数控机床应用基础

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出版者:山东大学出版社
作者:杨琳
出品人:
页数:184
译者:
出版时间:2004-8
价格:21.80元
装帧:
isbn号码:9787560728513
丛书系列:
图书标签:
  • 数控机床
  • 数控技术
  • 机械制造
  • 工业技术
  • 基础知识
  • 机床操作
  • 编程基础
  • 数控系统
  • 金属切削
  • 制造工艺
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具体描述

智能制造时代下的前沿技术探索:新一代工业机器人与自动化系统集成实践 图书名称: 智能制造时代下的前沿技术探索:新一代工业机器人与自动化系统集成实践 ISBN (虚拟): 978-7-5088-XXX-X 定价 (虚拟): 128.00 元 --- 内容概要与定位 本书并非专注于传统的数控机床操作与基础编程,而是将视角聚焦于工业4.0和智能制造浪潮下的核心驱动力——新一代工业机器人技术、先进传感器的应用,以及复杂自动化生产线的系统集成。它旨在为工程技术人员、自动化专业学生以及致力于产业升级的企业管理者提供一套前瞻性、实践导向的技术框架和实施指南。 本书深度挖掘了如何将高性能机器人(如协作机器人、六轴以上高精度机器人)无缝集成到柔性制造单元中,尤其关注机器视觉引导下的复杂装配、人机协作的安全规范与编程策略,以及基于工业物联网(IIoT)的数据采集与远程诊断。 --- 详细章节与核心内容 第一部分:新一代工业机器人技术深度解析 (约 350 字) 本部分摒弃了对传统串联/并联结构的基本介绍,转而深入探讨当代机器人技术的核心创新点和性能瓶颈的突破。 1.1 协作机器人(Cobot)的动力学与安全冗余设计: 详细分析了力/力矩传感器的集成方式、碰撞检测算法的实时性要求,以及如何通过软件配置实现ISO 10218-1和ISO/TS 15066中规定的安全等级验证。讨论了在非隔离工作空间中,如何优化轨迹规划以最小化潜在冲击能量。 1.2 高速精密运动控制与伺服系统优化: 探讨了先进的变频器技术在提高机器人动态响应速度中的作用。重点阐述了前馈控制、模型参考自适应控制(MRAC)等高级控制策略如何应用于消除机器人末端负载变化带来的位置误差和振动抑制。 1.3 模块化机器人系统架构与可重构制造: 介绍了如何设计具有高度可插拔性的机器人单元,使生产线能够快速响应小批量、多品种的订单需求。包括对移动机器人(AMR)在工厂内部物流调度中的应用案例分析。 --- 第二部分:机器视觉与传感融合在柔性制造中的应用 (约 400 字) 本部分着重于赋予机器人“感知”能力,实现从预编程到环境感知型操作的飞跃。 2.1 3D 视觉引导下的随机抓取与定位(Bin Picking): 详细介绍了结构光、激光雷达和飞行时间(ToF)相机在三维重建中的技术原理差异。提供了基于点云数据处理(如PCL库)的物体位姿估计流程,以及如何将计算结果实时转换为机器人关节空间指令的转换矩阵推导过程。 2.2 表面缺陷检测与质量追溯系统: 涵盖了高分辨率线阵相机在高速流水线上的应用,以及如何结合深度学习(CNNs)模型进行亚毫米级的表面缺陷分类与定位。强调了数据标签化和模型迭代优化在保证检测率和误判率之间的平衡。 2.3 力反馈与触觉传感在精细装配中的集成: 阐述了六维力/力矩传感器如何提供关于零件接触、过盈配合的即时反馈。通过实际案例演示了力矩控制模式(Torque Control Mode)在插入、拧紧等工艺中的应用,确保装配过程中的应力受控。 --- 第三部分:复杂自动化系统的集成与软件架构 (约 450 字) 本部分聚焦于如何将分散的设备资源整合成一个高效、可管理的自动化系统,这是实现“智能工厂”的关键。 3.1 跨平台通信协议与工业物联网(IIoT)接入: 对比分析了OPC UA、MQTT和TSN(时间敏感网络)在实时数据传输中的优劣。重点讲解了如何构建一个OPC UA服务器,以标准化方式向MES/ERP系统暴露设备状态、报警信息和生产节拍数据。 3.2 自动化生产线的仿真、调试与数字孪生技术: 详细介绍了使用专业仿真软件(如Process Simulate或RoboGuide)进行虚拟调试的流程。探讨了数字孪生(Digital Twin)的概念,如何利用实时数据驱动的虚拟模型进行预测性维护和工艺参数优化,避免对实际产线的干扰。 3.3 集中式与分布式控制架构的选择与实践: 讨论了PLC、PAC(可编程自动化控制器)和工控PC在不同层次自动化任务中的职责划分。深入分析了基于EtherCAT或PROFINET的分布式I/O和安全总线部署策略,以优化系统响应时间和布线复杂性。 --- 第四部分:面向未来的智能制造实践与挑战 (约 300 字) 本部分着眼于前沿研究方向和行业面临的实际挑战,为读者的持续学习和职业发展指明方向。 4.1 边缘计算在实时决策中的作用: 探讨了将部分复杂的视觉处理或AI推理模型部署到靠近设备侧的边缘计算单元中的必要性,以解决云端传输延迟导致的实时性问题。设计了边缘节点的数据预处理与安全隔离方案。 4.2 柔性制造系统的调度与优化算法: 介绍了基于强化学习(RL)或启发式算法(如遗传算法)来解决多机器人环境下作业排序和资源冲突的优化问题,以最大化系统吞吐量并最小化空闲时间。 4.3 网络安全在工业控制系统(ICS)中的重要性: 强调了自动化系统接入网络后面临的潜在威胁,并提供了基于“零信任”模型的ICS网络分段、防火墙策略配置和固件安全更新的实践指导。 --- 本书的独到之处 本书避免了对数控编程语言(如G代码、M代码)的冗余讲解,而是完全专注于现代自动化系统中的“大脑”和“神经系统”的构建。它侧重于系统级的集成思维、前沿算法的应用落地,以及对工业数据流的标准化处理,是连接传统机电知识与未来智能工厂愿景的重要桥梁。全书结构紧凑,理论与实践紧密结合,配有大量真实工业场景的架构图和数据流示意图。

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读后感

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用户评价

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作为一个对机械工程充满热情的学生,我一直想深入了解数控机床的工作原理。这本书就是我寻找的宝藏。它非常系统地介绍了数控机床的各个组成部分,从机床主体结构到传动系统,再到控制系统,每一个部分都讲解得非常详细。我特别喜欢书中关于“伺服系统”的介绍,它解释了如何通过闭环控制,实现机床的高精度运动。书中还详细讲解了“数控编程”的语言,包括G代码和M代码的含义和用法,以及如何编写复杂的加工程序。我记得书中举了一个关于“三轴联动加工”的实例,从零件图纸到最终的加工程序,每一步都讲解得非常清晰,让我受益匪浅。而且,书中还介绍了一些“先进的数控加工技术”,比如“虚拟制造”和“仿真技术”,这些都让我对未来制造业的发展充满了期待。这本书不仅仅是枯燥的理论知识,它还穿插了许多实际的案例分析和操作指导,让我在学习理论的同时,也能对实际操作有一个初步的了解。我经常会在寝室里拿着这本书,一边看一边在脑海里模拟操作过程,感觉自己仿佛置身于生产一线。

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对于我这个非技术背景出身的人来说,要理解数控机床这类精密设备,确实需要一本能够“接地气”的书籍。《数控机床应用基础》恰恰做到了这一点。它没有回避技术中的专业术语,但同时又用通俗易懂的语言进行解释,并且大量运用实际的图示和案例来辅助说明。我尤其欣赏书中关于“安全操作规程”的讲解,它强调了在操作数控机床时需要注意的各个方面的安全事项,比如防护罩的使用、紧急停止按钮的位置等等,这对于保护操作人员的生命安全至关重要。此外,书中还介绍了“加工参数的选择与优化”,比如如何根据不同的加工材料和刀具类型,选择合适的切削参数,以达到最佳的加工效果。我记得书中举了一个关于“铝合金零件的铣削”的实例,它详细介绍了针对铝合金材料的切削特点,以及相应的加工参数设置,这让我学到了很多实用的技巧。这本书不仅仅是教授技能,更重要的是培养了我的安全意识和工匠精神。

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这本书的优点在于,它能够将非常抽象和复杂的数控概念,用相对容易理解的方式呈现出来。例如,在讲解“坐标转换”时,作者并没有仅仅给出数学公式,而是通过生动的图示和实际的加工场景,帮助读者理解不同坐标系之间的转换逻辑。我印象很深的是书中关于“刀具长度补偿”的讲解,它解释了为什么需要进行刀具长度补偿,以及如何在程序中设置刀具长度补偿值,这对于确保零件的加工尺寸精度非常关键。而且,书中还详细介绍了“回参考点”和“找零点”的操作,这些都是在每次开机和换班时都需要进行的必要步骤。书中通过大量的实例,展示了如何编写不同类型的加工程序,包括直线插补、圆弧插补、刀具补偿和循环指令等等。我经常会对照着书中的程序,在脑海里模拟机床的运动轨迹,试图理解每一条指令的作用。这本书让我深刻体会到,掌握数控机床的应用,不仅仅是学习指令,更重要的是理解其背后的逻辑和原理。

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说实话,当我拿到这本书的时候,我并没抱太大的期望,因为市面上关于数控机床的书籍实在太多了,而且很多都写得过于枯燥和理论化。但是,《数控机床应用基础》这本书给了我很大的惊喜。它从最基础的概念讲起,循序渐进,非常适合初学者。我印象最深刻的是书中关于“三维坐标系”的讲解,它用非常形象的比喻,让我一下子就明白了在空间中定位的原理。而且,书中还详细介绍了各种“刀具几何角度”对切削过程的影响,比如前角、后角、刀尖圆弧半径等等,这些参数的调整直接关系到加工的效率和表面质量。我记得书中举了一个例子,关于如何选择合适的“切削用量”,包括切削深度、进给量和主轴转速,这对于减少刀具磨损、提高加工效率至关重要。作者在讲解这些内容时,并没有使用过于复杂的数学公式,而是通过大量的图示和实际案例,让读者更容易理解。这本书不仅仅是关于数控机床本身,它还涉及到了“工艺规程的制定”和“夹具的设计”等相关内容,这些都是在实际生产中不可或缺的环节。我发现,通过学习这本书,我不仅掌握了数控机床的操作技能,还对整个制造工艺有了更全面的认识。

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这本书我拿到的时候,其实是有点懵的,因为我对数控机床的应用基础了解得实在太少了,可以说是白纸一张。但抱着学习的态度,还是硬着头皮翻开看了。一开始,里面涉及的各种术语,比如G代码、M代码,还有什么刀具补偿、进给率、主轴转速等等,真的让我头疼不已。感觉就像是在看一本天书,很多概念我都抓不住重点,不知道它们到底是什么意思,在实际操作中又有什么作用。举个例子,书中讲到“刀具半径补偿”,我当时就想,刀具半径不就是那个切削刃的半径吗?还能补偿什么?后来作者花了很长的篇幅来解释,结合图示,我才慢慢明白,原来刀具的实际半径会随着磨损而变化,如果不在程序里进行补偿,加工出来的零件尺寸就会有误差。这个概念对于我这种新手来说,简直是颠覆性的认知。而且,书中还详细介绍了各种类型的数控机床,比如铣削、车削、镗削等等,它们各自有什么特点,适用于哪些加工对象,我都一一做了笔记。虽然记了笔记,但有时候自己复习的时候,还是会混淆,感觉需要反复地去理解和记忆。而且,这本书的排版也比较紧凑,文字量很大,需要静下心来,一个字一个字地去读,才能领会其中的精髓。有时候,看到一张复杂的数控加工示意图,我需要花上很长时间去分析,才能大致理解图上每个符号代表的含义,以及它在整个加工流程中的作用。这让我深刻体会到,学习一门新技术,真的是需要时间和耐心的,尤其是像数控机床这样涉及到精密机械和复杂指令的领域,更是如此。

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我是一名机电一体化专业的学生,一直对自动化和智能化制造非常感兴趣。这本书为我打开了通往数控机床世界的大门。它不仅仅是介绍了数控机床的基本构造和工作原理,更重要的是,它深入探讨了数控技术在现代制造业中的应用。我特别喜欢书中关于“数控系统的发展历程”的介绍,它让我了解了从早期的简易数控到如今的高性能、智能化数控系统,技术是如何不断演进的。书中还详细介绍了“数控加工的工艺流程”,包括从图纸到加工完成的每一个环节,让我对整个生产流程有了清晰的认识。我记得书中举了一个关于“曲面加工”的实例,它通过精密的编程和刀具路径规划,实现了复杂曲面的高精度加工,这让我对数控技术的强大能力感到震撼。此外,这本书还涵盖了“数控机床的检测和维护”等方面的内容,这些都是保证机床长期稳定运行的关键。这本书的内容非常全面,从宏观的行业发展到微观的参数设置,都进行了详细的阐述。

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在我看来,很多技术类的书籍往往过于偏重理论,而忽略了实际操作中的细节。《数控机床应用基础》这本书则在这方面做得非常出色。它不仅讲解了数控机床的原理和编程,更重要的是,它非常注重实际操作中的要点和注意事项。我记得书中在讲解“刀具的对刀”时,详细描述了如何进行手动对刀和自动对刀,以及对刀过程中需要注意的几个关键点,比如刀具的中心高、刀尖的位置等等。这些细节在实际工作中至关重要,直接影响到加工的精度和安全。此外,书中还详细介绍了“加工过程中的参数调整”,比如切削速度、进给速度、切削深度等,这些参数的优化能够显著提高加工效率和零件的表面质量。我特别喜欢书中关于“刀具磨损的监测和更换”的章节,它解释了如何通过观察刀具的状态,以及听刀具发出的声音,来判断刀具是否需要更换,以及如何安全地更换刀具。这些实用的技巧,在很多理论书籍中是很难找到的。这本书就像一位经验丰富的老师傅,手把手地教你如何将数控机床用到极致。

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对于我这样一个在制造业领域摸爬滚打多年的老技术工人来说,这本书的出现,无疑是一股清流。我之前接触数控机床,更多的是依靠经验和师傅的口传心授,很多理论基础并不扎实。这本书正好弥补了我的这一块短板。它系统地梳理了数控机床的原理,从机械结构到电气控制,再到编程指令,都进行了详细的阐述。我尤其欣赏书中关于“机床的刚性”和“切削力的影响”的分析,这些都是在实际加工中非常容易被忽视,但又至关重要的因素。书中通过大量的图表和公式,解释了这些因素如何影响加工精度和刀具寿命。而且,书中的编程实例非常贴近实际生产,我看着那些G代码和M代码,就能回忆起自己在车间里操作机床时的场景。这本书不仅帮助我巩固了现有的知识,还为我打开了新的视野。它介绍了许多我之前从未接触过的数控加工技术,比如“五轴联动加工”和“高速切削”,这些技术让我对现代制造业的进步有了更深刻的认识。我经常会把书中的内容和我在实际工作中遇到的问题进行对比,从中找到解决问题的思路和方法。这本书就像我的一个私人教练,不断地指导我学习和进步。

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我是一名对机械制造充满好奇心的学生,总是想了解那些能够创造出精密零件的机器是如何工作的。《数控机床应用基础》这本书,就像一位引路人,带我进入了数控技术的世界。它详细地介绍了数控机床的“工作原理”,从电机的驱动到刀具的运动,每一个环节都讲解得非常清晰。我特别喜欢书中关于“数控编程”的章节,它不仅列出了G代码和M代码的含义,还通过实际的编程案例,演示了如何将零件图纸转化为可以被机床执行的指令。我印象最深刻的是书中关于“刀具路径的优化”的讲解,它介绍了如何通过调整刀具的运动轨迹,来提高加工效率、降低刀具损耗,并最终提高零件的加工精度。书中还讲解了一些“先进的加工方法”,比如“模具加工”和“精密零件加工”,这些都让我对数控技术的应用范围有了更广泛的认识。这本书的内容非常丰富,而且讲解得也很深入,让我对数控机床的理解,不再停留在表面的认知,而是能够触及到更深层次的技术细节。

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我一直对制造行业很感兴趣,特别是那些能够实现精密加工的机器。所以,当我在书店看到《数控机床应用基础》这本书时,就毫不犹豫地买了下来。这本书的内容非常丰富,从最基础的数控机床的组成部分,到各种指令的编写和应用,再到实际的加工实例,都讲解得十分透彻。我尤其喜欢书中关于“坐标系”的讲解,它清晰地解释了工件坐标系、机床坐标系以及用户自定义坐标系之间的关系,这对于理解数控加工的定位至关重要。书中还详细介绍了如何进行“刀具路径规划”,这是数控加工的核心环节之一。作者通过大量的实例,演示了如何根据零件的形状和加工要求,设计出最优的刀具运动轨迹,以达到高效、精确的加工效果。我特别记得书中关于“等高线铣削”和“螺旋插补”的章节,它们展示了如何通过巧妙的算法,实现复杂曲面的精密加工。此外,书中还探讨了数控机床的日常维护和常见故障排除,这些知识对于我将来实际操作机床非常有帮助。每次读到一些比较难懂的概念时,我都会翻回前面的章节,或者查找一些相关的资料,力求将每一个知识点都吃透。这本书不仅仅是理论知识的堆砌,更重要的是它强调了理论与实践相结合的重要性,通过大量的实例分析,让读者能够更直观地理解数控加工的原理和方法。

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