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本書詳細(xì)介紹了機(jī)電一體化技術(shù)的相關(guān)技術(shù)，共8章。第1章是機(jī)電一體化技術(shù)的概述部分，講解了機(jī)電一體化技術(shù)概念、產(chǎn)品分類、技術(shù)組成、技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢等內(nèi)容；第2章為機(jī)械技術(shù)，重點(diǎn)講解機(jī)械系統(tǒng)組成，機(jī)械系統(tǒng)建模（以傳動系統(tǒng)為例），典型的傳動機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；第3章為計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，重點(diǎn)講解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)，典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，典型的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（Arduino、PLC、IPC）工作原理及其實(shí)例應(yīng)用；第4章為PID控制技術(shù)，重點(diǎn)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(shù)對控制系統(tǒng)的影響規(guī)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(shù)，重點(diǎn)講解機(jī)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(shù)，講解了伺服概念、分類，伺服系統(tǒng)的組成和要求，重點(diǎn)講解了步進(jìn)電動機(jī)的組成、工作原理、驅(qū)動器與步進(jìn)電動機(jī)的使用方法，交流伺服電動機(jī)的基本工作原理及伺服驅(qū)動器；第7章為MCGS組態(tài)軟件技術(shù)，介紹了MCGS組態(tài)軟件，以液位控制為實(shí)例重點(diǎn)講解了MCGS如何構(gòu)建上位機(jī)程序；第8章為典型機(jī)電一體化產(chǎn)品——工業(yè)機(jī)器人，介紹了工業(yè)機(jī)器人的分類、組成、控制系統(tǒng)及編程。

機(jī)電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，目前正向光機(jī)電一體化技術(shù)方向發(fā)展，目前機(jī)電一體化產(chǎn)品已遍及人們?nèi)粘Ｉ詈蛧窠?jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品的概念不再局限于某一具體產(chǎn)品的范圍，已擴(kuò)大到控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)品制造和過程控制。為了在當(dāng)今國際范圍內(nèi)激烈的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)競爭中占據(jù)優(yōu)勢，世界各國紛紛將機(jī)電一體化的研究和發(fā)展作為一項(xiàng)重要內(nèi)容而列入本國的發(fā)展計(jì)劃。

為推進(jìn)我國由“制造大國”向“制造強(qiáng)國”的轉(zhuǎn)變，2016年4月6日國務(wù)院總理李克強(qiáng)主持召開國務(wù)院常務(wù)會議，會議通過了《裝備制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量提升規(guī)劃》，要求對接《中國制造2025》�！吨袊圃�2025》是我國實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動綱領(lǐng)。我國在實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變過程中，需要能夠掌握核心與關(guān)鍵技術(shù)的人才進(jìn)行自主創(chuàng)新，增強(qiáng)核心競爭力。目前，我國很多高校和高職高專院校在機(jī)械工程類專業(yè)中設(shè)立了機(jī)電一體化技術(shù)方向；企業(yè)及研究院所也有相當(dāng)多的工程技術(shù)人員從事機(jī)電一體化技術(shù)方面的研究與開發(fā)工作。

本書以機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)為基礎(chǔ)，圍繞各種技術(shù)的融合與綜合應(yīng)用撰寫知識體系，使讀者了解和掌握機(jī)電一體化的實(shí)質(zhì)、理論和基本方法，從而能夠綜合運(yùn)用共性關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行機(jī)電一體化產(chǎn)品乃至系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與開發(fā)。

本書適用于普通高等院校、高職機(jī)電類和自動化類專業(yè)，具有實(shí)用性和適用性強(qiáng)等特點(diǎn)。在編寫過程中重點(diǎn)考慮了以下幾點(diǎn)：一是著重體現(xiàn)機(jī)電一體化領(lǐng)域中多學(xué)科的融合與交叉，本書知識點(diǎn)銜接性好，避免內(nèi)容的簡單堆砌；二是重點(diǎn)突出本門技術(shù)應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，本書簡單介紹了技術(shù)原理，重點(diǎn)闡述了技術(shù)的實(shí)例應(yīng)用；三是注重于知識的與時(shí)俱進(jìn)，例如本書中增設(shè)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(jī)而言，該技術(shù)簡單易學(xué)，更能引起學(xué)生的興趣，另外本書增加了MCGS工業(yè)控制組態(tài)軟件，以水箱液位控制實(shí)例詳細(xì)講述了MCGS上位機(jī)的開發(fā)過程；四是內(nèi)容精簡，俗語說“樣樣會不如一樣通”，本書精簡文字、突出重點(diǎn)，力求將最實(shí)用的知識呈現(xiàn)給學(xué)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(jī)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(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的日新月異，加之作者水平有限，本書難免存在錯(cuò)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(jī)電一體化技術(shù)概述 1.1.1 基本概念 1.1.2 機(jī)電一體化產(chǎn)品分類 1.2 國內(nèi)外機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1 國外機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.2 國內(nèi)機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀 1.3 機(jī)電一體化技術(shù)基本組成 1.4 機(jī)電一體化技術(shù)體系 1.5 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢習(xí)題第2章機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論 2.1 概述 2.1.1 機(jī)電一體化對機(jī)械系統(tǒng)的基本要求 2.1.2 機(jī)械系統(tǒng)的組成 2.1.3 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想 2.2 機(jī)械系統(tǒng)性能分析 2.2.1 數(shù)學(xué)模型的建立 2.2.2 力學(xué)性能參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響 2.3 傳動機(jī)構(gòu) 2.3.1 機(jī)電一體化系統(tǒng)對機(jī)械傳動的要求 2.3.2 無側(cè)隙齒輪傳動機(jī)構(gòu) 2.3.3 諧波齒輪傳動機(jī)構(gòu) 2.3.4 滾珠花鍵傳動機(jī)構(gòu) 2.3.5 同步齒形帶傳動機(jī)構(gòu) 2.3.6 滾珠絲杠螺母副傳動機(jī)構(gòu) 2.4 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 2.4.1 導(dǎo)軌的分類和基本要求 2.4.2 滑動導(dǎo)軌 2.4.3 滾動導(dǎo)軌 2.4.4 導(dǎo)軌的潤滑與防護(hù) 2.4.5 提高導(dǎo)軌耐磨性的措施 2.5 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 2.5.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本要求 2.5.2 微動執(zhí)行機(jī)構(gòu) 2.5.3 工業(yè)機(jī)械手末端執(zhí)行器習(xí)題第3章計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 3.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 3.1.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述 3.1.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成 3.1.3 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 3.1.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的類型 3.2 工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 3.2.1 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)概述 3.2.2 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 3.2.3 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)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(yīng)用實(shí)例 3.4 可編程序控制器 3.4.1 PLC概述 3.4.2 PLC的組成結(jié)構(gòu)和工作原理 3.4.3 PLC應(yīng)用實(shí)例 3.5 總線工業(yè)控制機(jī) 3.5.1 總線工業(yè)控制機(jī)的組成與特點(diǎn) 3.5.2 工控機(jī)的總線結(jié)構(gòu) 3.5.3 工控機(jī)I/O模塊 3.5.4 總線工控機(jī)I/O模塊應(yīng)用實(shí)例習(xí)題第4章 PID控制算法 4.1 PID控制的原理和特點(diǎn) 4.1.1 模擬PID 4.1.2 數(shù)字PID 4.2 PID各環(huán)節(jié)對控制系統(tǒng)的影響 4.3 數(shù)字PID參數(shù)整定方法 4.4 PID控制算法應(yīng)用實(shí)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(xí)題第5章檢測技術(shù) 5.1 概述 5.1.1 傳感器組成 5.1.2 機(jī)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(shù)指標(biāo) 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(fā)電機(jī) 5.4.2 光電式轉(zhuǎn)速傳感器 5.4.3 機(jī)械式轉(zhuǎn)速傳感器 5.5 力、力矩測量傳感器 5.5.1 電阻應(yīng)變式力傳感器 5.5.2 壓電式測力傳感器 5.5.3 電阻應(yīng)變式力矩傳感器 5.5.4 相位差式轉(zhuǎn)矩測量儀表習(xí)題第6章伺服技術(shù) 6.1 伺服概述 6.1.1 伺服的概念 6.1.2 伺服系統(tǒng)的分類 6.2 伺服系統(tǒng)的組成及要求 6.2.1 伺服系統(tǒng)的組成 6.2.2 伺服系統(tǒng)的基本要求 6.2.3 伺服電動機(jī)概述 6.3 步進(jìn)電動機(jī) 6.3.1 步進(jìn)電動機(jī)分類 6.3.2 步進(jìn)電動機(jī)的工作原理 6.3.3 步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)行特性 6.3.4 步進(jìn)電動機(jī)的選用 6.3.5 步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動器 6.4 伺服電動機(jī) 6.4.1 交流伺服電動機(jī) 6.4.2 交流伺服驅(qū)動器 6.4.3 伺服控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 習(xí)題第7章 MCGS組態(tài)軟件技術(shù) 7.1 MCGS組態(tài)軟件概述 7.1.1 MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成 7.1.2 MCGS組態(tài)軟件的工作方式 7.2 MCGS通用版組態(tài)軟件初步 7.2.1 建立一個(gè)新工程 7.2.2 設(shè)計(jì)畫面流程 7.3 讓動畫動起來 7.3.1 定義數(shù)據(jù)變量 7.3.2 動畫連接 7.3.3 模擬設(shè)備 7.3.4 編寫控制流程 7.4 報(bào)警顯示與報(bào)警數(shù)據(jù) 7.4.1 定義報(bào)警 7.4.2 報(bào)警顯示 7.4.3 報(bào)警數(shù)據(jù) 7.4.4 修改報(bào)警限值 7.4.5 報(bào)警動畫 7.5 報(bào)表輸出 7.5.1 實(shí)時(shí)報(bào)表 7.5.2 歷史報(bào)表 7.6 曲線顯示 7.6.1 實(shí)時(shí)曲線 7.6.2 歷史趨勢 7.7 安全機(jī)制 7.7.1 操作權(quán)限 7.7.2 系統(tǒng)權(quán)限管理 7.7.3 工程加密 7.8 設(shè)備在線調(diào)試習(xí)題第8章典型機(jī)電一體化產(chǎn)品—工業(yè)機(jī)器人 8.1 工業(yè)機(jī)器人概述 8.1.1 工業(yè)機(jī)器人分類 8.1.2 工業(yè)機(jī)器人的基本組成及機(jī)能 8.1.3 工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù) 8.2 典型工業(yè)機(jī)器人組成 8.2.1 工業(yè)機(jī)器人本體 8.2.2 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng) 8.2.3 工業(yè)機(jī)器人編程習(xí)題參考文獻(xiàn)

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