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导论1

一、机电一体化概论1

二、机电一体化系统分析4

三、机电一体化技术6

思考与练习9

学习领域一 控制技术基础11

项目1 交流逆变技术13

任务1 熟悉电力电子器件13

能力目标13

工作内容13

相关知识13

一、交流逆变概述14

二、电力电子器件15

任务2 掌握整流电路的分析方法18

能力目标18

工作内容18

相关知识18

一、整流电路19

二、单相桥式整流19

三、三相桥式整流20

任务3 熟悉PWM逆变原理22

能力目标22

工作内容22

相关知识22

一、逆变的基本形式22

二、PWM逆变原理25

项目2 位置检测技术30

任务1 熟悉检测开关30

能力目标30

工作内容30

相关知识31

一、传感器特点与分类31

二、接近开关31

三、霍尔开关33

实践指导34

一、接近开关产品简介34

二、接近开关主要参数35

任务2 熟悉光栅与光电编码器36

能力目标36

工作内容36

相关知识36

一、光栅36

二、光电编码器39

实践指导41

一、常用的光栅产品41

二、常用的光电编码器42

任务3 熟悉磁栅与磁编码器43

能力目标43

工作内容43

相关知识43

一、磁栅44

二、磁编码器45

实践指导46

一、常用的磁栅产品46

二、常用的磁编码器47

学习领域二 自动控制系统49

项目3 PLC控制系统51

任务1 熟悉PLC控制系统51

能力目标51

工作内容51

相关知识52

一、PLC的特点与功能52

二、系统组成与PLC结构53

三、PLC的工作原理56

实践指导57

一、FX系列PLC简介57

二、FX系列PLC的规格与型号59

任务2 掌握PLC连接技术60

能力目标60

工作内容60

相关知识60

一、PLC硬件60

二、PLC连接61

实践指导65

一、FX系列PLC的I/O连接65

二、PLC与接近开关的连接66

任务3 掌握梯形图编程技术68

能力目标68

工作内容68

相关知识68

一、指令与编程元件68

二、梯形图程序的编制71

实践指导75

一、FX系列PLC的编程元件75

二、典型梯形图程序76

任务4 PLC的应用与实践78

能力目标78

工作内容78

资讯＆计划80

实践指导80

一、控制系统设计原则80

二、控制系统设计步骤81

决策＆实施81

实践指导81

一、系统规划82

二、原理图设计84

三、程序编制88

检查＆评价89

训练＆提高90

项目4 CNC控制系统91

任务1 熟悉CNC控制系统91

能力目标91

工作内容91

相关知识92

一、CNC控制系统92

二、组成与原理93

三、CNC功能94

实践指导96

一、KND100系列CNC简介97

二、FANUC-Oi系列CNC简介98

任务2 掌握CNC连接技术99

能力目标99

工作内容99

相关知识100

一、开环CNC的连接100

二、闭环CNC的连接101

实践指导103

一、KND100的伺服、主轴连接103

二、KND100的I/O连接104

任务3 CNC的应用与实践107

能力目标107

工作内容107

资讯＆计划108

实践指导108

一、了解系统组成部件108

二、熟悉KND100操作面板109

决策＆实施110

实践指导110

一、伺服控制电路设计110

二、主轴控制电路设计111

检查＆评价111

一、强电回路识读118

二、CNC控制回路识读118

训练＆提高119

学习领域三 运动控制系统121

项目5 步进驱动系统123

任务1 熟悉步进电机工作原理123

能力目标123

工作内容123

相关知识124

一、三相单三拍运行原理124

二、三相六拍运行原理125

三、小步距角电机运行原理126

四、混合式步进电机126

实践指导127

一、步进电机的静态特性127

二、步进电机的动态特性128

任务2 了解步进驱动器原理128

能力目标128

工作内容129

相关知识129

一、步进驱动器的功能129

二、驱动电源的工作原理130

实践指导130

一、双电压驱动电源130

二、PWM调压驱动电源131

任务3 步进驱动的应用与实践132

能力目标132

工作内容132

资讯＆计划132

实践指导133

一、SIEMENS步进驱动产品133

二、步进驱动器的选择134

决策＆实施135

实践指导135

一、SIEMENS步进驱动器的连接135

二、驱动器的设定与调整137

检查＆评价137

实践指导138

项目6 交流伺服驱动系统139

任务1 熟悉交流伺服系统139

能力目标139

工作内容139

相关知识140

一、伺服电机运行原理140

二、伺服电机的输出特性141

三、交流伺服驱动器142

实践指导144

一、∑Ⅱ系列交流伺服简介144

二、∑Ⅱ系列伺服电机145

三、∑Ⅱ系列驱动器146

任务2 掌握交流伺服连接技术147

能力目标147

工作内容148

相关知识148

一、硬件组成148

二、主回路连接149

三、控制回路连接151

实践指导153

一、∑Ⅱ系列驱动器连接总图153

二、控制信号规格156

三、电机的连接156

任务3 掌握驱动器功能与参数157

能力目标157

工作内容158

相关知识158

一、驱动器结构与控制方式158

二、指令输入的形式160

三、位置测量系统的匹配161

四、其他功能与参数162

实践指导163

一、∑Ⅱ驱动器的基本参数163

二、参数的设定与计算164

任务4 交流伺服的应用与实践165

能力目标165

工作内容165

资讯＆计划166

实践指导166

一、操作单元说明166

二、驱动器试运行与快速调试169

三、驱动器的在线自动调整172

决策＆实施173

实践指导174

一、驱动器参数的设定174

二、点动与回参考点试运行176

三、速度控制快速调试178

四、位置控制快速调试179

五、驱动器在线自动调整180

检查＆评价181

实践指导181

一、用操作单元检查驱动器状态181

二、根据报警显示排除故障184

项目7 变频调速系统189

任务1 熟悉变频调速系统189

能力目标189

工作内容189

相关知识189

一、感应电机运行原理190

二、V/f变频控制原理192

三、变频器192

实践指导194

一、FR-700系列变频器简介194

二、FR-A700变频器性能195

任务2 掌握变频器连接技术196

能力目标196

工作内容196

相关知识197

一、硬件组成197

二、主回路连接198

三、控制回路连接199

实践指导202

一、FR-A700变频器连接总图202

二、信号规格205

任务3 掌握变频器功能与参数206

能力目标206

工作内容206

相关知识206

一、变频器的操作模式206

二、变频器运行与控制209

三、变频器的基本设定210

实践指导211

一、操作模式与运行方式选择211

二、模拟量输入选择与调整212

三、DI/DO功能定义214

四、电机参数的设定216

五、变频控制参数设定218

任务4 变频器的应用与实践222

能力目标222

工作内容222

资讯＆计划222

实践指导223

一、变频器的操作223

二、变频器的快速调试225

决策＆实施226

实践指导226

一、变频器连接与检查226

二、参数的初始化与设定227

三、参数保护228

检查＆评价228

实践指导229

一、变频器的状态检查229

二、报警显示230

三、故障诊断236

学习领域四 机械部件与气／液控制技术239

项目8 机械部件241

任务1 齿轮传动的结构、原理与实践241

能力目标241

工作内容241

资讯＆计划241

实践指导242

一、认识机械系统242

二、齿轮传动设计243

三、齿轮间隙消除247

决策＆实施250

实践指导250

检查＆评价252

任务2 熟悉滚珠丝杠螺母副253

能力目标253

工作内容253

相关知识253

一、认识滚珠丝杠螺母副253

二、轴向间隙的调整与预紧255

三、基本选型及防护257

任务3 导向支承部件的结构与原理259

能力目标259

工作内容259

相关知识259

一、直线滑动导轨认知260

二、直线滚动导轨使用261

三、支承的选用269

实践指导269

任务4 定位控制机构的结构与原理272

能力目标272

工作内容272

相关知识272

一、回转刀架原理分析272

二、刀库与机械手认识276

三、转塔刀架故障分析与维护278

项目9 液压与气动控制技术282

任务1 机械手液压系统分析282

能力目标282

工作内容282

相关知识283

一、工业机械手认识283

二、液压控制原理分析283

三、液压系统特点及推广287

实践指导288

一、液压系统安装288

二、液压系统调试290

任务2 电液伺服系统应用291

能力目标291

工作内容291

相关知识291

一、电液伺服机构认识291

二、喷漆机器人系统设计294

三、液压系统维护297

任务3 气动机械手控制系统分析298

能力目标298

工作内容298

相关知识298

一、气压传动常用元件及基本回路298

二、气动机械手的调试303

参考文献308