機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)（第2版）

目 錄
導(dǎo)　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(shù)　6
思考與練習(xí)　9
學(xué)習(xí)領(lǐng)域一　機電一體化基礎(chǔ)技術(shù)
項目一　機械技術(shù)　12
任務(wù)一　齒輪傳動的結(jié)構(gòu)、原理與實踐　12
能力目標　12
工作內(nèi)容　12
資訊&計劃　12
實踐指導(dǎo)　13
一、認識機械系統(tǒng)　13
二、齒輪傳動設(shè)計　13
三、齒輪間隙消除　18
決策&實施　21
實踐指導(dǎo)　21
檢查&評價　23
任務(wù)二　熟悉滾珠絲杠螺母副　23
能力目標　23
工作內(nèi)容　23
相關(guān)知識　23
一、認識滾珠絲杠螺母副　23
二、軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊　25
三、基本選型及防護　27
任務(wù)三　導(dǎo)向支承部件的結(jié)構(gòu)與原理　29
能力目標　29
工作內(nèi)容　29
相關(guān)知識　29
一、直線滑動導(dǎo)軌認知　30
二、直線滾動導(dǎo)軌使用　31
三、支承的選用　39
實踐指導(dǎo)　39
任務(wù)四　定位控制機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與原理　41
能力目標　41
工作內(nèi)容　41
相關(guān)知識　42
一、回轉(zhuǎn)刀架原理分析　42
二、刀庫與機械手認識　44
三、轉(zhuǎn)塔刀架故障分析與維護　47
項目二　液壓與氣動技術(shù)　50
任務(wù)一　機械手液壓系統(tǒng)分析　50
能力目標　50
工作內(nèi)容　50
相關(guān)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(dǎo)　56
一、液壓系統(tǒng)安裝　56
二、液壓系統(tǒng)調(diào)試　57
任務(wù)二　電液伺服系統(tǒng)應(yīng)用　58
能力目標　58
工作內(nèi)容　58
相關(guān)知識　59
一、電液伺服機構(gòu)認識　59
二、噴漆機器人系統(tǒng)設(shè)計　61
三、液壓系統(tǒng)維護　64
任務(wù)三　氣動機械手控制系統(tǒng)分析　64
能力目標　64
工作內(nèi)容　65
相關(guān)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(diào)試　69
項目三　位置檢測技術(shù)　74
任務(wù)一　熟悉檢測開關(guān)　74
能力目標　74
工作內(nèi)容　74
相關(guān)知識　75
一、傳感器特點與分類　75
二、接近開關(guān)　75
三、霍爾開關(guān)　77
實踐指導(dǎo)　78
一、接近開關(guān)產(chǎn)品簡介　78
二、接近開關(guān)主要參數(shù)　79
任務(wù)二　熟悉光柵與光電編碼器　79
能力目標　79
工作內(nèi)容　80
相關(guān)知識　80
一、光柵　80
二、光電編碼器　83
實踐指導(dǎo)　84
一、常用的光柵產(chǎn)品　84
二、常用的光電編碼器　85
任務(wù)三　熟悉磁柵與磁編碼器　86
能力目標　86
工作內(nèi)容　87
相關(guān)知識　87
一、磁柵　87
二、磁編碼器　89
實踐指導(dǎo)　89
一、常用的磁柵產(chǎn)品　89
二、常用的磁編碼器　90
學(xué)習(xí)領(lǐng)域二　運動控制技術(shù)
項目四　步進驅(qū)動系統(tǒng)　92
任務(wù)一　熟悉步進電機工作原理　92
能力目標　92
工作內(nèi)容　92
相關(guān)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(dǎo)　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(wù)二　了解步進驅(qū)動器原理　97
能力目標　97
工作內(nèi)容　97
相關(guān)知識　97
一、步進驅(qū)動器的功能　97
二、驅(qū)動電源的工作原理　98
實踐指導(dǎo)　99
一、雙電壓驅(qū)動電源　99
二、PWM調(diào)壓驅(qū)動電源　100
任務(wù)三　步進驅(qū)動的應(yīng)用與實踐　100
能力目標　100
工作內(nèi)容　101
資訊&計劃　101
實踐指導(dǎo)　101
一、SIEMENS步進驅(qū)動產(chǎn)品　101
二、步進驅(qū)動器的選擇　102
決策&實施　103
實踐指導(dǎo)　103
一、SIEMENS步進驅(qū)動器的
連接　103
二、驅(qū)動器的設(shè)定與調(diào)整　105
檢查&評價　105
實踐指導(dǎo)　106
項目五　交流伺服系統(tǒng)　107
任務(wù)一　熟悉交流伺服系統(tǒng)　107
能力目標　107
工作內(nèi)容　107
相關(guān)知識　107
一、伺服電機運行原理　107
二、PWM逆變原理　109
實踐指導(dǎo)　113
一、交流伺服驅(qū)動器　113
二、ΣⅤ系列伺服驅(qū)動　115
任務(wù)二　掌握交流伺服連接技術(shù)　117
能力目標　117
工作內(nèi)容　118
相關(guān)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(dǎo)　124
一、ΣV系列驅(qū)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(wù)三　掌握驅(qū)動器功能與參數(shù)　128
能力目標　128
工作內(nèi)容　129
相關(guān)知識　129
一、驅(qū)動器結(jié)構(gòu)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(dǎo)　133
一、ΣV驅(qū)動器的基本參數(shù)　133
二、基本參數(shù)的設(shè)定與計算　135
任務(wù)四　交流伺服的應(yīng)用與實踐　136
能力目標　136
工作內(nèi)容　136
資訊&計劃　137
實踐指導(dǎo)　137
一、操作單元說明　137
二、驅(qū)動器試運行與快速調(diào)試　139
三、驅(qū)動器的在線自動調(diào)整　142
決策&實施　143
實踐指導(dǎo)　143
一、驅(qū)動器參數(shù)的設(shè)定　143
二、點動與回參考點試運行　146
三、速度控制快速調(diào)試　148
四、位置控制快速調(diào)試　150
五、驅(qū)動器在線自動調(diào)整　151
檢查&評價　152
項目六　變頻調(diào)速系統(tǒng)　153
任務(wù)一　熟悉變頻調(diào)速系統(tǒng)　153
能力目標　153
工作內(nèi)容　153
相關(guān)知識　153
一、感應(yīng)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(dǎo)　158
一、FR-700系列變頻器簡介　158
二、FR-A700變頻器性能　159
任務(wù)二　掌握變頻器連接技術(shù)　160
能力目標　160
工作內(nèi)容　160
相關(guān)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(dǎo)　165
一、FR-A700變頻器連接總圖　165
二、信號規(guī)格　168
任務(wù)三　掌握變頻器功能與參數(shù)　169
能力目標　169
工作內(nèi)容　169
相關(guān)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(shè)定　173
實踐指導(dǎo)　174
一、操作模式與運行方式選擇　174
二、模擬量輸入選擇與調(diào)整　175
三、DI/DO功能定義　177
四、電機參數(shù)的設(shè)定　178
五、變頻控制參數(shù)設(shè)定　181
任務(wù)四　變頻器的應(yīng)用與實踐　184
能力目標　184
工作內(nèi)容　184
資訊&計劃　185
實踐指導(dǎo)　185
一、變頻器的操作　185
二、變頻器的快速調(diào)試　187
決策&實施　188
實踐指導(dǎo)　188
一、變頻器連接與檢查　188
二、參數(shù)的初始化與設(shè)定　189
三、參數(shù)保護　190
檢查&評價　190
學(xué)習(xí)領(lǐng)域三　機電一體化系統(tǒng)
項目七　PLC控制系統(tǒng)　192
任務(wù)一　熟悉PLC控制系統(tǒng)　192
能力目標　192
工作內(nèi)容　192
相關(guān)知識　193
一、PLC的特點與功能　193
二、系統(tǒng)組成與PLC結(jié)構(gòu)　194
三、PLC的工作原理　197
實踐指導(dǎo)　198
一、FX系列PLC簡介　198
二、FX系列PLC的規(guī)格與型號　199
任務(wù)二　掌握PLC連接技術(shù)　200
能力目標　200
工作內(nèi)容　200
相關(guān)知識　201
一、PLC硬件　201
二、PLC連接　202
實踐指導(dǎo)　205
一、FX系列PLC的I/O連接　205
二、PLC與接近開關(guān)的連接　207
任務(wù)三　掌握梯形圖編程技術(shù)　208
能力目標　208
工作內(nèi)容　208
相關(guān)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(dǎo)　215
一、FX系列PLC的編程元件　215
二、典型梯形圖程序　216
任務(wù)四　PCL的應(yīng)用與實踐　218
能力目標　218
工作內(nèi)容　218
資訊&計劃　219
實踐指導(dǎo)　219
一、控制系統(tǒng)設(shè)計原則　219
二、控制系統(tǒng)設(shè)計步驟　220
決策&實施　221
實踐指導(dǎo)　221
一、系統(tǒng)規(guī)劃　221
二、原理圖設(shè)計　223
三、程序編制　228
檢查&評價　229
訓(xùn)練&提高　229
項目八　CNC控制系統(tǒng)　230
任務(wù)一　熟悉CNC控制系統(tǒng)　230
能力目標　230
工作內(nèi)容　230
相關(guān)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(dǎo)　235
一、KND100系列CNC簡介　235
二、FANUC-0i系列CNC簡介　236
任務(wù)二　掌握CNC連接技術(shù)　237
能力目標　237
工作內(nèi)容　238
相關(guān)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(dǎo)　241
一、KND100的伺服、主軸連接　241
二、KND100的I/O連接　242
任務(wù)三　CNC的應(yīng)用與實踐　245
能力目標　245
工作內(nèi)容　245
資訊&計劃　245
實踐指導(dǎo)　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(dǎo)　247
一、伺服控制電路設(shè)計　247
二、主軸控制電路設(shè)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(xùn)練&提高　256
參考文獻　257