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出版者:

作者:杨伟群等

出品人:

页数:268

译者:

出版时间:2002-9

价格:36.00元

装帧:

isbn号码:9787900643506

丛书系列:

图书标签:

• 数控
• CNC
• 加工
• 培训
• 教程
• 工艺
• 机械制造
• 数控编程
• 实训
• 技能提升

工业自动化与智能制造前沿技术解析 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探讨当前工业自动化领域的核心技术、发展趋势以及未来的应用前景。内容聚焦于当前制造业转型升级的关键领域，涵盖了从基础的传感器技术到前沿的人工智能在生产线上的集成应用，旨在帮助工程师、技术人员、管理者以及相关专业学生构建一个系统的知识框架。 第一部分：工业自动化基础与核心组件 本部分将系统回顾和深入剖析工业自动化的基石技术。我们首先从可编程逻辑控制器（PLC）的最新发展入手，不仅涵盖传统梯形图编程的精髓，更侧重于基于功能块图（FBD）和结构化文本（ST）的高效编程方法。重点讨论了现代PLC在分布式控制系统（DCS）和实时以太网通信协议（如Profinet, EtherCAT）中的集成能力，以及其在处理复杂逻辑和高速数据采集方面的性能提升。 随后，我们将详细讲解工业现场总线技术的演变。从经典的Profibus DP/PA到当前主流的工业以太网标准，书中对不同协议的适用场景、数据传输速率、实时性保证机制进行了详细的对比分析。特别地，我们引入了TSN（时间敏感网络）的概念，阐述其如何解决传统以太网在时间同步和确定性通信方面的挑战，为未来工业物联网（IIoT）的部署奠定基础。 在运动控制系统方面，本书不再停留在简单的步进电机驱动层面。我们深入探讨了高性能伺服驱动器的矢量控制原理、闭环电流控制技术，以及多轴联动（CNC/机器人）中的插补算法和轨迹规划。读者将学习如何利用先进的控制算法实现高精度、高速度的同步控制，并掌握现代运动控制器（MCU）的编程接口与调试技巧。 传感器与执行器技术前沿是本部分的关键章节。我们超越了传统的电感式、光电式传感器，重点介绍了机器视觉在质量检测中的应用，包括2D/3D成像技术、深度学习在缺陷识别中的集成。同时，对新型智能传感器（如集成边缘计算能力的传感器）的特性、IO-Link通信标准进行了深入的介绍，强调了数据采集的智能化和标准化趋势。 第二部分：制造执行系统（MES）与生产管理信息化 本部分着眼于信息流与物流的融合，探讨如何通过软件系统优化车间生产管理。 制造执行系统（MES）的架构设计是核心内容。书中详细阐述了ISA-95参考模型，并结合实际案例，分析了如何构建一个覆盖订单执行、生产调度、质量追溯、设备综合效率（OEE）分析的集成化MES平台。我们强调了MES与上层ERP系统的数据接口设计，以及在云端部署MES的优势与挑战。 数据采集与分析是实现精益生产的关键。本章详细介绍了OPC UA协议在跨平台数据交互中的核心作用，以及如何构建一个高效、安全的历史数据库（Historian）。随后，我们引入了数据治理的概念，讨论了如何清洗、结构化海量生产数据，并为后续的预测性维护和工艺优化提供高质量的数据基础。 系统集成与网络安全是现代工厂不可忽视的环节。本书系统梳理了工业控制系统（ICS）的网络安全风险，包括常见攻击向量（如勒索软件、供应链攻击）和防护策略。内容涵盖了 Purdue 模型下的网络分段、零信任架构在OT环境中的初步应用，以及安全审计与应急响应流程的建立。 第三部分：工业互联网与智能制造前沿 本部分将视角提升至整个智能制造生态系统，探讨驱动行业变革的核心技术。 工业物联网（IIoT）架构是本章的重点。我们剖析了从边缘（Edge）到云端（Cloud）的完整数据流架构。边缘计算在实时数据预处理、控制回路优化中的作用被深入探讨，包括如何选择合适的边缘计算平台，并利用容器化技术（如Docker/Kubernetes）实现应用的快速部署和迭代。 人工智能与机器学习在工业中的应用是本书最前沿的内容之一。我们避开纯粹的算法理论，侧重于应用案例。例如，利用深度学习进行非接触式质量检测、基于强化学习的复杂系统自适应控制、以及利用时间序列预测模型实现预测性维护（PdM）的策略制定。书中详细分析了部署AI模型的实际流程，包括数据标注、模型训练、部署验证和持续监控。 数字孪生（Digital Twin）技术的构建与应用是实现柔性制造的必经之路。本书详细解释了数字孪生体的建模方法，包括几何建模、物理模型（FEA/CFD）集成，以及运行数据驱动的实时同步机制。读者将了解数字孪生如何用于工艺仿真优化、虚拟调试和操作员培训，从而显著缩短新产线的部署周期。 柔性制造系统（FMS）与先进机器人技术的结合是未来工厂的关键特征。我们探讨了协作机器人（Cobots）在人机协同工作中的安全标准与应用场景，并深入分析了基于视觉和力反馈的自适应装配技术。同时，本书也触及了增材制造（3D打印）技术如何融入传统自动化流程，实现快速原型制造和定制化小批量生产的闭环管理。 结论与未来展望 全书最后总结了当前工业自动化技术集成所面临的挑战，包括人才技能缺口、异构系统互操作性、以及可持续发展目标下的绿色制造要求。本书提供了一张清晰的技术路线图，引导读者在快速变化的工业环境中，持续学习和适应，成为推动下一代智能工厂建设的核心力量。本书的结构设计旨在平衡理论深度与工程实践应用，确保所传授的知识具有高度的可操作性。

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比较让我感到安慰的是，作者似乎花了大量篇幅来介绍数控机床的结构原理，这部分内容写得相当到位，图示清晰，对主轴、进给系统、导轨类型及其维护要点都有详细的阐述。这对于初次接触实际机床的学员来说，无疑是一份很好的入门指南。作者很耐心地解释了不同运动部件之间的耦合关系，以及伺服系统如何实现高精度的插补运动，这一点做得比我预期的要好很多。不过，这种详尽的硬件介绍和后续的软件编程部分之间，存在一个比较明显的“断层”。我阅读完大量的硬件原理介绍后，很期待立即看到如何将这些物理特性转化为编程语言，比如如何根据不同刚性的主轴特性来调整切削参数，以避免产生共振或振动。可惜的是，这种从“物理实体”到“虚拟指令”的过渡衔接做得不够流畅自然，使得前半部分的知识储备无法顺利地迁移到后半部分的实际编程应用中去，学习的脉络感稍显混乱，需要读者自己去搭建这座桥梁。

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这本书中关于夹具设计和工装选择的章节，简直是乏善可陈，基本上只是罗列了一些常见的虎钳、真空吸盘的图片和简单的参数说明，完全没有展现出“工艺”二字的精髓所在。数控加工的成功与否，百分之六十取决于装夹的可靠性和精度，而这本书对这一核心环节的论述却轻描淡写，让人感到失望。我原本期待看到更深入的受力分析，比如如何计算装夹力矩以防止工件在高速切削中发生微小位移；或者如何设计定制化的过渡夹具来适应不同批次的小批量零件。书中对基准面的建立和检测，也只是停留在理论定义上，没有提供任何关于如何在高精度环境下快速、稳定地确定零件零点和对刀点的实际操作技巧。比如，使用球针或激光对刀仪时的误差修正方法、系统参数的微调对基准定位的影响等，这些是工程师在车间里每天都要面对的实际问题，但这些宝贵的“经验之谈”在这本书里却踪影全无，读完后，我感觉自己还是对车间里的实际操作准备不足。

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这本书的装帧设计倒是挺吸引人的，封面设计简洁大气，那种蓝灰色的主色调让人感觉很专业，字体选择也比较清晰易读。不过，我买这本书主要是冲着它的内容去的，希望能系统学习一些数控编程和操作的知识。拿到手翻看目录时，发现内容覆盖面还挺广的，从基础的G代码、M代码讲起，一直到一些高级的五轴联动和复杂曲面加工。我特别期待那些关于实际操作案例的部分，毕竟理论知识再扎实，没有实际案例的支撑，学习起来总觉得缺了点火候。如果书里能有大量的图文并茂的步骤解析，哪怕是针对某个特定零件的加工流程进行详细分解，那就太棒了。我希望它不仅仅是一本教科书，更像是一个经验丰富的前辈手把手在教你，能把那些晦涩难懂的参数和指令，用最直白的方式解释清楚。毕竟，数控技术这玩意儿入门门槛相对较高，很多新手光是理解坐标系和刀具补偿这些概念就已经头疼了，所以，清晰度和实用性是我最看重的两个点。光是看着目录，我已经能想象出那些密密麻麻的程序代码和机床操作界面了，希望这本书能把它们讲得透彻。

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说实话，这本书的排版风格简直是一场视觉上的灾难，尤其是那些复杂的表格和代码块，它们挤在一起，字体大小不一，经常出现注释和正文混在一起的情况，阅读体验非常糟糕。我常常需要用手指甚至尺子来辅助定位，才能勉强跟上作者的思路。特别是涉及到数学公式和几何转换的部分，很多关键的下标和上标都打印得非常模糊，导致我不得不频繁地停下来，查阅其他资料来确认公式的准确性，这极大地打断了学习的连贯性。如果能重新设计一下布局，采用更加现代和清晰的版式，比如在关键概念旁边留出足够的空白进行标注，或者使用不同颜色的背景来区分代码和解释文字，效果一定会好很多。此外，书中引用的标准和规范似乎有点陈旧了，我翻阅了一下，引用的ISO标准号有些已经更新换代了，这在技术手册中是比较致命的疏忽，因为它直接关系到我们实际生产中是否能通过质量审核。一本技术教程，严谨性和规范性是生命线，这点上，这本书的编辑工作做得不够细致，让人不得不时刻保持警惕。

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我前几天刚把这本书从头到尾快速浏览了一遍，总体感觉信息量是足够大的，但深度上似乎略显不足，尤其是在探讨最新加工策略和后处理软件集成这一块，感觉有些跟不上行业发展的步伐了。比如，对于增材制造与减材制造的融合趋势，或者更智能化的自适应控制系统，书中的描述非常简略，更像是点到为止，没有深入挖掘背后的技术原理和应用难点。我真正想了解的是，当面对高精度、难加工材料（比如镍基高温合金）时，传统的固定路径编程思路应该如何调整？书中关于刀具路径优化算法的介绍，更多停留在基础的插补原理层面，对于那些基于有限元分析（FEA）的切削力预测和刀具磨损实时监控技术，几乎没有涉及。这对于一个追求技术前沿的工程师来说，吸引力就会大打折扣。我更希望看到一些对最新FANUC或西门子最新系统特性的深度解读，以及如何利用这些新功能来提高加工效率和表面质量的实战经验分享。这本书更像是一本扎实的入门或基础复习资料，但对于寻求进阶和创新解决方案的读者来说，可能需要寻找更多的补充读物。

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