本书是在作者总结大学中机械系统计算机控制课程多年的教学和科研经验，并收集了20世纪90年代以来这一领域大量的最新发展资料，以及参考有关这一方面最新书籍的基础上编写的。系统地讲述了机械系统实现计算机控制的基本原理、基本组成、系统设计和实现方法；并介绍了现代制造系统的特点、系统结构和实现多台CNC设备连线控制的控制网络结构和监控、管理技术，以及数控加工技术和工业机器人等内容，力求反映机械系统计算机控制技术发展的最新成果。

本书系统地讲述了机械系统实现计算机控制的基本原理、基本组成、系统设计和实现方法；并介绍了现代制造系统的特点、系统结构和实现多台CNC设备连线控制的控制网络结构和监控、管理技术，以及数控加工技术和工业机器人等内容，力求反映机械系统计算机控制技术发展的最新成果。本书可作为高等院校机械类研究生或本科生学习机械系统计算机控制基础知识的教材，也可供从事机电一体化技术工作的企业工程技术人员参考。

本书配有工业控制机原理及应用的课件光盘一张。

第1章 概论

 1.1 机电一体化的概念和发展概况

 1.2 机电一体化的机械系统的组成

 1.3 机电一体化的机械系统的评价

 1.4 机械加工自动化的发展

第2章 工业控制计算机

 2.1 概述

2.1.1 工业现场计算机控制的特点和要求

2.1.2 工业控制计算机的组成及工作原理

2.1.3 工业控制计算机的总线结构

2.1.4 工业控制计算机种类及其发展

 2.2 工业PC

2.2.1 工业PC的发展

2.2.2 工业PC的特点

2.2.3 工业PC产品系列

2.2.4 工业控制组态软件

2.2.5 新一代嵌入式工业控制计算机——PC／104工业PC

 2.3 可编程序控制器(PLC)

2.3.1 可编程序控制器概述及工作原理

2.3.2 OMRON C200H可编程序控制器

2.3.3 OMRON CQM1可编程序控制器

 2.4 单片机

2.4.1 单片机概述

2.4.2 MCS-51单片机

2.4.3 单片机系统扩展及应用

2.4.4 单片机开发系统简介

第3章 机械参数检测与接口电路

 3.1 概述

 3.2 传感器定义及分类

 3.3 常用的传感器

3.3.1 机械式传感器

3.3.2 电阻式传感器

3.3.3 电感式传感器

3.3.4 压电式传感器

3.3.5 磁电式传感器

3.3.6 半导体敏感元件

3.3.7 其他类型检测技术

 3.4 现代传感器——集成传感器与智能传感器

 3.5 对传感器的要求

 3.6 机械参数检测

3.6.1 位移的测量

3.6.2 速度的测量

3.6.3 力和压力的测量

3.6.4 流量的测量

3.6.5 温度的测量

3.6.6 开关型信号及其检测

 3.7 检测传感器与计算机的接口技术

3.7.1 开关量接口电路

3.7.2 数字量接口电路

3.7.3 模拟量输入输出接口电路

第4章 驱动元件及其计算机控制

 4.1 步进电机和驱动电源

4.1.1 步进电机的结构和工作原理

4.1.2 步进电机的基本特性

4.1.3 步进电机驱动电源

4.1.4 步进电机的计算机控制

4.1.5 步进电机的选择

 4.2 直流伺服电机及其控制

4.2.1 伺服系统的要求

4.2.2 直流伺服电机结构和速度控制原理

4.2.3 直流伺服电机的基本特性

4.2.4 直流伺服电机的种类和主要技术参数

4.2.5 直流伺服电机的速度控制

4.2.6 直流电机位置伺服控制系统

 4.3 交流伺服电机及其控制

4.3.1 交流伺服控制的发展

4.3.2 交流伺服电机的结构和工作原理

4.3.3 感应式电机的速度控制

4.3.4 感应式电机的矢量控制

4.3.5 逆变器

 4.4 液压、气动阀及其控制

4.4.1 液压系统的基本原理和液压阀的分类

4.4.2 开关型电动液压阀

4.4.3 模拟量型电动液压阀

4.4.4 液压阀的计算机控制

第5章 机械系统计算机控制的设计

 5.1 计算机控制系统的组成

5.1.1 计算机控制系统的组成

5.1.2 计算机控制系统的基本要求

 5.2 计算机控制系统的设计步骤

 5.3 控制系统硬件设计

5.3.1 硬件设计

5.3.2 设计举例

 5.4 控制系统软件设计

5.4.1 软件设计

5.4.2 设计举例

 5.5 控制系统抗干扰设计

 5.6 控制系统的故障检测和处理

第6章 计算机数控加工技术

 6.1 机械系统的控制方式

 6.2 数控制造系统的分类

 6.3 数控机床的结构

 6.4 计算机数控(CNC)系统

6.4.1 概述

6.4.2 CNC装置的硬件结构

6.4.3 CNC系统软件

6.4.4 CNC装置的插补算法

6.4.5 CNC装置的工作过程

6.4.6 CNC装置的功能

 6.5 数控加工的程序编制

6.5.1 CNC机床的坐标系和参考点

6.5.2 数控编程的工艺处理

6.5.3 手工编程

6.5.4 图形交互自动编程

第7章 工业机器人

 7.1 概述

7.1.1 工业机器人定义

7.1.2 工业机器人的种类

7.1.3 工业机器人的系统组成及工作过程

 7.2 工业机器人的机械结构

 7.3 工业机器人的驱动系统及控制系统

7.3.1 驱动系统

7.3.2 控制系统

 7.4 工业机器人实例

7.4.1 Mr. AROS弧焊机器人

7.4.2 FANUC工业机器人

第8章 多台CNC设备连线控制与管理

 8.1 多台CNC设备组成生产线的控制网络结构

8.1.1 制造自动化系统的局域网结构

8.1.2 CNC设备之间的网络通信方式

8.1.3 CAN现场总线

 8.2 多台CNC设备组成生产线的控制和管理

8.2.1 生产线加工过程的协调控制

8.2.2 生产线加工过程的调度和控制

8.2.3 生产线加工过程的监控和故障诊断

8.2.4 制造系统数据库

8.2.5 柔性制造系统控制实例

 8.3 计算机集成制造系统

8.3.1 计算机集成制造(CIM)的概念

8.3.2 计算机集成制造系统的组成结构

8.3.3 计算机集成制造系统的信息管理

8.3.4 CIMS网络系统和数据库

 8.4 虚拟制造系统

8.4.1 虚拟制造产生的背景

8.4.2 虚拟制造的概念及内涵

8.4.3 虚拟制造的分类

8.4.4 虚拟制造的体系结构

8.4.5 虚拟制造的应用实例

 8.5 现代制造系统的特点和体系结构

8.5.1 现代制造系统的特点

8.5.2 现代制造系统的体系结构

附录1 C200H PLC指令系统一览表

附录2 C200H PLC指令执行时间

附录3 MCS-51系列单片机的指令表

参考文献