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第一章 绪论1

第一节 机电一体化技术1

第二节 设置机电综合设计课程的目的和意义2

一、课程综合化是课程体系改革的方向之一2

二、机电综合设计注重能力培养2

第三节 机电综合设计的基本方法和步骤2

一、总体方案确定3

二、关键部件设计3

三、软件设计3

四、技术经济效益分析4

五、现代设计手段的应用4

思考题4

第二章 机械系统设计5

第一节 脉冲当量和传动比的确定6

一、脉冲当量的选定6

二、传动比的选定7

第二节 传动系统等效转动惯量计算7

一、转动惯量计算的基本公式7

二、齿轮转动惯量折算8

三、滚珠丝杠转动惯量Js折算8

四、工作台质量折算8

五、传动系统等效转动惯量计算8

第三节 工作载荷分析及计算9

一、车削9

二、铣削10

三、钻削12

第四节 滚珠丝杠螺母副的选型和校核13

一、滚珠丝杠螺母副类型选择13

二、滚珠丝杠螺母副的型号选择及校核步骤16

第五节 导轨的选型及计算25

一、滚动导轨25

二、塑料导轨30

第六节 驱动电机的选用31

一、简介31

二、步进电机的选用32

第七节 其他机械传动39

一、齿轮传动消隙39

二、同步带传动39

三、谐波传动51

思考题58

第三章 控制系统设计60

第一节 控制系统硬件的基本组成61

第二节 系统扩展61

一、程序存储器的扩展62

二、数据存储器的扩展64

三、I/O口的扩展66

第三节 键盘接口设计71

一、键盘输入应解决的问题71

二、独立式按键接口设计71

三、矩阵式键盘接口设计73

第四节 显示器接口设计78

一、LED显示器79

二、几种典型的显示接口技术80

第五节 步进电机控制电路81

一、步进电机开环驱动原理81

二、脉冲分配82

三、驱动电路82

第六节 控制系统软件的组成及结构84

一、监控程序84

二、机电系统控制软件的结构85

第七节 直线圆弧插补程序设计85

一、直线插补程序的设计86

二、圆弧插补程序的设计88

第八节 步进电机控制程序设计92

一、步进电机运行的软件控制92

二、步进电机控制程序设计92

三、步进电机加减速程序设计95

第九节 PC的顺序控制系统96

一、顺序控制系统的概念96

二、PC的基本组成和内部器件97

三、PC选型100

四、PC软件设计103

思考题110

第四章 机电综合设计实例112

第一节 普通车库数控化改装设计112

一、设计要求113

二、进给伺服系统机械部分设计与计算115

三、微机控制系统硬件电路设计120

第二节 球面SCARA机器人设计123

一、设计任务和内容123

二、方案拟和主要技术参数确定125

三、第一自由度轴传动系统计算与校核127

四、第二自由度轴传动系统计算与校核131

五、第三自由度轴传动系统计算与校核131

六、一种球面SCARA机器人外形图134

第三节 小车和工业机械手的PC的控制135

一、小车运行的PC控制135

二、搬运机械手的PC控制138

思考题144

参考文献145