機電一體化技術與系統(tǒng)（第2版）

目 錄
導　論　1
一、機電一體化概論　1
二、機電一體化系統(tǒng)分析　4
三、機電一體化技術　6
思考與練習　9
學習領域一　機電一體化基礎技術
項目一　機械技術　12
任務一　齒輪傳動的結構、原理與實踐　12
能力目標　12
工作內容　12
資訊&計劃　12
實踐指導　13
一、認識機械系統(tǒng)　13
二、齒輪傳動設計　13
三、齒輪間隙消除　18
決策&實施　21
實踐指導　21
檢查&評價　23
任務二　熟悉滾珠絲杠螺母副　23
能力目標　23
工作內容　23
相關知識　23
一、認識滾珠絲杠螺母副　23
二、軸向間隙的調整與預緊　25
三、基本選型及防護　27
任務三　導向支承部件的結構與原理　29
能力目標　29
工作內容　29
相關知識　29
一、直線滑動導軌認知　30
二、直線滾動導軌使用　31
三、支承的選用　39
實踐指導　39
任務四　定位控制機構的結構與原理　41
能力目標　41
工作內容　41
相關知識　42
一、回轉刀架原理分析　42
二、刀庫與機械手認識　44
三、轉塔刀架故障分析與維護　47
項目二　液壓與氣動技術　50
任務一　機械手液壓系統(tǒng)分析　50
能力目標　50
工作內容　50
相關知識　51
一、工業(yè)機械手認識　51
二、液壓控制原理分析　51
三、液壓系統(tǒng)特點及推廣　55
實踐指導　56
一、液壓系統(tǒng)安裝　56
二、液壓系統(tǒng)調試　57
任務二　電液伺服系統(tǒng)應用　58
能力目標　58
工作內容　58
相關知識　59
一、電液伺服機構認識　59
二、噴漆機器人系統(tǒng)設計　61
三、液壓系統(tǒng)維護　64
任務三　氣動機械手控制系統(tǒng)分析　64
能力目標　64
工作內容　65
相關知識　65
一、氣壓傳動常用元件及基本回路　65
二、氣動機械手的調試　69
項目三　位置檢測技術　74
任務一　熟悉檢測開關　74
能力目標　74
工作內容　74
相關知識　75
一、傳感器特點與分類　75
二、接近開關　75
三、霍爾開關　77
實踐指導　78
一、接近開關產品簡介　78
二、接近開關主要參數(shù)　79
任務二　熟悉光柵與光電編碼器　79
能力目標　79
工作內容　80
相關知識　80
一、光柵　80
二、光電編碼器　83
實踐指導　84
一、常用的光柵產品　84
二、常用的光電編碼器　85
任務三　熟悉磁柵與磁編碼器　86
能力目標　86
工作內容　87
相關知識　87
一、磁柵　87
二、磁編碼器　89
實踐指導　89
一、常用的磁柵產品　89
二、常用的磁編碼器　90
學習領域二　運動控制技術
項目四　步進驅動系統(tǒng)　92
任務一　熟悉步進電機工作原理　92
能力目標　92
工作內容　92
相關知識　92
一、三相單三拍運行原理　92
二、三相六拍運行原理　94
三、小步距角電機運行原理　94
四、混合式步進電機　95
實踐指導　96
一、步進電機的靜態(tài)特性　96
二、步進電機的動態(tài)特性　97
任務二　了解步進驅動器原理　97
能力目標　97
工作內容　97
相關知識　97
一、步進驅動器的功能　97
二、驅動電源的工作原理　98
實踐指導　99
一、雙電壓驅動電源　99
二、PWM調壓驅動電源　100
任務三　步進驅動的應用與實踐　100
能力目標　100
工作內容　101
資訊&計劃　101
實踐指導　101
一、SIEMENS步進驅動產品　101
二、步進驅動器的選擇　102
決策&實施　103
實踐指導　103
一、SIEMENS步進驅動器的
連接　103
二、驅動器的設定與調整　105
檢查&評價　105
實踐指導　106
項目五　交流伺服系統(tǒng)　107
任務一　熟悉交流伺服系統(tǒng)　107
能力目標　107
工作內容　107
相關知識　107
一、伺服電機運行原理　107
二、PWM逆變原理　109
實踐指導　113
一、交流伺服驅動器　113
二、ΣⅤ系列伺服驅動　115
任務二　掌握交流伺服連接技術　117
能力目標　117
工作內容　118
相關知識　118
一、硬件組成　118
二、主回路連接　118
三、控制回路連接　121
實踐指導　124
一、ΣV系列驅動器連接總圖　124
二、主電源與電樞連接　127
三、DI/DO及位置給定連接　128
任務三　掌握驅動器功能與參數(shù)　128
能力目標　128
工作內容　129
相關知識　129
一、驅動器結構與控制方式　129
二、指令輸入的形式　131
三、位置測量系統(tǒng)的匹配　131
四、其他功能與參數(shù)　133
實踐指導　133
一、ΣV驅動器的基本參數(shù)　133
二、基本參數(shù)的設定與計算　135
任務四　交流伺服的應用與實踐　136
能力目標　136
工作內容　136
資訊&計劃　137
實踐指導　137
一、操作單元說明　137
二、驅動器試運行與快速調試　139
三、驅動器的在線自動調整　142
決策&實施　143
實踐指導　143
一、驅動器參數(shù)的設定　143
二、點動與回參考點試運行　146
三、速度控制快速調試　148
四、位置控制快速調試　150
五、驅動器在線自動調整　151
檢查&評價　152
項目六　變頻調速系統(tǒng)　153
任務一　熟悉變頻調速系統(tǒng)　153
能力目標　153
工作內容　153
相關知識　153
一、感應電機運行原理　153
二、V/f變頻控制原理　155
三、變頻器　156
實踐指導　158
一、FR-700系列變頻器簡介　158
二、FR-A700變頻器性能　159
任務二　掌握變頻器連接技術　160
能力目標　160
工作內容　160
相關知識　160
一、硬件組成　160
二、主回路連接　162
三、控制回路連接　163
實踐指導　165
一、FR-A700變頻器連接總圖　165
二、信號規(guī)格　168
任務三　掌握變頻器功能與參數(shù)　169
能力目標　169
工作內容　169
相關知識　169
一、變頻器的操作模式　169
二、變頻器運行與控制　172
三、變頻器的基本設定　173
實踐指導　174
一、操作模式與運行方式選擇　174
二、模擬量輸入選擇與調整　175
三、DI/DO功能定義　177
四、電機參數(shù)的設定　178
五、變頻控制參數(shù)設定　181
任務四　變頻器的應用與實踐　184
能力目標　184
工作內容　184
資訊&計劃　185
實踐指導　185
一、變頻器的操作　185
二、變頻器的快速調試　187
決策&實施　188
實踐指導　188
一、變頻器連接與檢查　188
二、參數(shù)的初始化與設定　189
三、參數(shù)保護　190
檢查&評價　190
學習領域三　機電一體化系統(tǒng)
項目七　PLC控制系統(tǒng)　192
任務一　熟悉PLC控制系統(tǒng)　192
能力目標　192
工作內容　192
相關知識　193
一、PLC的特點與功能　193
二、系統(tǒng)組成與PLC結構　194
三、PLC的工作原理　197
實踐指導　198
一、FX系列PLC簡介　198
二、FX系列PLC的規(guī)格與型號　199
任務二　掌握PLC連接技術　200
能力目標　200
工作內容　200
相關知識　201
一、PLC硬件　201
二、PLC連接　202
實踐指導　205
一、FX系列PLC的I/O連接　205
二、PLC與接近開關的連接　207
任務三　掌握梯形圖編程技術　208
能力目標　208
工作內容　208
相關知識　208
一、指令與編程元件　208
二、梯形圖程序的編制　211
實踐指導　215
一、FX系列PLC的編程元件　215
二、典型梯形圖程序　216
任務四　PCL的應用與實踐　218
能力目標　218
工作內容　218
資訊&計劃　219
實踐指導　219
一、控制系統(tǒng)設計原則　219
二、控制系統(tǒng)設計步驟　220
決策&實施　221
實踐指導　221
一、系統(tǒng)規(guī)劃　221
二、原理圖設計　223
三、程序編制　228
檢查&評價　229
訓練&提高　229
項目八　CNC控制系統(tǒng)　230
任務一　熟悉CNC控制系統(tǒng)　230
能力目標　230
工作內容　230
相關知識　231
一、CNC控制系統(tǒng)　231
二、組成與原理　231
三、CNC功能　233
實踐指導　235
一、KND100系列CNC簡介　235
二、FANUC-0i系列CNC簡介　236
任務二　掌握CNC連接技術　237
能力目標　237
工作內容　238
相關知識　238
一、開環(huán)CNC的連接　238
二、閉環(huán)CNC的連接　240
實踐指導　241
一、KND100的伺服、主軸連接　241
二、KND100的I/O連接　242
任務三　CNC的應用與實踐　245
能力目標　245
工作內容　245
資訊&計劃　245
實踐指導　246
一、了解系統(tǒng)組成部件　246
二、熟悉KND100操作面板　246
決策&實施　247
實踐指導　247
一、伺服控制電路設計　247
二、主軸控制電路設計　248
檢查&評價　249
一、強電回路識讀　249
二、CNC控制回路識讀　256
訓練&提高　256
參考文獻　257