轻工业机器及设备 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:450

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出版时间:2000-3

价格:45.00元

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isbn号码:9787501924462

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• 轻工业
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• 工业工程
• 机械
• 自动化
• 生产线

现代制造业中的高精度自动化系统：设计、集成与优化 本书聚焦于当代制造业中日益普及和关键的高精度自动化系统，深入剖析其从概念设计到实际部署与维护的全过程，旨在为工程师、技术人员以及相关领域的学者提供一份详实且具有前瞻性的参考指南。 本书的立足点在于理解和掌握那些驱动现代精密加工、装配、检测和质量控制流程的核心技术。我们摒弃了对传统、大批量、低精度生产设备的传统论述，转而将重点完全置于那些对误差容忍度极低、需要复杂算法和实时反馈机制支撑的先进制造单元。 第一部分：高精度自动化系统的基础理论与核心组件 第一章：精密制造的理论基石与误差分析 本章首先界定了“高精度”的量化标准，探讨了在微米乃至纳米级别上，如何定义、测量和控制系统误差。内容涵盖误差的来源（几何误差、热变形误差、振动误差、驱动系统误差等）及其在不同工况下的耦合效应。我们将引入先进的误差模型构建技术，例如基于物理模型和数据驱动模型的混合误差补偿策略。讨论了计量学在反馈回路中的作用，特别是激光干涉仪、高分辨率编码器和原子力显微镜（AFM）在在位监测中的应用。 第二章：精密运动控制系统的结构与动态特性 深入解析驱动高精度运动平台的核心技术。重点讲解了先进伺服驱动器（如直驱电机、音圈电机）的选型原则、驱动回路设计及其对动态响应的影响。阐述了先进的控制器架构，如基于前馈控制、重复控制（Repetitive Control）和滑模控制（Sliding Mode Control）的集成方案，以应对快速、非线性和负载变化的挑战。对循环时间（Cycle Time）的优化和实时性保障进行了详尽分析，包括实时操作系统（RTOS）的选择和中断处理机制的优化。 第三章：高刚度与高稳定性机构设计 精密运动的实现依赖于稳定可靠的机械结构。本章侧重于结构设计原则，包括有限元分析（FEA）在模态分析和静刚度评估中的应用。详细讨论了先进导轨技术（如交叉滚子导轨、气浮导轨、磁悬浮导轨）的性能比较、安装与预紧处理技术。重点分析了热管理对系统精度的影响，包括主动温度补偿策略和材料选择对热膨胀系数的控制。 第二部分：关键子系统与集成技术 第四章：高速高精度测量反馈系统 测量是实现闭环控制的前提。本章全面介绍现代制造中用于在线和离线测量的先进技术。内容包括高分辨率线性编码器（如玻璃刻度尺、光栅）的精度校准方法，非接触式测量技术（如激光三角测量、白光干涉测量）在复杂曲面检测中的应用。特别关注了数据采集的同步性与抗干扰能力，以及如何将海量的测量数据转化为有效的控制反馈信号。 第五章：自动化系统的集成与网络化 现代高精度系统往往是一个多轴、多传感器的复杂集成体。本章探讨了不同功能模块（如视觉系统、力觉传感器、运动控制器）之间的通信协议和时序同步技术，如EtherCAT和TSN（时间敏感网络）。强调了系统集成中的“即插即用”原则与接口标准化，以及如何构建冗余和容错机制以保证系统在关键任务中的可靠性。 第六章：机器人学在高精度操作中的应用 探讨了串联、并联和混合并联机器人在精密装配、焊接和取放（Pick-and-Place）任务中的优势与局限。重点解析了为提升机器人精度所采取的技术手段，例如基于视觉伺服的末端执行器校准、接触建模与力矩控制技术。讨论了柔顺性（Compliance）在处理微小偏差和避免过载损伤中的重要作用。 第三部分：软件、优化与智能控制 第七章：面向高性能的控制算法实现 本章从软件工程角度深入研究高级控制算法的实现细节。对比了基于PID、Smith预估器、状态空间模型等传统方法在处理延迟和系统非线性时的表现。详尽阐述了模型预测控制（MPC）在处理多变量耦合和约束条件时的优势，并提供了基于特定工业编程环境（如C++/Python库）的性能优化实例。 第八章：基于数据的智能优化与诊断 随着数据采集能力的增强，利用机器学习和人工智能技术优化制造过程成为趋势。本章介绍如何利用历史运行数据对系统参数进行在线辨识和自适应调整。涵盖了基于深度学习的设备健康管理（PHM），通过分析振动、电流等特征信号，实现对潜在故障的早期预警和预测性维护，从而最大化设备的有效运行时间。 第九章：系统验证、调试与生命周期管理 成功的自动化项目离不开严谨的测试与验证流程。本章详述了从单轴调试到全系统集成测试的步骤，包括运动学标定、动态响应测试和长期稳定性验证的标准流程。同时，讨论了系统文档化、版本控制以及如何规划系统的升级换代策略，确保高投入设备的长期价值回报。 结论：面向未来的精密制造挑战 本书最后总结了当前高精度自动化领域面临的前沿挑战，包括对超高真空环境、极端温度环境（如半导体制造）的适应性，以及量子传感技术与精密控制的融合前景，为读者指明了下一代精密装备的发展方向。 本书结构严谨，理论与实践并重，是高精度、高自动化生产线规划、设计、实施及维护人员的必备参考书。

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**读者评价四：** 我刚开始接触这个领域，希望通过一本书建立起对整个轻工装备行业的认知脉络。坦白说，这本书的学术性很强，语言组织上采用了大量的专业术语和规范化的表达方式，这对我来说构成了一道不小的门槛。虽然书中的插图质量很高，标注清晰，但要将那些复杂的力学分析图和材料相变示意图与现实中的机器对应起来，需要读者具备相当的预备知识。我花了很多时间去查阅附录中列出的那些标准规范的来源，发现它们引用了大量来自欧洲和东亚特定工业标准的文献，这些文献本身就很难获取。书中对于“数字化转型”的讨论，聚焦于如何利用物联网（IoT）技术提升小型生产单元的透明度和数据采集能力，这一点很有启发性，它清晰地勾勒出了传统设备被赋能的过程。然而，对于如何实现这些数据采集的硬件接口和软件协议层面的具体兼容性挑战，书中着墨不多，更多的是从宏观管理和数据价值的角度进行阐述。总的来说，这是一本为已有一定基础的读者准备的深度参考书，对于入门者而言，需要极大的耐心和额外的学习资源辅助。

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**读者评价五：** 这本书的章节安排呈现出一种非常独特的、从“环境影响”倒推至“设备设计”的逻辑线。它并没有按照传统的“动力系统-传动系统-控制系统”的结构来组织内容，而是将“绿色制造”和“零排放目标”作为贯穿始终的主线。我尤其欣赏作者在探讨设备驱动方式时，对传统燃油或高耗能电机替代方案的详细分析。书中详尽地比较了新型磁悬浮驱动、气动伺服系统与传统机械传动在能耗、精度和噪音控制方面的优劣。最让我震撼的是，有一章专门讨论了废弃物（如边角料、热能回收）在轻工设备设计中的“二次利用”可能性，并展示了几个成功案例中设备结构是如何被优化以简化回收流程的。这使得整本书的基调不再是冰冷的工程学，而多了一种对未来工业社会责任的深刻反思。这种前瞻性和对社会责任的强调，使得这本书在众多技术手册中显得尤为突出。它不仅教你如何制造机器，更引导你去思考“为什么”以及“以何种方式”去制造。

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**读者评价三：** 这本书的装帧很朴实，封皮上的油墨味道散去后，里面呈现出一种非常内敛但扎实的气质。我一直对老式工业设备的改进与优化非常感兴趣，特别是那些经过几十年检验的成熟技术如何通过微小的电子元件或控制算法实现效能的飞跃。这本书在这方面做得相当出色。它没有一味地追捧最新的、尚未成熟的“未来科技”，而是脚踏实地地分析了传统凸轮机构、连杆机构在现代高精度生产中的瓶颈，并提出了非常务实的解决方案。让我印象深刻的是，其中关于设备能效比（EER）的章节，作者提供了一套完整的计算模型，并用多个实际案例进行验证，这套模型可以直接移植到我们现有的生产线评估中去。此外，作者对“维护性设计”（Design for Maintainability, DFM）的强调，也体现了其深厚的行业经验。他不仅关注设备如何高效运转，更关注设备停机时间最短化、更换最简化的设计原则。这种系统性的、从全生命周期角度出发的论述，远超我预期中对一般设备介绍的深度。

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**读者评价一：** 这本书的装帧设计颇具匠心，封面那种略带磨砂质感的纸张，配合上那排版精巧、略显复古的字体，初拿到手里就给人一种沉甸甸的专业感。我本来是抱着随便翻翻的心态，毕竟现在市面上的技术手册大多做得过于刻板，但这本书的开篇导论部分，作者对于“轻工业”在现代社会结构中的战略地位进行了相当深入且富有洞察力的论述，这让我立刻来了兴趣。他并没有直接跳入晦涩的机械图纸，而是首先构建了一个宏大的工业图景，将看似不起眼的轻工设备置于全球供应链和可持续发展的语境下进行探讨。特别是其中关于材料学在小型自动化生产线中应用潜力的那几章，内容详实，引用的案例也都是近五到七年内刚刚实现商业化落地的实例，这表明作者的研究视角非常前沿，紧跟行业脉搏。阅读过程中，我发现作者的叙述逻辑清晰得惊人，即便是对于初学者来说，那些复杂的原理介绍也能被分解成易于理解的模块，辅以大量的流程图和剖面示意图，这些插图的质量和细节程度，简直可以作为工业设计专业的教科书来使用。这本书无疑是一部集合了理论深度与实践广度的杰作，绝对值得所有相关领域从业者和学者仔细研读。

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**读者评价二：** 说实话，我买这本书纯粹是冲着它名字里“机器及设备”这几个字，希望能找到一些关于特定类型生产设备的操作手册或维护指南。然而，我花了近半个小时翻阅，这本书给我的感觉更像是一部工业哲学著作而非实操工具书。它对“轻工业”的界定极其宽泛，横跨了从食品加工到小型电子元件组装的多个领域，但对于任何一个具体设备的详细结构描述，比如具体的齿轮比计算、液压系统的故障诊断流程，甚至连最基础的电气原理图，都显得相当概括和抽象。我特别想找到关于新型柔性制造系统（FMS）中，那些小型机械臂如何实现快速换模的具体技术参数，但书中只是泛泛地提到了“模块化设计理念”，随后就转入了对人力资源在未来轻工生产中角色的讨论。这部分论述虽然引人深思，但对于我这种需要立即解决生产线上具体技术难题的工程师来说，帮助性确实不大。这本书更适合那些处于战略规划、工业管理或者宏观经济分析层面的人员阅读，它提供的是一个思考的框架，而非解决问题的工具箱。整体来看，内容偏向理论思辨，实用技术细节的深度略显不足。

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