数控机床操作与编程技能实训教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:印刷工业

作者:顾其俊 编

出品人:

页数:310

译者:

出版时间:2011-6

价格:39.80元

装帧:

isbn号码:9787514201116

丛书系列:

图书标签:

• 数控
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好的，这是一本关于现代工业技术领域中一个核心主题的深度解析，书名为《先进制造工艺与智能控制系统集成应用》。 图书简介： 《先进制造工艺与智能控制系统集成应用》 图书定位与读者对象： 本书旨在为装备制造行业的高级工程技术人员、研发人员、生产管理人员以及相关专业的高年级本科生和研究生提供一份全面、深入、实用的技术参考和学习资源。它并非聚焦于单一的机床操作或基础编程，而是着眼于整个复杂制造系统在“工业4.0”和智能制造背景下的集成化、智能化趋势。 核心内容概览： 本书摒弃了对基础机械操作步骤的冗余描述，转而深入探讨驱动当代高端制造发展的关键技术栈——即先进制造工艺（如增材制造、超精密加工）与复杂的工业控制系统（如实时操作系统、分布式控制架构）之间的无缝集成与协同优化。全书结构严谨，逻辑清晰，内容覆盖面广，兼具理论深度和工程实践指导性。 第一部分：现代先进制造工艺的深度解析 本部分着重探讨了传统切削加工之外，正在快速普及和革新的几类关键制造技术，及其对控制系统提出的特殊要求。 1. 增材制造（Additive Manufacturing, AM）的工艺物理与控制挑战： 详细分析了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等金属增材制造过程中的热物理行为、残余应力形成机理及对设备动态响应的要求。 重点探讨了基于传感器反馈的闭环能量密度控制策略，包括实时熔池监测技术（如高频红外成像）如何与运动控制系统进行数据交互与修正，以确保微观组织和宏观几何的精度。 对比了粉末床式和定向能量沉积（DED）工艺在路径规划（Path Planning）与G代码生成层面的差异化需求。 2. 超精密加工与微纳制造： 阐述了金刚石车削、离子束抛光等超精密加工技术对环境振动抑制、热漂移补偿的极致要求。 深入研究了亚纳米级运动控制系统的误差源分析（包括驱动器滞环、编码器精度、伺服回路带宽限制），并提出了基于先进数字信号处理（DSP）的误差补偿算法模型。 探讨了在微米级和纳米级公差制造中，如何利用在线光学测量反馈（In-situ Metrology）实现加工参数的实时自适应调整。 3. 复合材料成型与加工： 介绍了碳纤维增强复合材料（CFRP/CFRTP）的铺放、固化过程的工艺窗口控制。 重点分析了多轴（5轴及以上）联动加工复合材料时，刀具路径的优化、切削力预测模型以及如何通过先进的后处理算法避免纤维脱层和表面损伤。 第二部分：智能控制系统的架构与算法 本部分聚焦于支撑先进制造系统高效运行的“大脑”——从底层硬件到顶层软件的系统化设计。 1. 高实时性控制架构与通信协议： 详细对比了基于EtherCAT、Profinet IRT和Powerlink等工业以太网协议在周期性数据传输、同步精度和网络拓扑灵活性方面的性能指标。 探讨了嵌入式系统在运动控制器（Motion Controller）中的应用，包括实时操作系统（RTOS）的选择（如VxWorks, QNX）及其在处理复杂插补算法时的性能瓶颈突破。 2. 高级运动控制理论与优化： 不仅限于插补算法，本书深入讲解了轨迹规划的高级形态，如基于B样条（B-Spline）和NURBS的连续轨迹生成，以及如何将工艺约束（如最大加速度、最小曲率半径）集成到路径优化中。 重点介绍了自适应控制（Adaptive Control）和鲁棒控制（Robust Control）在应对负载变化、刀具磨损等不确定性因素时的应用框架，特别是基于模型参考自适应控制（MRAC）在提高系统动态响应一致性方面的工程实践。 3. 多传感器数据融合与决策： 阐述了如何将来自力传感器、声发射（AE）传感器、视觉系统和热成像仪的数据进行时间同步和空间配准。 介绍了基于卡尔曼滤波（Kalman Filtering）和扩展卡尔曼滤波（EKF）的传感器数据融合技术，以获取对加工状态更精确、更鲁棒的估计值，并将其作为智能控制的核心输入。 第三部分：制造系统的集成与数字化转型 本部分着眼于制造单元的互联互通和智能化决策。 1. 制造执行系统（MES）与过程数据管理： 讲解了如何设计MES接口，实现与底层控制系统的双向数据流：既能下达生产工单，又能实时回传关键过程参数（SPC数据、设备健康状态）。 探讨了基于时间序列数据库（TSDB）的工业大数据存储与检索策略，以支持事后追溯和长周期性能分析。 2. 数字孪生（Digital Twin）在制造中的构建与应用： 详细介绍了物理模型、仿真模型与实时运行数据的映射关系。 重点演示了如何利用数字孪生模型进行“What-If”分析，例如在不中断实际生产的情况下，对新工艺参数集进行虚拟验证和优化。 3. 基于机器学习的预测性维护（PdM）与质量控制： 展示了如何利用深度学习模型（如LSTM、CNN）分析设备振动信号和电流特征，实现对关键部件（如主轴轴承、伺服电机）的故障早期预警。 讨论了在线质量预测模型（Online Quality Prediction, OQP）的构建，通过实时监测的工艺参数（如进给力、主轴扭矩波动），预测最终零件的几何偏差或表面粗糙度，从而实现过程的闭环纠偏。 本书的特色： 本书的最大特点在于其前瞻性与实践性并重。它避开了对入门级设备操作的介绍，而是聚焦于如何将尖端的制造科学与复杂的智能控制理论有机结合起来，以应对现代高端装备制造中遇到的技术瓶颈。书中大量引用了近年来的学术研究成果和工业界最新的标准实践，并辅以大量的系统结构图、算法流程图和案例分析，确保读者能够掌握从原理理解到系统实现的完整知识链条。读者将获得关于构建未来智能工厂核心能力的系统性认知。

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对于已经有一定基础，希望提升编程水平的读者来说，这本书的价值同样不可低估。我是一个在实际工作中摸爬滚打了几年的老手，虽然能熟练使用G代码和M代码进行编程，但总觉得自己的知识体系不够系统，尤其是在复杂曲面加工和多轴联动方面有所欠缺。这本书的后半部分内容深度足够，它系统地梳理了高级编程技巧，比如刀具路径的优化、宏程序的使用，以及如何利用CAD/CAM软件生成高效的数控程序。书中提供的案例分析非常具有启发性，通过对比不同的编程策略，能让人清晰地认识到不同方法对加工效率和表面质量的影响。我尝试按照书中的步骤重新编写了一个之前感到棘手的零件程序，结果程序的运行时间和刀具磨损情况都有了显著改善，这让我对提升自己的专业能力充满了信心。

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作为一名职业技术院校的教师，我一直在寻找一本既能涵盖理论深度又能满足实训需求的教材。这本书无疑填补了市场上的一个空白。它的内容组织逻辑非常严密，理论讲解与实训项目紧密结合。在讲解每一个关键知识点后，都会紧跟着相应的实训任务，这使得学生在学完理论后能立刻进行实践操作，加深理解。书中的实训项目设计得非常贴合当前工业生产的实际需求，涵盖了车、铣、磨等多种加工工艺，并且难度梯度设计合理。更棒的是，它还涉及了现代制造业中常用的数控系统操作界面，这对于培养学生的实际操作能力和适应能力大有裨益。学生们反馈，使用这本书进行实训，比以往的资料更有条理，学习效率也更高了。

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总的来说，这本书对于所有从事或准备从事数控加工领域的人员都是一本极具价值的参考书。它不仅仅是机械操作的指南，更像是对现代智能制造理念的一种小型普及。书中对新技术的引入也非常及时，例如对自动化上下料和机器人辅助加工的初步探讨，展现了作者对行业未来趋势的把握。我个人认为，它成功地在“学术严谨性”和“工程实用性”之间找到了一个绝佳的平衡点。它没有过度美化数控技术的复杂性，而是以一种坦诚且专业的方式，将这门技术拆解开来，让我们能够一步步掌握其精髓。无论是对于职业教育、企业内训，还是个人自学，这本书都是一个非常可靠和全面的资源。

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这本书的排版和视觉设计也值得称赞。在技术类书籍中，常常会遇到图文混杂、重点不突出的问题，让人阅读起来很费劲。但这本教程在这一点上做得非常出色。清晰的章节划分，醒目的要点提示，以及对关键概念的图示化解释，都大大降低了阅读的认知负担。尤其是在讲解复杂的刀具补偿和坐标系设定时，图示的辅助作用是无可替代的。我发现自己可以很轻松地在书中定位到需要复习的知识点，而不需要翻阅大量的无关内容。对于需要快速查找特定指令或参数设置的现场操作人员来说，这本书的实用性非常高，它更像是一本随时可以翻阅的“操作手册”，而不是一本只能束之高阁的理论专著。

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这本关于数控机床操作与编程的教程，从我这个初入行者的角度来看，简直就是一盏指路明灯。我之前对机械加工的了解仅限于一些理论知识，真正上手操作时，面对那些复杂的数控系统和代码，常常感到手足无措。然而，这本书的编排方式非常贴合实际，它没有一上来就抛出那些晦涩难懂的专业术语，而是循序渐进地带领读者了解数控机床的基本结构和工作原理。书中对每一个操作步骤的描述都极为细致，配图也非常清晰，即使是第一次接触这些设备的人，也能通过图文并茂的讲解，快速掌握开机、对刀、设定工件坐标系等基础技能。我尤其欣赏它在安全操作规范方面的强调，这对于我们这些新手来说至关重要，它不仅教会我们如何“干活”，更教会我们如何“安全地干活”。通过前几章的学习，我已经能自信地应对一些简单的加工任务了。

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