本書圍繞伺服運動控制技術，基于全國大學生“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽專用運動控制設備、典型電機運動控制教學實驗臺和機器人算法軟件，精心設計了若干運動控制項目，為讀者由淺入深地建立起運動控制系統(tǒng)的基本框架和應用模式。
本書內容突出工程能力與技能的培養(yǎng)，技術與應用并重，特別介紹了“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽軟硬件技術與設備實操。本書設計的項目結合了智能制造企業(yè)的需求和新工科專業(yè)課程大綱的要求，主要內容包括運動控制技術概述、機器人運動控制算法、基于S7-200?PLC的運動控制系統(tǒng)設計、基于西門子T-CPU及S120的運動控制系統(tǒng)設計以及基于MCCT實訓平臺的運動控制綜合實訓。
本書圖文并茂、案例豐富、注重實踐，可作為高等院校學生學習運動控制技術的教材，也可供相關工程技術人員進行參考。
運動控制技術作為電子技術、自動控制技術和計算機技術的綜合，在工業(yè)自動化和智能制造領域具有廣泛的應用，是現代工業(yè)控制的主要技術之一。目前，運動控制技術及相關軟硬件較以往均有了質的變化，出現了很多新型控制器、執(zhí)行器以及控制算法。為迎合國家“智能制造2025”和“工業(yè)4.0”的發(fā)展戰(zhàn)略，本書編者與智能制造領域國內知名企業(yè)深入合作，以較為流行的西門子公司產品為核心，系統(tǒng)地介紹了運動控制技術的理論及應用。
本書共5章。第1章介紹運動控制技術基本原理；第2章重點介紹機器人運動控制算法；第3章主要講解如何使用西門子S7-200 PLC來構建運動控制系統(tǒng)進行項目實踐；第4章簡略介紹SINAMICS T-CPU與S120的運動控制；第5章主要介紹運動控制綜合實訓平臺的使用方法，并給出15個基于西門子STEP 7、T-CPU的運動控制技術綜合實訓案例。
本書由杭州電子科技大學王萬強擔任主編，負責全書的規(guī)劃和統(tǒng)稿。第1章由安吉八塔機器人有限公司蔣衛(wèi)明編寫，第2章由安吉八塔機器人有限公司項道德編寫，第3章、第5章由王萬強編寫，第4章由北京化工大學張貝克編寫。
本書的編寫參考了大量相關的教材、專著、論文等資料，尤其是得到了安吉八塔機器人有限公司的鼎力支持，在此向有關的作者致以誠摯的謝意！特別感謝西安電子科技大學出版社和本書的編輯，沒有他們的付出，就沒有本書的成稿和出版。
由于編者水平有限，書中疏漏在所難免，敬請讀者批評指正。
歡迎廣大讀者與作者交流技術心得體會，作者郵箱地址：wwq@hdu.edu.cn。
第1章 運動控制技術 1
1.1 運動控制技術的定義 1
1.2 運動控制系統(tǒng)的組成結構 2
1.2.1 運動控制系統(tǒng)的基本構成 2
1.2.2 運動控制系統(tǒng)的典型構成 4
1.2.3 運動控制系統(tǒng)的反饋元件 9
1.2.4 運動控制系統(tǒng)的機械傳動機構 11
1.3 伺服控制 12
第2章 機器人運動控制算法 14
2.1 工業(yè)機器人的種類及組成 14
2.2 工業(yè)機器人運動學 16
2.2.1 機器人運動學正解 16
2.2.2 機器人運動學逆解 22
2.2.3 STL三維建模的關節(jié)機器人運動學正解與逆解 26
2.2.4 機器人運動編程控制一：示教器編程 33
2.2.5 機器人運動編程控制二：離線編程 35
2.2.6 插值與插補 37
2.2.7 機器人運動控制拓展 41
第3章 S7-200 PLC伺服運動控制 43
3.1 運動控制器與驅動器 43
3.2 西門子S7-200 PLC運動控制實驗裝置 43
3.3 案例1：自動輸送分揀線 45
3.3.1 西門子MM420變頻器使用說明 45
3.3.2 案例1總體說明 54
3.3.3 MM420變頻器參數設置 55
3.3.4 案例1的PLC程序設計 56
3.4 案例2：直線往復運動工作臺 57
3.4.1 步進電機運動控制 57
3.4.2 案例2總體說明 60
3.4.3 案例2的PLC程序設計 61
3.5 案例3：精確定位轉盤 68
3.5.1 伺服運動控制基本概念 68
3.5.2 伺服運動控制的系統(tǒng)配置 70
3.5.3 伺服驅動器 71
3.5.4 案例3總體說明 76
3.5.5 案例3的PLC程序設計 77
3.5.6 案例3的觸摸屏程序設計 83
3.6 案例4：工件傳送加工生產線 84
3.6.1 案例4總體說明 84
3.6.2 案例4的PLC程序設計 85
第4章 SINAMICS T-CPU與S120的運動控制 97
4.1 SINAMICS T-CPU功能說明 97
4.1.1 SINAMICS T-CPU概述 97
4.1.2 SINAMICS T-CPU的技術優(yōu)勢 98
4.1.3 SINAMICS T-CPU的主要技術特點 99
4.1.4 接口模塊IM174 101
4.2 SINAMICS S120功能說明 103
4.3 SINAMICS T-CPU與S120的基本案例 106
第5章 運動控制綜合實訓 144
5.1 實訓一 MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài) 145
5.2 實訓二 在線配置驅動器以及電機檢測 173
5.3 實訓三 利用外部開關控制電機啟停 185
5.4 實訓四 通過基本定位的點動功能進行速度位置控制 192
5.5 實訓五 通過基本定位實現回零 202
5.6 實訓六 通過基本定位的程序步實現電機的簡單邏輯控制 208
5.7 實訓七 轉矩控制 212
5.8 實訓八 工藝軸的添加測試 217
5.9 實訓九 基本工藝塊的使用 227
5.10 實訓十 圓盤同步 238
5.11 實訓十一 對象二直線同步 247
5.12 實訓十二 張力放大器的使用 257
5.13 實訓十三 編碼器的使用 265
5.14 實訓十四 對象三纏繞的速度閉環(huán) 284
5.15 實訓十五 PLC與S120報文通信方式控制電機 294
5.16 實訓十五 觸摸屏與S120直接通信控制電機 316
參考文獻 324
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