外主要產(chǎn)品與功能4.3.2 MCGS組態(tài)軟件介紹4.3.3 。MCGS的主要功能及特性4.3.4 。MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成4.3.5 MCGS組態(tài)軟件各組成部分的功能4.4 控制系統(tǒng)仿真軟件——MATLAB／Simulink4.4.1 計(jì)算機(jī)仿真基本步驟4.4.2 MATLAB的發(fā)展歷史4.4.3 MATLAB的主要功能及特點(diǎn)4.4.4 MATLAB的常用工具箱4.4.5 Simulink初步4.5 項(xiàng)目管理4.5.1 項(xiàng)目管理的基本概念4.5.2 PMI項(xiàng)目管理體系4.5.3 項(xiàng)目規(guī)劃4.5.4 項(xiàng)目活動(dòng)的圖形表示法4.5.5 項(xiàng)目實(shí)施第5章 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 設(shè)計(jì)原理5.1.1 基本構(gòu)成與功能單元5.1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本類型與關(guān)鍵技術(shù)5.2 順序控制系統(tǒng)5.2.1 可編程序控制器自動(dòng)送料車試驗(yàn)系統(tǒng)5.2.2 運(yùn)料車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.2.3 變頻調(diào)速加減速控制5.3 軌跡控制系統(tǒng)5.3.1 繪圖機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)5.3.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度控制系統(tǒng)5.3.3 插補(bǔ)的基本原理5.3.4 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)插補(bǔ)程序設(shè)計(jì)5.4 過(guò)程控制系統(tǒng)5.4.1 PID控制的基本原理5.4.2 復(fù)雜控制系統(tǒng)5.4.3 智能溫控器電熱爐控制系統(tǒng)5.4.4 雙容水箱液位控制系統(tǒng)5.5 綜合控制系統(tǒng)5.5.1 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備集成控制系統(tǒng)5.5.2 多級(jí)綜合系統(tǒng)的通信管理技7R5.5.3 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸5.5.4 遙控技術(shù)第6章 試驗(yàn)與調(diào)試6.1 模型試驗(yàn)的相似理論6.1.1 相似概念6.1.2 相似定理6.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)6.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則6.2.2 模型設(shè)計(jì)6.3 檢測(cè)和調(diào)試6.3.1 試驗(yàn)的準(zhǔn)備6.3.2 系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程6.3.3 板材加工系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程第7章 基礎(chǔ)單元設(shè)計(jì)7.1 支撐件設(shè)計(jì)7.1.1 轉(zhuǎn)動(dòng)支承——軸承7.1.2 移動(dòng)支承——導(dǎo)軌7.2 傳動(dòng)件設(shè)計(jì)7.2.1 轉(zhuǎn)動(dòng)7.2.2 運(yùn)動(dòng)變換7.2.3 特定軌跡運(yùn)動(dòng)7.3 結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)7.3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.3.2 結(jié)構(gòu)材料與制造工藝7.3.3 連接與連接方法7.3.4 外表裝飾技術(shù)第8章 驅(qū)動(dòng)及其控制單元設(shè)計(jì)8.1 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)8.1.1 電動(dòng)機(jī)品種與選型設(shè)計(jì)8.1.2 小型電動(dòng)機(jī)8.1.3 動(dòng)力電動(dòng)機(jī)8.1.4 伺服電動(dòng)機(jī)8.1.5 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)8.1.6 直線電動(dòng)機(jī)8.1.7 電池移動(dòng)供電技術(shù)8.2 氣液驅(qū)動(dòng)8.2.1 氣動(dòng)8.2.2 液壓驅(qū)動(dòng)8.3 其他電驅(qū)動(dòng)形式8.3.1 電磁鐵8.3.2 泵8.3.3 加熱器8.3.4 電功率調(diào)節(jié)第9章 檢測(cè)單元設(shè)計(jì)9.1 位置檢測(cè)9.1.1 行程開(kāi)關(guān)9.1.2 微動(dòng)開(kāi)關(guān)9.1.3 接近開(kāi)關(guān)9.2 位移檢測(cè)9.2.1 位移測(cè)量9.2.2 料位測(cè)量9.2.3 角度測(cè)量9.2.4 激光測(cè)距儀9.3 速度和加速度測(cè)量9.3.1 速度和頻率9.3.2 加速度和振動(dòng)9.4 物理量的檢測(cè)9.4.1 溫度檢測(cè)9.4.2 壓力、力矩、扭矩9.4.3 流量9.4.4 其他檢測(cè)方法第10章 顯示與操作單元設(shè)計(jì)10.1 人機(jī)工程學(xué)指導(dǎo)顯示與操作設(shè)計(jì)10.1.1 人機(jī)系統(tǒng)10.1.2 顯示與操作在人機(jī)系統(tǒng)中的協(xié)調(diào)性10.1.3 顯示與操作的設(shè)計(jì)要求10.2 顯示與操作產(chǎn)品10.2.1 顯示產(chǎn)品10.2.2 操作產(chǎn)品10.2.3 顯示與操作集成模塊10.3 操作面板10.3.1 操作面板的功能10.3.2 設(shè)備操作面板10.3.3 薄膜開(kāi)關(guān)操作面板第11章 控制單元設(shè)計(jì)11.1 繼電器與可編程序控制器11.1.1 邏輯控制與繼電器11.1.2 可編程序控制器11.1.3 可編程序控制器的使用11.2 單片機(jī)11.2.1 單片機(jī)的功能11.2.2 MCS.5 1系列單片機(jī)11.2.3 單片機(jī)編程與仿真開(kāi)發(fā)系統(tǒng)11.3 智能控制儀表11.3.1 智能控制儀表技術(shù)11.3.2 智能溫控器的功能11.4 工控機(jī)11.4.1 工控機(jī)的發(fā)展11.4.2 研華工控機(jī)產(chǎn)品系列第12章 典型應(yīng)用系統(tǒng)12.1 順序控制系統(tǒng)12.1.1 智能控制注塑機(jī)系統(tǒng)12.1.2 單片機(jī)控制水浴儀12.1.3 全自動(dòng)智能包裝機(jī)12.2 軌跡控制系統(tǒng)12.2.1 數(shù)控沖床12.2.2 激光雕刻機(jī)12.2.3 電腦繡花機(jī)12.3 過(guò)程控制系統(tǒng)12.3.1 室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)12.3.2 智能控制熱處理系統(tǒng)12.3.3 智能印染系統(tǒng)12.4 綜合控制系統(tǒng)12.4.1 生產(chǎn)物流系統(tǒng)12.4.2 激光導(dǎo)引AGV系統(tǒng)

章節(jié)摘錄

插圖：1.1 機(jī)械與電子信息技術(shù)的結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歲月，歷史久遠(yuǎn)，在社會(huì)生產(chǎn)和人民生活中占據(jù)著重要的地位。從齒輪到汽車，機(jī)械在人類的工業(yè)革命中發(fā)揮了重要的作用。電子技術(shù)出現(xiàn)較晚，但發(fā)展迅速、日新月異，帶來(lái)了一場(chǎng)前所未有的電子信息技術(shù)革命，使通信技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。以電子信息技術(shù)為核心的高新技術(shù)的發(fā)展，使自動(dòng)化設(shè)備和產(chǎn)品從尖端技術(shù)走到了中小型企業(yè)和人們的家庭生活中?？刂萍夹g(shù)逐漸成為簡(jiǎn)單實(shí)用、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的民用技術(shù)，給人們的生活帶來(lái)了巨大的變化。精準(zhǔn)的石英電子表、隨機(jī)應(yīng)變的“傻瓜”照相機(jī)、舒適豪華的高級(jí)轎車等機(jī)電一體化的產(chǎn)品使人們的生活更舒適?？赏瓿删芗庸さ臄?shù)控機(jī)床、智能的電腦繡花機(jī)、高速的食品加工流水線等自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，帶來(lái)了現(xiàn)代化生產(chǎn)的高質(zhì)量和高效率。用途廣泛的微電子技術(shù)、飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)以及光電技術(shù)、電磁技術(shù)、電子測(cè)量技術(shù)的綜合應(yīng)用，為機(jī)器提供了先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)和控制手段，產(chǎn)生了機(jī)電一體化產(chǎn)品和自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備這樣的智能化系統(tǒng)。展望未來(lái)，不僅還有許多領(lǐng)域可依靠自動(dòng)化、大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率、降低成本，而且還需要滿足個(gè)性化需求、小批量、多品種的產(chǎn)品及相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備，更有生物技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)的新興產(chǎn)業(yè)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)提出更高的需求。展現(xiàn)在大學(xué)生面前的，是一個(gè)充滿希望的時(shí)代，他們將成為社會(huì)的棟梁，機(jī)電一體化技術(shù)將迎來(lái)輝煌的歷史發(fā)展機(jī)遇。

編輯推薦

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用》是由機(jī)械工業(yè)出版社出版的。

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