具体描述
《数控编程与操作技能实训教程》内容包括2篇，共8章。第1篇讲述的是数控车削加工，主要内容为数控车削基础知识、数控车削系统操作、数控车削基本项目和数控车削综合项目实训；第2篇讲述的是数控铣削加工，主要内容为数控铣削基础知识、数控铣削系统操作、数控铣削基本项目和数控铣削综合项目实训；每一章节以工作任务为引领，针对工作任务涉及的理论知识、数控编程、加工工艺及操作要领，图文并茂，分别进行了详细阐述，对在实践中经常出现的问题进行了分析，并设置了相应的拓展实训和思考与练习等内容。《数控编程与操作技能实训教程》主要特点是：以项目为引导，紧密联系生产实际，强化数控编程与操作技能实训；理论知识够用为度，学用结合，突出数控车和数控铣两个重点；内容全面，涵盖FANUC、SIEMENS和华中世纪星等常用数控系统。
《数控编程与操作技能实训教程》可作为高职高专机电类专业诸如机电一体化技术、数控技术、计算机辅助设计与制造、模具设计与制造等专业的教材，也可作为初、中级工程技术人员的数控培训教材和参考用书。
现代制造业的脉动：先进制造工艺与自动化技术应用精览 本书聚焦于当代制造业转型升级的核心驱动力，深入探讨一系列关键的先进制造工艺、自动化集成技术及其在实际生产环境中的应用策略。本书旨在为工程技术人员、生产管理人员以及相关专业的高年级学生提供一个全面、深入且具有高度实践指导意义的知识体系框架。 --- 第一部分：面向未来的先进制造技术基础 第一章：增材制造（3D打印）的原理、材料与质量控制 本章全面剖析了当前主流的增材制造技术，如选择性激光烧结（SLS）、选择性激光熔化（SLM）以及材料喷射技术（Material Jetting）。重点阐述了这些技术背后的物理化学过程、热力学行为及残余应力控制方法。我们详细对比了金属粉末、高分子树脂及陶瓷材料在不同工艺下的性能表现和适用场景。此外，质量控制成为本章的重点，涵盖了无损检测（NDT）技术在分层制造产品中的应用，包括X射线层析成像（XCT）和超声波检测，确保最终产品的结构完整性和尺寸精度。 第二章：精密加工与超精密加工的边界 本章超越传统机械加工的范畴，着重介绍如何实现微米级乃至纳米级的加工精度。内容包括高速铣削（HSM）中的颤振抑制技术、磨削过程中的表面完整性分析，以及特种加工方法，如电火花加工（EDM）的优化策略和激光精密加工的应用。对于超精密加工，本章深入探讨了如何控制环境因素（温度、振动）对加工精度的影响，并介绍了在光学元件和半导体制造中使用的空气轴承和磁悬浮技术。 第三章：智能材料与功能性表面工程 本章探讨材料科学如何赋能制造升级。详细介绍了形状记忆合金（SMA）、压电材料及相变材料在执行器和传感器中的应用。在表面工程方面，重点解析了PVD（物理气相沉积）和CVD（化学气相沉积）的最新进展，特别是如何通过类金刚石（DLC）涂层和纳米复合涂层来提升工件的耐磨性、耐腐蚀性和导电性。本章还涉及了生物相容性材料在医疗器械制造中的表面处理要求。 --- 第二部分：工业自动化与系统集成 第四章：现代机器人技术与柔性制造系统（FMS） 本章深入研究了工业机器人在现代生产线中的角色演变。内容覆盖了串联、并联及SCARA机器人的运动学和动力学分析，特别是对复杂轨迹规划算法（如RRT和PRM）的详细解读。柔性制造系统的设计是本章的核心，涵盖了工件自动装夹系统、快速换模技术（QCM）以及如何通过模块化工作站实现生产的快速重构。此外，人机协作（Cobots）的安全标准和编程范式是本章的新增重点。 第五章：工业物联网（IIoT）与数据驱动的制造决策 本章致力于将信息技术融入物理生产流程。详细阐述了工业物联网的架构，包括边缘计算（Edge Computing）在实时数据采集和初步处理中的作用。重点分析了传感器技术（如MEMS传感器、视觉传感器）在采集设备状态、环境参数和产品质量数据方面的集成。在数据分析层面，本章介绍了时间序列分析在预测性维护（PdM）中的应用，以及如何利用大数据平台对生产效率指标（OEE）进行深度挖掘和优化。 第六章：先进过程控制（APC）与系统优化 本章聚焦于如何利用先进的控制理论来提升生产线的稳定性和收率。内容涵盖了模型预测控制（MPC）在复杂多变量过程中的应用，特别是针对反应器和连续流程的优化。对于离散制造，本章探讨了基于反馈的自适应控制策略，用以补偿刀具磨损和工艺漂移带来的影响。系统优化部分则引入了仿真建模工具（如AnyLogic、Arena），用于分析瓶颈环节并验证改进方案的有效性。 --- 第三部分：质量保证与可持续制造 第七章：机器视觉与自动化质量检测 本章是实现“零缺陷”生产的关键技术支撑。详细介绍了机器视觉系统的组成要素，包括光学系统设计、高分辨率相机选择和照明技术（如同轴光、暗场光）。在图像处理方面，重点解析了基于深度学习的目标检测（如YOLO系列）和图像分割技术在复杂缺陷识别中的优势，例如对表面划痕、裂纹和装配错误的自动化判定。本章还讨论了3D视觉技术在复杂装配体尺寸测量中的应用。 第八章：绿色制造与能源效率管理 本章关注制造业对环境责任的履行和资源消耗的最小化。深入分析了制造过程中的能耗热点，包括主轴驱动、冷却系统和压缩空气系统的能效审计方法。内容涵盖了低碳材料替代方案的评估标准，以及如何通过优化工艺参数（如降低切削液使用量、采用干式切削）来减少废弃物产生。本章还介绍了循环经济原则在产品生命周期管理（PLM）中的集成。 第九章：数字化孪生（Digital Twin）在全生命周期管理中的应用 本章探讨了如何通过构建物理实体的虚拟映射，实现对制造系统的全方位监控和预测。详细阐述了数字化孪生的构建层次——从组件级到工厂级模型的映射方法。重点分析了如何利用孪生模型进行“What-If”场景分析、远程调试和工艺参数的在线优化，从而在不中断实际生产的情况下，验证新的生产计划或设备升级方案的有效性，实现从设计、生产到运维的无缝集成。 --- 本书的特色在于其前沿性和融合性。它不局限于单一的设备操作，而是将先进的材料科学、复杂的控制理论、新兴的信息技术（IIoT、AI）以及严谨的质量管理体系融合在一起，为读者构建了一个理解和驾驭现代智能制造系统的综合平台。
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