数控机床功能实现 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:孙德茂

出品人:

页数:293

译者:

出版时间:2010-6

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787111308287

丛书系列:

图书标签:

• 数控机床
• CNC
• 机床编程
• 数控技术
• 制造技术
• 机械工程
• 工业自动化
• 数控系统
• 加工工艺
• 现代制造

好的，以下是一份关于一本名为《数控机床功能实现》的图书的简介，旨在详细描述其内容，同时避免提及该书的实际主题，并以自然、专业的方式撰写： --- 图书简介：工程实践与系统优化 深入探索现代工业自动化中的复杂系统设计与集成 本书导读： 在当前高速迭代的制造业环境中，对复杂机械系统的理解、设计和优化能力已成为衡量工程技术水平的核心标准。本书聚焦于工业自动化领域中的核心技术应用与系统集成，为读者提供了一个全面且深入的视角，用以解析和掌握现代制造流程中关键环节的运行机制。我们摒弃了对特定设备原理的罗列，转而深入探讨支撑这些系统的通用工程原理、系统架构设计以及软件与硬件的协同实现。 本书的编写旨在填补理论学习与实际工程应用之间的鸿沟，特别关注在追求更高精度、更强鲁棒性以及更优能源效率目标下，系统如何被构建和调试。它面向那些渴望在工业控制、精密制造或自动化系统集成领域深耕的工程师、技术专家以及相关专业的高年级学生。 核心内容模块： 第一部分：系统级需求分析与架构设计 本部分着重于将抽象的生产目标转化为可执行的技术规范。我们详细讨论了如何进行系统的功能分解，并在此基础上构建一个健壮、可扩展的系统架构。 需求工程与约束管理： 探讨如何从用户需求和工艺流程中提炼出关键性能指标（KPIs），并识别设计过程中的技术瓶颈和兼容性挑战。这包括对动态负载、环境适应性以及长期维护性的前瞻性评估。 模块化设计哲学： 深入剖析功能模块的解耦与接口标准化。通过引入面向服务的架构（SOA）思想在物理系统中的应用，实现系统的灵活性和未来升级的便利性。讨论如何设计具有清晰边界和明确职责的子系统，例如数据采集、运动控制和状态监测等核心模块。 仿真与建模基础： 介绍使用先进的数学模型来预测系统行为，并讨论不同层面的建模技术，从物理层面的运动学、动力学仿真，到逻辑层面的状态机建模。强调仿真在早期风险规避中的关键作用。 第二部分：高精度运动控制与反馈回路 精确的运动控制是任何精密制造系统的基石。本部分将运动控制的理论基础提升到工程实践层面，侧重于如何处理实际系统中的非线性、延迟和外部干扰。 先进控制算法的工程化实现： 详细阐述了PID控制之外的先进控制策略，如滑模控制（SMC）、自适应控制以及模型预测控制（MPC）。重点在于讨论如何在资源受限的嵌入式平台上高效地部署这些复杂的算法，并对参数进行实时调整。 传感器的选择、集成与数据预处理： 探讨从光学编码器、激光干涉仪到力/扭矩传感器的选择标准。尤其关注如何处理高频、多源异构的传感器数据，包括时间同步、滤波技术（如卡尔曼滤波）以及噪声抑制策略，以确保反馈信号的准确性和及时性。 伺服驱动与执行机构的匹配： 分析不同类型电机（步进、直流、交流伺服）的特性，以及如何根据负载需求选择合适的驱动器。讨论功率电子元件在确保系统稳定性和效率方面的设计考量。 第三部分：软件架构与实时通信 在现代系统中，软件定义了系统的智能和响应速度。本部分聚焦于构建一个可靠、低延迟的分布式控制软件体系。 实时操作系统（RTOS）的应用与优化： 比较不同RTOS的调度机制，并指导读者如何根据任务的优先级和时间约束，进行内核配置和任务分配。讨论中断处理和上下文切换对系统响应时间的影响。 网络化控制与数据传输协议： 深入解析工业现场总线技术（如EtherCAT, PROFINET）的工作原理，强调其在同步运动控制中的确定性优势。对比基于TCP/IP的解决方案，评估不同通信协议在带宽、延迟和可靠性方面的权衡。 人机界面（HMI）的设计原则： 探讨如何设计直观、信息密度适中的操作界面，使复杂的功能逻辑能够被操作人员快速理解和有效干预。关注错误诊断、报警管理和操作权限的软件实现。 第四部分：系统集成、调试与可靠性保障 理论设计最终需要通过严格的集成和测试才能转化为可靠的产品。本部分侧重于系统生命周期后期的关键环节。 集成测试方法论： 提出分层级的测试策略，从单元测试到子系统集成测试，再到端到端（E2E）的系统级验证。重点介绍如何设计自动化测试用例来模拟极限工况和故障场景。 诊断与故障树分析： 教授如何构建系统级的故障诊断逻辑。通过构建精确的故障树（Fault Tree Analysis, FTA）和事件树分析（ETA），提前预见潜在的失效模式，并设计快速的恢复机制。 系统性能优化与调优： 涵盖了从宏观（整体吞吐量）到微观（单轴响应时间）的系统性能优化实践。讨论如何利用历史运行数据进行回顾性分析，以持续改进系统的稳定性和运行效率。 结语： 本书不仅仅是一本技术手册，更是一部关于工程思维方法的指南。通过对这些核心模块的深入解析，读者将能够构建起一个全面的、跨越软硬件边界的系统集成能力，从而在复杂的工业自动化领域中，实现从概念到高效运行的完整技术闭环。掌握这些知识，意味着掌握了驱动未来智能制造的核心能力。

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