機電一體化概論

前言

　　隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展，高素質(zhì)技術(shù)工人的數(shù)量與層次結(jié)構(gòu)遠遠不能滿足勞動力市場的需求，技術(shù)工人的培養(yǎng)培訓工作已經(jīng)成為國家大力發(fā)展職業(yè)教育的重要任務。為此，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于進一步加強高技能人才工作的意見》（中辦發(fā)【2006】15號）的通知。目前，各類職業(yè)院校主動適應經(jīng)濟社會發(fā)展要求，主動開展教學研討，探索更加適合當前技能人才需求的教育培養(yǎng)模式，對中高級技能人才的培養(yǎng)和培訓工作起到了積極推動的作用?！　÷殬I(yè)教育要根據(jù)行業(yè)的發(fā)展和人才的需求，來設定人才的培養(yǎng)目標。當前各行業(yè)對技能人才的要求越來越高，而激烈的社會競爭和復雜多變的就業(yè)環(huán)境也使得職業(yè)教育學生只有確實地掌握一技之長才能實現(xiàn)就業(yè)。但是，加強技能培養(yǎng)并不意味著弱化或放棄基礎知識的學習；只有扎實地掌握相關(guān)理論基礎知識，才能自如地運用各種技能，甚至進行技術(shù)創(chuàng)新。所以，如何解決理論與實踐相結(jié)合的問題，走出一條理實一體化的教學新路，是擺在職業(yè)教育工作者面前的一個重要課題?！　∥覀儽局鵀槁殬I(yè)教育教學改革盡一份社會責任之目的，依據(jù)職業(yè)教育專家的研究成果，依靠技工學校教師和企業(yè)一線工作人員，共同參與“職業(yè)教育機電類技能人才教學方案研究與開發(fā)”課題研究工作。在對職業(yè)教育機電大類專業(yè)教學進行規(guī)劃的基礎上，我們的課題研究以職業(yè)活動為導向、以職業(yè)能力為核心，根據(jù)理論知識夠用、強化技能訓練的原則，將理論和實踐有機結(jié)合，開發(fā)出機電類技能人才培養(yǎng)專業(yè)教學方案，并制定出每門課程的教學大綱，然后組織教學一線骨干教師進行教材的編寫?！　”咎捉滩尼槍Σ煌n程的教學要求采用“理實相結(jié)合”或“理實一體化”兩種形式組織教學內(nèi)容，首批55本教材涵蓋2個層次（中級工、高級工），3個專業(yè)（數(shù)控技術(shù)應用、模具設計與制造、機電一體化）。教材內(nèi)容統(tǒng)籌規(guī)劃，合理安排知識點與技能訓練點，教學內(nèi)涵生動活潑，盡可能使教材體系和編寫結(jié)構(gòu)滿足職業(yè)教育機電類技能人才培養(yǎng)教學要求?！　∥覀冎孕南Ｍ咎捉滩牡某霭婺軌?qū)δ壳奥殬I(yè)院校的教學工作有所幫助，并希望得到職業(yè)教育專家和廣大師生的批評與指正，以期通過逐步調(diào)整、完善和補充，使之更符合機電類技能人才培養(yǎng)的實際。

內(nèi)容概要

　　機電一體化技術(shù)是一門應用廣泛、涉及技術(shù)門類較多的綜合性技術(shù)。本書從機電一體化系統(tǒng)的組成出發(fā)，介紹其各個組成部分的技術(shù)原理、特點和作用。全書共7章，主要內(nèi)容包括導論、機電一體化系統(tǒng)中的機械系統(tǒng)、現(xiàn)代檢測技術(shù)應用、機電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行裝置、接口技術(shù)、控制器及工業(yè)控制網(wǎng)絡技術(shù)、機電一體化技術(shù)的應用等?！　”緯鴥?nèi)容通俗易懂，理論緊密結(jié)合實踐，可作為技工學校、技師學院和職業(yè)院校機電類專業(yè)基礎課教材，也可供相關(guān)從業(yè)人員學習參考。

書籍目錄

第1章　導論　　1.1　什么是機電一體化　　　1.1.1　機電一體化產(chǎn)品　　　1.1.2　機電一體化概念　　　1.1.3　機電一體化技術(shù)特點　　1.2　機電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成　　1.3　機電一體化相關(guān)技術(shù)　　1.4　機電一體化的發(fā)展狀況　　　1.4.1　機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程　　　1.4.2　機電一體化技術(shù)的展望　　1.5　機電一體化實例　　小結(jié)　　思考與練習　第2章　機電一體化系統(tǒng)中的機械系統(tǒng)　　2.1　機械系統(tǒng)　　2.2　機械運動　　2.3　機械零部件　　　2.3.1　傳動零部件　　　2.3.2　支撐零部件　　小結(jié)　　思考與練習　第3章　現(xiàn)代檢測技術(shù)應用　　3.1　什么是傳感器　　3.2　常見傳感器　　　3.2.1　線位移檢測傳感器　　　3.2.2　角位移檢測傳感器　　　3.2.3　速度、加速度傳感器　　　3.2.4　測力傳感器　　　3.2.5　其他傳感器　　3.3　傳感器的基本特性　　　3.3.1　傳感器的靜態(tài)特性　　　3.3.2　傳感器的動態(tài)特性　　3.4　傳感器的發(fā)展方向　　3.5　傳感器的正確選擇和使用　　3.6　檢測信號采集與處理　　小結(jié)　　思考與練習　第4章　機電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行裝置　　4.1　什么是執(zhí)行裝置　　　4.1.1　執(zhí)行裝置　　　4.1.2　伺服系統(tǒng)　　　4.1.3　傳動機構(gòu)　　　4.1.4　執(zhí)行元件　　　4.1.5　驅(qū)動部件　　4.2　電磁式執(zhí)行裝置　　　4.2.1　步進電動機　　　4.2.2　直流伺服電動機　　　4.2.3　交流伺服電動機　　4.3　液壓執(zhí)行裝置　　　4.3.1　什么是液壓執(zhí)行裝置　　　4.3.2　液壓伺服系統(tǒng)　　　4.3.3　液壓伺服系統(tǒng)實例　　4.4　氣動執(zhí)行裝置　　　4.4.1　什么是氣動執(zhí)行裝置　　　4.4.2　氣動執(zhí)行裝置的控制　　　4.4.3　氣動執(zhí)行裝置的驅(qū)動部件　　　4.4.4　氣動執(zhí)行裝置實例　　4.5　變頻器　　　4.5.1　變頻器的基本結(jié)構(gòu)　　　4.5.2　變頻器的輸出調(diào)制方式　　小結(jié)　　思考與練習　第5章　接口技術(shù)　　5.1　接口技術(shù)概述　　　5.1.1　接口的定義　　　5.1.2　接口的分類　　5.2　人-機接口　　　5.2.1　人-機接口的類型及特點　　　5.2.2　輸入接口　　　5.2.3　輸出接口　　5.3　機電接口　　　5.3.1　機電接口的類型及特點　　　5.3.2　A/D轉(zhuǎn)換接口　　　5.3.3　D/A轉(zhuǎn)換接口　　　5.3.4　控制量輸出接口　　小結(jié)　　思考與練習　第6章　控制器及工業(yè)控制網(wǎng)絡技術(shù)　　6.1　工業(yè)控制計算機　　　6.1.1　概述　　　6.1.2　單片機控制器　　　6.1.3　可編程控制器　　6.2　智能控制理論　　　6.2.1　智能控制的發(fā)展　　　6.2.2　典型系統(tǒng)介紹　　6.3　工業(yè)控制網(wǎng)絡　　　6.3.1　主干網(wǎng)　　　6.3.2　網(wǎng)絡與三維CAD/CAE/CAM/CAT/網(wǎng)絡系統(tǒng)　　6.4　控制網(wǎng)絡實例　　小結(jié)　　思考與練習　第7章　機電一體化技術(shù)的應用　　7.1　智能玩具機器人　　7.2　變頻式空調(diào)　　7.3　數(shù)控機床　　　7.3.1　數(shù)控機床的產(chǎn)生　　　7.3.2　數(shù)控機床的組成　　　7.3.3　數(shù)控機床的基本工作原理　　　7.3.4　數(shù)控機床的分類　　　7.3.5　數(shù)控機床的加工特點　　　7.3.6　數(shù)控機床的發(fā)展趨勢　　7.4　機器人　　7.5　雷達跟蹤系統(tǒng)　　小結(jié)　　思考與練習　參考文獻　

章節(jié)摘錄

　　第2章　機電一體化系統(tǒng)中的機械系統(tǒng)　　2.1　機械系統(tǒng)　　一個典型的機電一體化系統(tǒng)通常由控制部件、接口電路、功率放大電路、執(zhí)行元件、機械傳動部件、導向支撐部件、檢測傳感部件等部分組成。這里所說的機械系統(tǒng)，一般由減速裝置、絲杠螺母副、蝸輪蝸桿副等各種線性傳動部件以及連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等非線性傳動部件、導向支撐部件、旋轉(zhuǎn)支撐部件、軸系及架體等機構(gòu)組成?！　C電一體化系統(tǒng)的機械系統(tǒng)是由計算機信息網(wǎng)絡協(xié)調(diào)與控制的，與一般的機械系統(tǒng)相比，除要求具有較高的定位精度之外，還應具有良好的動態(tài)響應特性，即響應要快、穩(wěn)定性要好。為確保機械系統(tǒng)的傳動精度和工作穩(wěn)定性，通常對機電一體化系統(tǒng)提出以下要求?！　。?）高精度。精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，尤其是機電一體化產(chǎn)品，其技術(shù)性能，工藝水平和功能比普通的機械產(chǎn)品都有很大的提高，因此，機電一體化系統(tǒng)的高精度是其首要的要求?！　。?）快速響應性。即要求機械系統(tǒng)從接到指令到開始執(zhí)行指令指定的任務之間的時間間隔短，這樣控制系統(tǒng)才能及時根據(jù)機械系統(tǒng)的運行狀態(tài)信息下達指令，使其準確地完成任務?！　。?）良好的穩(wěn)定性。即要求機械系統(tǒng)的工作性能不受外界環(huán)境的影響，抗干擾能力強?！　〈送膺€要求機械系統(tǒng)具有較大的剛度，良好的耐磨性、減摩性和可靠性，消震和低噪音，重量輕、體積小、壽命長。

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