本书结合机电行业的技术发展和岗位技能要求，以培养应用型、创新型人才为目标，采用项目化课程模式编写，以工业自动控制中典型项目为载体，涵盖了伺服传动控制技术、检测技术、PLC技术、3D打印机技术、机器人及柔性自动化生产线技术等相关内容。本书主要内容包括机电一体化中的伺服传动控制技术与实践、机电一体化中的检测技术与实践、机电一体化中的PLC控制技术与实践、机电一体化系统的常用控制策略与实践、简单的机电一体化技术与实践、工业机器人机电一体化控制技术与实践、机电一体化技术综合应用与实践七个项目模块。通过创新案例开拓学生的创新思维，以资源为基石确保教学方便易行，提供优质仿真实验、工程录像配套资源。本书为高职高专院校机电类、机械类、电子类、控制类等专业的机电一体化系统课程教材，也可作为应用型本科、成人教育、自学考试、开放大学、中职学校和培训班的教材，以及工程技术人员的参考工具书。
“机电一体化”一词的英文名词是“Mechatronics”,它是取机械学(Mechanics)的前半部分和电子学(Electronics)的后半部分拼合而成。机电一体化实际上是机、电、液、气、光、磁一体化的统称,只不过机电之间的结合更紧密和常见而已。随着机电一体化技术的产生与发展,在世界范围内欣起了机电一体化热潮,它使机械产品向着高技术密集的方向发展。当前,以柔性自动化为主要特征的机电一体化技术发展迅速,水平越来越高。任何一个国家、地区、企业若不拥有这方面的人才、技术和生产手段,就不具备国际、国内竞争所必需的基础。要彻底改变目前我国机械工业面貌,缩小与国外先进水平的差距,必须走发展机电一体化技术之路,这也是当代机械工业发展的必然趋势。因此,掌握机电一体化技术的设计与应用,是高职高专机电类等专业技术人员必须具备的基本职业技能之一。
本书根据当前我国经济转型的形势要求,力求培养实用型、应用型、创新型人才,结合行业、岗位技能要求,根据职业教育的特点,以能力为目标,以任务为依托,进行组织教学。作为教材,编者在文字叙述上力求深入浅出、循序渐进;在内容安排上既注意了基础理论、基本概念的系统性阐述,同时也考虑到工程设计人员的实际需要,在介绍各种设计方法时尽可能具体实用,书中给出的具体电路图都是经实验验证可行的。全书共精心设计了7个项目,共计20个任务,每个项目配以仿真实验和创新案例,使学生能够做中学、学中做,体现学生为主导的教学特性。
本书编者及编写分工为张建(项目一、项目三、项目七)、何振俊(项目五)、陆建荣(项目六)、马明(任务2-1、任务4-3)、周俊冬(任务2-2、任务2-3)、李雪峰(任务4-1、任务4-2),张建高级技师组织了书稿的编写并对全书进行了统稿。林小宁副教授对全书进行了审稿,薛晓晶老师参与了书中插图和绘制,并提出了宝贵建议,余振老师也为本书提供了有益的帮助,这里一并致谢!为方便教师教学、学生学习,全书配有电子课件、电子教案及仿真实验、工程录像等教学资源。
由于时间仓促,内容较多,书中错误之处在所难免,恳请广大读者提出宝贵意见。
编者
前 言
项目1 机电一体化中的伺服传动控制技术与实践 1
任务1-1 步进电动机传动控制 1
任务1-2 直流伺服电动机传动控制 8
任务1-3 交流伺服电动机传动控制 16
仿真实验: 反应式步进电动机环形分配器实验 26
创新案例: 垂直型自启闭风力发电机装置设计 29
思考与练习 33
项目2 机电一体化中的检测技术与实践 34
任务2-1 晶振外壳缺陷在线抽检系统 34
任务2-2 认识汽车电控汽油喷射系统 42
任务2-3 认识汽车安全气囊的检测 55
仿真实验: 机电一体化控制仿真实验 66
创新案例: 汽车防撞系统设计案例 67
思考与练习 69
项目3 机电一体化中的PLC 控制技术与实践 70
任务3-1 三相异步电动机连续控制 70
任务3-2 组合机床动力滑台控制 77
任务3-3 升降电梯机电传动与控制 84
仿真实验: PLC 与上位机通信实验 102
创新案例: 月球寻轨通信型智能小车设计 104
思考与练习 108
项目4 机电一体化系统的常用控制策略与实践 109
任务4-1 模拟PID 调节器 109
任务4-2 数字PID 的直流电动机控制 117
任务4-3 模糊控制 126
仿真实验: 机电气一体化系统控制实验 136
创新案例: 遥控式汽车车位自动占位系统 138
思考与练习 140
项目5 简单机电一体化设备的技术与实践 141
任务5-1 认识3D 打印机 141
任务5-2 小型智能绘图仪 150
任务5-3 三坐标测量机 163
仿真实验: 简单机电一体化系统元件组合操作实验 171
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