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第1章　自动化综述1

1.1　自动控制与自动化的概念1

1.1.1　自动化的定义1

1.1.2　自动化的一些相关术语2

1.2　自动化发展简史3

1.2.1 自动化技术的形成及应用3

1.2.2　局部自动化4

1.2.3　综合自动化5

1.3 自动化学科技术的发展趋势7

1.3.1　信息网络环境下的自动化理论7

1.3.2　智能自动化技术7

1.3.3　微机电系统及传感技术7

1.3.4　绿色自动化技术8

思考与练习8

第2章　自动化生产设备概论9

2.1　生产过程自动化的内容9

2.1.1　加工作业自动化10

2.1.2　物流自动化10

2.1.3　信息流自动化11

2.1.4　管理自动化11

2.2　机电一体化概念11

2.2.1　机电一体化的来历11

2.2.2　机电一体化的概念12

2.2.3　构成机电一体化的学科和技术13

2.3　机电一体化的组成13

2.3.1　机械主体14

2.3.2　传动系统14

2.3.3　检测装置14

2.3.4　执行机构15

2.3.5　控制系统15

2.4　机电一体化设备的特点16

思考与练习17

第3章　常见自动化传动装置19

3.1　机械传动的类型、特点及应用19

3.1.1　机械传动的类型19

3.1.2　常用传动的特点及应用20

3.2　滚动螺旋传动机构20

3.2.1　滚动螺旋传动的原理与特点21

3.2.2　滚珠丝杠副的基本参数与分类22

3.2.3　滚珠丝杠副的构造与分类24

3.2.4　滚珠丝杠副的公称直径与导程28

3.2.5　滚珠丝杠副丝杠轴端形式尺寸28

3.2.6　滚珠丝杠副的精度、长度及制造范围29

3.2.7　润滑与防尘31

3.2.8　防逆转措施32

3.3　同步带传动32

3.3.1　概述32

3.3.2　带传动的特点33

3.3.3　同步齿形带传动34

3.4　行星齿轮传动38

3.4.1　概述38

3.4.2　行星齿轮机构的分类39

3.4.3　行星齿轮传动比计算41

3.4.4　行星齿轮的结构42

3.5　谐波齿轮传动43

3.5.1　谐波齿轮传动的组成及其工作原理43

3.5.2　谐波齿轮传动的类型及传动比计算45

思考与练习47

第4章　供料自动化装置50

4.1　供料器概述50

4.1.1　供料器的组成50

4.1.2　供料器的分类51

4.2　单件及板片料供料机构51

4.2.1　单件物品（件料）形态分析及定向方法51

4.2.2　件料供料机构的组成54

4.2.3　料仓式供料机构55

4.2.4　料斗式供料机构68

4.3　卷料供料装置74

4.3.1　卷料的支承张紧装置74

4.3.2　卷料校直装置75

4.3.3　卷料送料装置76

4.4　板料供料装置80

4.4.1　摩擦滚轮式供料装置80

4.4.2　推板式供料装置80

4.4.3　真空吸料式供料装置81

4.4.4　胶粘取料装置82

思考与练习82

第5章　电磁振动供料装置84

5.1　振动供料装置的构造和基本功能84

5.1.1　直线料槽式振动供料装置84

5.1.2　圆料斗式振动供料装置87

5.2　电磁振动供料装置工作原理88

5.3　电磁振动供料装置主要参数与设计计算90

5.3.1　主要参数90

5.3.2　基本参数的设计计算90

5.3.3　振动料斗的结构设计92

5.3.4　电磁振动料斗的设计参考技术数据98

5.4　电磁振动供料装置的安装与调试98

5.4.1　通电前对加工安装质量的检查98

5.4.2　通电后对料斗工作点的调试98

思考与练习99

第6章　定量与传输装置100

6.1　定量装置100

6.1.1　松散态粉粒物料的定容定量装置100

6.1.2　粉粒物料的称重定量装置105

6.1.3　定形物料的计数定量装置110

6.1.4　液体物料的计数定量装置114

6.2　传送装置117

6.2.1　直线—连续传送装置117

6.2.2　回转—连续传送装置119

6.2.3　回转—间歇传送装置120

6.2.4　直线—间歇传送装置122

6.3　定位机构123

6.3.1 回转—间歇传送装置定位原理与定位机构124

6.3.2　自动装配系统中的随行夹具定位126

6.4　分路器与合路器127

6.4.1　工件的自动分配装置127

6.4.2　工件的自动汇总装置129

思考与练习129

第7章　装配自动化131

7.1　装配技术基础131

7.1.1　装配的含义与内容131

7.1.2　装配方式132

7.1.3　连接方法133

7.2　装配机械的组成136

7.2.1　装配设备的分类136

7.2.2　装配设备的组成137

7.3　单工位装配机140

7.4　时间同步多工位装配机142

7.4.1 圆形回转台式多工位装配机142

7.4.2　鼓形多工位装配机145

7.4.3　环台式多工位装配机145

7.4.4　纵向节拍式多工位装配机146

思考与练习151

第8章　工业机器人及机械手154

8.1　概述154

8.1.1　机器人与机械手的定义154

8.1.2　机器人与机械手的发展方向与特点155

8.2　装配机器人的分类与结构形式155

8.2.1　装配机器人的分类与特征155

8.2.2　装配机器人的组成157

8.2.3　装配机器人的周边设备159

8.2.4　装配机器人的自由度与工作空间160

8.3　机器人语言163

8.3.1　机器人编程语言及功能163

8.3.2　机器人编程语言的结构166

8.3.3　VAL语言简述168

8.4　三菱机器人在线编程操作170

8.4.1　控制器与示教盒的使用170

8.4.2　机器人操作位置的示教180

8.4.3　维修和检查183

8.5　气动机械手185

8.5.1　组成及结构形式185

8.5.2　气动手指187

8.5.3　简易机械手的电气设计190

思考与练习194

第9章　电气执行装置与控制系统195

9.1　步进电动机195

9.1.1　步进电动机的特点195

9.1.2　步进电动机的分类、结构与工作原理196

9.1.3　步进电动机的工作方式201

9.1.4　步进电动机的特性205

9.1.5　步进电动机的振荡、失步及解决方法208

9.1.6　步进电动机的驱动209

9.2　直线电动机213

9.2.1　概述213

9.2.2　直线电动机的基本结构与工作原理214

9.2.3　直线电动机的分类219

9.2.4　直线感应电动机的结构与特性220

9.2.5　直线感应电动机的技术数据223

9.2.6　直线感应电动机的应用225

9.3　伺服电动机227

9.3.1　交流伺服电动机的种类228

9.3.2　交流伺服电动机的工作原理229

9.3.3　交流伺服电动机的驱动231

9.4　螺线管与电磁阀232

9.4.1　螺线管的工作原理与特性232

9.4.2　螺线管的驱动电路举例233

9.4.3 电磁阀的结构与特点234

9.4.4　电磁阀的控制方式234

9.4.5　常用电磁阀235

9.4.6　电磁阀的特性236

9.4.7　电磁阀的接线方式237

9.4.8　电磁阀的串行传送技术238

9.4.9　指示灯和冲击电压保护电路239

9.5　可编程序控制器240

9.5.1　可编程序控制器概述240

9.5.2　PLC工作原理及结构特点241

9.5.3　气动机械手的PLC控制系统设计245

思考与练习247

第10章　传感器249

10.1　传感器概论249

10.1.1　传感器的分类249

10.1.2　传感器的基本性能参数250

10.1.3　传感器的一次与二次变换252

10.2　接近开关253

10.2.1　接近开关的分类与特点253

10.2.2　电感式接近开关254

10.2.3　电容式接近开关260

10.2.4　舌簧磁性开关262

10.2.5　无触点式磁性开关266

10.3　光电开关与光电断路器269

10.3.1　光电开关269

10.3.2　光电断路器273

10.4　CCD图像传感器275

10.4.1　概述275

10.4.2　CCD的工作原理276

10.4.3　CCD的主要特性279

10.4.4　基于CCD的视觉系统280

10.5　轴转角数字编码器283

10.5.1　绝对式编码器283

10.5.2　增量式编码器284

10.6　光栅电子尺285

10.6.1　结构原理285

10.6.2　光栅的信号输出286

10.7　感应同步器287

10.7.1　分类及特点287

10.7.2　感应同步器的几种用法288

10.7.3　感应同步器的误差及技术指标289

思考与练习290

第11章　自动化生产模块化教学系统293

11.1　迈提升（MTS—AP1）系统简介293

11.1.1　迈提升（MTS—AP1）系统组成293

11.1.2　迈提升（MTS—AP1）系统的模拟加工过程294

11.1.3　迈提升（MTS—AP1）系统工作方式296

11.1.4　迈提升（MTS—AP1）系统培训功能296

11.2　供料站（第1站）297

11.2.1　供料站的功能与工作过程297

11.2.2　供料站的气动、机械结构298

11.2.3　供料站的电气控制与PLC编程306

11.3　输送与检测站（第2站）311

11.3.1　输送与检测站的功能与工作过程311

11.3.2　第2站各单元机械结构313

11.3.3　第2站电气原理315

11.3.4　第2站的PLC控制程序316

11.4　加工与部装站（第3站）319

11.4.1　加工与部装站的功能与工作过程319

11.4.2　第3站各单元机械结构319

11.4.3　第3站电气结构322

11.5　总装站（第4站）323

11.5.1　总装站的功能与工作过程323

11.5.2　第4站各单元的机械结构324

11.5.3　第4站的电气结构326

11.6　仓储站（第5站）328

11.6.1　仓储站的功能与工作过程328

11.6.2　第5站各单元的机械结构330

11.6.3　第5站的电气结构331

11.7　出仓站（第6站）332

11.7.1 出仓站的功能与工作过程332

11.7.2　出仓站的机械结构334

11.7.3　出仓站的电气结构336

第12章　自动化设备工程训练338

12.1　局部工程训练338

12.2　工程项目训练340

参考文献358