前言

“经济全球化趋势进一步发展,科技进步日新月异,知识经济初见端倪,综合国力竞争日趋激烈,世界经济处在深刻的调整之中,这种形势带来了新的挑战,也带来了新的发展机遇。”作为现代国民经济发展和综合国力重要支柱的制造业正不断面临着新问题、挑战和发展机遇,对制造业注入新学科、新理论、新技术、新思想,以使其具有灵捷的响应和适应市场快速变化的应变能力已刻不容缓。

作为制造装备、制造系统中重要的基础技术,机电一体化技术正是借助于现代系统工程、电力电子、微电子、传感检测、接口、自动控制、计算机、信息、光学等科学技术的迅猛发展及其在机械制造领域中的广泛应用、交叉融合和衍生而产生的一种新思想、新方法和新型综合技术,也因此被赋予新的内涵、内容和外延,在远比过去更广泛的领域中得到了良好的应用,取得了极其巨大的经济和社会效益,使工业生产由“机械电气化”迈入了“(光)机电一体化”为特征的发展阶段。

为了使学生掌握机电一体化的基本概念、基础理论知识和应用能力,了解机电一体化技术的最新发展,多位编者在各自教学和研究的基础上共同编写,完成了本书。本书共分为6章。第1章介绍机电一体化的基本概念、内涵与发展,阐释机电一体化系统的组成、目的、功能及相关技术;第2章以机电一体化系统中的机械传动部件和机械支撑部件为对象,具体介绍典型的传动部件、旋转和导向支撑部件等的总体布局、机构选型、结构设计等基本问题;第3章在阐释传感器基本概念、组成和分类方法的基础上,介绍机电一体化系统中常用的各类传感器的基本原理、主要性能指标和特点,机电一体化系统对传感器主要性能的要求,以及选用的步骤、原则与方法;第4章结合最新产品发展和工程应用,介绍以电动机为代表的电动执行部件和以液压缸、气缸为代表的机械、液压和气动执行部件的结构原理、应用场合及使用要点;第5章介绍机电一体化控制系统中常用的PLC、单片机、工业控制计算机、开放式运动控制器的特点、分类、性能指标、发展趋势,以及选择与应用的思路、方法;第6章以机器人技术、机械滚齿机数控改造和立体化车库为典型实例,介绍机电一体化技术的典型应用及其工作原理、设计方法和设计思路。

为使学生学习和掌握机电一体化的思想、基础理论知识、基本方法、典型部件与技术及实际应用能力,本书围绕机电一体化的系统体系组织全书内容,以实际工程应用背景引入每一章节,在介绍和阐释相关内容的同时,对一些重点内容进行小结和点评,并配以实际的应用案例进行分析、讨论。本书的内容全面,体系新颖,启迪性强,注重工程上的实际应用,同时注重介绍机电一体化的理念和科学方法,培养学生的科学思维和技术创新能力。因此,本书可作为本科院校机械工程相关专业“机电一体化导论”、“机电一体化技术应用”、“机电一体化技术与系统设计”等课程的教学用书,也适合研究生、专科学生、教师和从事机电一体化设计制造的工程技术人员阅读参考。本书的配套教学资源包括电子课件和书中所有插图,采用本书授课的教师通过yuy@phei.com.cn可免费获取。

本书由杜建铭教授担任主编,程涛副教授、石红雁副教授、曾劲松讲师担任副主编。本书的具体编写分工是:杜建铭编写第1、3章和第6章的3.2节,石红雁编写第2、4章,曾劲松编写第5章,程涛编写前言和第6章的3.1节和3.3节。本书在编写过程中得到了深圳市模具先进制造技术重点实验室、深圳大学机械基础实验教学示范中心和电子工业出版社的大力支持和帮助,在此谨向有关老师和同志表示衷心的感谢。在本书的编写中,参考、借鉴了一些相关的国内外教材、专著、论文、资料和文献,对此特向各位作者表示真诚的敬意和感谢。深圳大学的李积彬教授、王华权教授和郑三元副教授对本书的编写提出了许多宝贵的意见,在此也一同致以诚挚的谢意!

限于编者的知识、能力,书中难免有错误和不妥之处,恳请广大师生与读者批评指正、不吝赐教。

编者