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出版者:化学工业出版社

作者:杨继昌

出品人:

页数:375

译者:

出版时间:2004-4-1

价格:28.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787502552695

丛书系列:

图书标签:

• 数控技术
• 数控基础
• 机械制造
• 工业自动化
• CNC
• 编程
• 机床
• 数控系统
• 制造工艺
• 现代制造

机械制造与自动化：工业变革的基石 图书名称： 机械制造与自动化 图书简介： 本书旨在全面、深入地阐述现代机械制造领域的核心概念、关键技术及其在自动化生产线中的集成应用。内容涵盖了从传统机械加工到先进增材制造的演进历程，重点聚焦于数字孪生、工业物联网（IIoT）以及智能决策系统在提升生产效率和产品质量中的决定性作用。全书结构严谨，逻辑清晰，旨在为工程技术人员、自动化工程师以及相关专业学生提供一个既有理论深度又具实践指导意义的知识体系。 第一部分：现代制造的理论基石与演进 本部分首先构建了现代机械制造的理论框架。我们探讨了材料科学基础在制造工艺选择中的决定性影响，从金属合金到先进复合材料的性能分析，为后续的成形与切削奠定基础。 1.1 材料科学在制造中的地位： 深入解析了材料的微观结构如何影响宏观力学性能，特别是应力、应变、疲劳和蠕变特性。详细介绍了热处理工艺（如淬火、回火、固溶处理）对材料性能的调控机制，这是确保零部件可靠性的关键步骤。同时，对非金属材料（如高分子材料和陶瓷）在特殊制造环境下的应用进行了专题讨论。 1.2 传统制造工艺的回顾与升级： 尽管本书侧重于自动化，但对基础的切削加工原理的精确把握至关重要。我们详细剖析了车削、铣削、钻削等基本工艺中的刀具几何、切削参数优化与表面完整性控制。着重分析了传统工艺在向高精度、高效率方向发展时所面临的挑战，如颤振抑制、刀具磨损预测等。此外，铸造和锻压工艺在大型结构件制造中的原理与缺陷控制方法也得到了系统的阐述。 1.3 表面工程与精密加工： 现代产品对表面质量的要求日益严苛。本章详细介绍了物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等先进薄膜技术，用于提高工件的耐磨性和抗腐蚀性。对超精密加工技术，如金刚石车削、磁流变抛光等进行了原理性介绍，展示了如何实现纳米级的表面粗糙度。 第二部分：数字化制造与核心技术集成 本部分是本书的核心，重点阐述了信息技术如何深度融合到制造流程中，实现柔性化、智能化生产。 2.1 计算机辅助制造（CAM）的高级应用： 我们超越了基础的路径生成，深入探讨了基于模型（Model-Based Definition, MBD）的制造流程。详细讲解了如何利用先进的仿真工具（如有限元分析FEA）来预测加工过程中的热效应、残余应力和变形，从而在虚拟环境中优化工艺参数，减少试错成本。强调了后处理器的开发与定制化在连接CAD/CAM系统与具体机床间的桥梁作用。 2.2 增材制造（AM）的技术范式转换： 增材制造（3D打印）正在颠覆传统供应链。本书系统梳理了主流的AM技术，包括选区激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）以及粘合剂喷射技术（Binder Jetting）。分析了AM在复杂结构设计（拓扑优化）中的优势，以及如何解决层间结合强度、尺寸精度和后处理等关键挑战。尤其关注了如何将AM技术集成到小批量、高复杂度零部件的快速制造体系中。 2.3 计量与质量控制的数字化转型： 制造的精度依赖于精确的测量。本章详细介绍了三坐标测量机（CMM）的误差补偿技术、激光跟踪仪的应用，以及非接触式测量方法，如结构光扫描和白光干涉测量。重点探讨了在线质量检测（In-Situ Monitoring）的重要性，如何通过传感器实时捕获加工过程数据，并利用统计过程控制（SPC）对数据进行分析，实现零缺陷生产。 第三部分：自动化系统的集成与智能控制 本部分聚焦于如何构建高效率、高可靠性的自动化生产线，这是实现工业4.0愿景的关键。 3.1 工业机器人与人机协作系统： 详细分析了工业机器人在装配、焊接、喷涂等任务中的运动学和动力学控制。着重介绍了六轴及以上高自由度机器人的离线编程与仿真。更进一步，本书深入探讨了协作机器人（Cobots）的安全标准、力控技术以及如何通过视觉系统实现对非结构化环境的适应性操作，推动人机协同工作模式的普及。 3.2 自动化生产线的系统集成与调度： 自动化生产线的效率取决于各子系统的协同工作能力。本章讲解了制造执行系统（MES）在车间资源调度、物料流跟踪和生产可视化中的核心功能。探讨了先进的生产调度算法（如遗传算法、粒子群优化）在应对突发事件（如设备故障、订单变更）时的鲁棒性设计。 3.3 工业网络、数据采集与数字孪生： 工业物联网（IIoT）是实现数据驱动决策的基础。本书详细介绍了OPC UA、MQTT等工业通信协议。核心章节聚焦于数字孪生（Digital Twin）的构建，如何通过实时数据流驱动虚拟模型，实现对物理资产的预测性维护、工艺流程的预演和优化。分析了边缘计算在减少数据延迟、保障关键控制回路实时性方面的作用。 第四部分：面向未来的制造范式 本部分展望了下一代制造技术的发展趋势，强调可持续性和韧性。 4.1 柔性化与个性化制造： 随着市场对小批量、多品种产品的需求增加，模块化生产单元（Manufacturing Cells）的设计成为关键。探讨了如何利用可重构制造系统（RMS）实现快速的产品切换和工艺调整，以适应快速变化的市场需求。 4.2 可持续制造与能效管理： 深入讨论了如何通过工艺优化（如使用更低能耗的切削液、优化热处理时间）和设备状态监测来降低能耗。分析了生命周期评估（LCA）在指导绿色产品设计中的应用，强调循环经济原则在材料选择和废弃物处理中的融入。 4.3 预测性维护（PdM）的实施： 基于传感器数据和机器学习模型，本书详细介绍了如何从传统的定期维护转向基于状态的预测性维护。重点讲解了振动分析、声学发射监测在早期故障识别中的算法应用，从而最大化设备正常运行时间，降低意外停机带来的损失。 本书的最终目标是培养读者从宏观的生产系统规划到微观的工艺参数控制，具备全面的现代制造系统设计、实施和优化能力。通过大量的案例分析和图表解析，确保读者能够将理论知识有效地转化为实际工程能力。

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**评价三** 这本书的纸张质量倒是出乎意料的好，拿在手里很有分量，印刷清晰，这一点值得称赞。不过，内容方面，我主要关注的是现代数控机床中的网络化和智能化趋势，比如如何集成到MES系统，以及利用传感器进行实时监控和自适应控制。翻阅此书，我发现它的核心内容似乎停留在上一个时代的技术范畴。关于数据采集、云计算在数控中的应用，或者更先进的五轴联动、曲面加工的优化算法，书中几乎没有涉及，或者只是在最后几页做了非常简略的点到为止的提及。这就好比你买了一辆最新的跑车，结果说明书只教你如何发动汽油引擎，却忽略了电子燃油喷射和自动驾驶辅助系统。因此，对于希望了解当代智能制造前沿技术的读者而言，这本书的深度和广度都显得有所欠缺，更像是一份坚实的、但略显陈旧的“基础知识复习资料”。

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**评价一** 这本书的封面设计着实吸引人，那种深邃的蓝色配上银灰色的字体，一下子就给人一种严谨、专业的印象。我原本是想找一本能快速入门的编程基础教材，结果翻开这本书，发现它更侧重于底层逻辑的剖析和硬件层面的介绍。开篇对于数字控制系统的发展史和基本组成部分的讲解，详实得有些让人措手不及，几乎每页都有复杂的电路图和流程图，对于初学者来说，理解起来需要反复揣摩。比如它对伺服电机和步进电机的原理描述，没有采用那种简化的比喻，而是直接深入到电流、磁场和反馈控制的数学模型中，我感觉这更像是给已经有一定电气工程背景的人准备的进阶读物。虽然内容深度足够，但阅读体验上，总觉得缺少一些生动的案例或者实际操作的指导，读完后依然感觉对实际操作层面的“如何上手”感到迷茫。整本书的编排逻辑像是教科书，而非一本实用的“工具书”，更像是在构建一个宏大的理论框架，而不是教你具体如何快速解决一个实际的加工问题。

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**评价四** 这本书的章节安排逻辑性很强，从基础概念到系统组成，再到核心算法，层层递进，结构清晰，这一点是毋庸置疑的。然而，作为一名专注于CNC编程的从业者，我最需要的是大量关于不同加工工艺（如铣削、车削、磨削）下，如何优化刀具路径、如何处理圆角和斜面时产生的精度问题。这本书在工艺参数的探讨上显得过于笼统，没有给出针对性的指导。比如，当涉及到复杂曲面插补时，书里详细阐述了Bresenham算法的原理，但对于实际加工中因机床刚度不足导致的振刀现象，以及如何通过调整进给率来抑制振动，这些工程经验性的内容却付之阙如。我感觉这本书的作者是一位卓越的理论家，他构建了一个完美的数学模型，但却不太了解车间地面上实际机床的脾气和毛病。它缺乏那种“过来人”的经验总结和实战技巧分享，读起来就像在看一份严谨的学术论文集。

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**评价五** 我购买这本书的初衷是想深入理解数控机床的运动控制系统，特别是关于误差补偿和精度保证的内部机制。我期望看到详尽的螺距误差补偿、反向间隙补偿的具体实施流程和代码结构。然而，书中对这些关键的“精度杀手”的分析，大多停留在概念层面。比如，它提到了误差补偿的重要性，但对于如何通过软件或硬件手段量化和校准这些误差，并没有提供任何具体的步骤或表格示例。书中对PLC编程逻辑的描述也显得比较抽象，没有给出任何实际的梯形图或指令列表作为参考。因此，如果目标读者是需要直接修改或诊断机床控制系统内部逻辑的工程师，这本书提供的知识点很难直接落地应用。它更像是一部关于“控制系统应该是什么样子”的理想化蓝图，而不是一本关于“如何让现有系统更好工作”的操作手册，对于需要解决实际精度问题的技术人员来说，帮助有限。

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**评价二** 最近在整理我的工具书架，发现这本《数控技术基础》被我放在了一个很显眼的位置，但坦白说，它在我手上的利用率并不高。我期待的是一本能告诉我G代码和M代码具体如何影响刀具路径的书籍，最好能配上大量的实际操作截图和常见错误分析。然而，这本书几乎从头到尾都在讨论控制系统本身的架构、坐标系的建立以及运动学反解的数学推导。书里对插补算法的讲解部分，简直是一场微积分的复习课，各种参数和公式堆砌在一起，让人感觉在啃一本高深的数学专著。我尝试着对照书中的理论去分析我工作台上那台老旧的数控机床的参数设置，结果发现书里的描述和实际机床的用户手册之间存在相当大的鸿沟。它似乎更偏向于理论的严谨性，而非工程实践中的灵活变通。对于那些想快速掌握编程和操作技巧的工程师来说，这本书可能显得过于“学院派”了，实用价值的体现需要读者具备很高的理论转化能力。

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