计算机数控技术

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出版者:清华大学出版社
作者:斯蒂纳松
出品人:
页数:419
译者:
出版时间:2007-1
价格:49.90元
装帧:
isbn号码:9787302154822
丛书系列:
图书标签:
  • 运动控制
  • 数控技术
  • CNC
  • 计算机数控
  • 数控机床
  • 加工技术
  • 机械制造
  • 工业自动化
  • 数控编程
  • G代码
  • 制造工程
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具体描述

好的,这是一份关于《非接触式传感技术在智能制造中的应用》的图书简介: --- 《非接触式传感技术在智能制造中的应用》 本书导言:迈向工业4.0的关键感知技术 随着全球制造业向工业4.0和智能制造的深度转型,传统基于物理接触的测量和检测方法正逐渐暴露出其局限性——例如对工件表面的损伤、测量速度的限制以及在极端环境下的可靠性挑战。非接触式传感技术,凭借其高精度、高速度、无需物理干预以及对复杂乃至动态对象进行测量的独特优势,已成为实现智能生产、质量控制和过程优化的核心驱动力。 本书《非接触式传感技术在智能制造中的应用》并非聚焦于传统的数控编程与机床操作理论,而是将视角投向更前沿、更具颠覆性的感知与决策支撑技术,深入剖析了支撑现代智能工厂运行的关键“眼睛”和“耳朵”——即各类先进的非接触式传感器系统及其在实际生产环境中的集成与应用。 第一部分:非接触式传感技术的基础原理与分类 本部分首先为读者构建起一个坚实的理论基础,全面梳理当前主流的非接触式传感技术的工作机理。 1.1 光学传感技术的核心要素 重点阐述了激光三角测量法、激光扫描、结构光、飞行时间(ToF)技术以及光电编码器在精密位移和三维形貌测量中的应用。详细分析了影响测量精度的关键因素,包括光源稳定性、接收元件的性能(如CMOS/CCD的像素噪声)以及环境光干扰的抑制策略。特别介绍了高动态范围(HDR)成像技术如何克服复杂光照条件下的测量难题。 1.2 电磁波与声波传感的拓展 深入探讨了基于电磁波的雷达(特别是毫米波雷达)和太赫兹(THz)成像技术在穿透性检测中的潜力,例如对非金属材料内部缺陷的早期识别。同时,详尽分析了超声波传感在恶劣环境(如高温、高压蒸汽介质)中进行液位、距离和流速测量的原理及抗干扰技术。 1.3 图像处理与机器视觉的融合 本章超越了简单的图像采集,聚焦于如何从原始图像数据中提取有意义的工程信息。详细介绍了深度学习算法(如卷积神经网络CNN)在缺陷识别、特征提取和姿态估计中的应用,并讨论了如何设计高鲁棒性的视觉系统以应对生产线高速运动带来的运动模糊问题。 第二部分:先进非接触式传感器在关键制造环节的应用 本部分将理论与实践紧密结合,展示了非接触式技术如何重塑传统制造流程中的关键环节。 2.1 在线几何测量与尺寸校验 对比了接触式探针与激光扫描在大型复杂曲面(如航空叶片、汽车模具)几何精度检测中的优劣。详细阐述了如何利用高精度线阵扫描仪实现对生产线上正在加工部件的亚微米级尺寸实时监控与反馈,从而实现“零缺陷”生产。 2.2 表面质量的无损检测(NDT) 重点介绍了红外热成像技术在监测设备发热状态和材料热处理过程中的精确控温应用。此外,还探讨了基于特定波段的荧光检测技术,用于识别材料表面的微裂纹或残留污染物,这些是传统目检难以察觉的。 2.3 动态过程的实时监控 本章关注于高速或振动环境下的测量挑战。例如,如何利用高帧率光纤振动传感器监测机床主轴的健康状态,预防突发故障;以及利用非接触式速度测量技术(如多普勒测速)来优化切割或喷涂过程中的物料沉积速率。 第三部分:系统集成、数据处理与智能决策 先进的传感器只是数据源,真正的价值在于数据的有效处理和智能反馈。 3.1 传感器数据的高速采集与预处理 讨论了处理TB级传感器数据的挑战,包括数据同步、时间戳校准和边缘计算的必要性。阐述了FPGA和高性能GPU在传感器数据实时滤波和降噪中的关键作用,确保输入到决策层的数据是干净且及时的。 3.2 工业网络通信与数据集成 详述了TSN(时间敏感网络)等工业以太网标准如何保障大规模异构传感器网络之间数据传输的确定性和低延迟性,这是实现闭环控制的基础。重点分析了传感器数据在MES/ERP系统中的标准接入规范。 3.3 基于感知数据的闭环控制策略 本书的亮点在于阐述如何将实时的非接触测量结果转化为对生产设备(如机器人、机床)的精确修正信号。例如,如何利用三维扫描结果动态调整机器人末端执行器的路径,以补偿工件因热形变造成的偏差,实现自适应制造。 总结与展望 本书旨在为从事智能制造系统集成、质量工程、自动化控制以及相关研发工作的工程师和技术人员,提供一套全面、深入且具有高度实践指导意义的非接触式传感技术应用蓝图。通过对前沿技术的解析和实际案例的剖析,本书致力于推动读者从传统的“事后检验”思维,跃升至“过程预测与实时修正”的先进制造模式。 ---

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读后感

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这次入手一本关于“计算机数控技术”的书,说实话,一开始抱着一种半信半疑的态度,毕竟这听起来就挺硬核的。但翻开第一页,就被它那种“循序渐进”的学习路线吸引住了。它并没有直接丢给你一大堆晦涩难懂的专业术语,而是从最基础的概念讲起,比如CNC机床的组成、数控编程的基本原理,以及各种常用指令的含义。让我印象深刻的是,作者花了相当大的篇幅来讲解G代码和M代码,这些代码虽然看起来像是天书,但在书里被拆解得非常细致,配合大量的图例和实际操作步骤,真的让我在短时间内就理解了它们的作用。尤其是关于刀具补偿、坐标系设置这些看似复杂的部分,书里都有非常清晰的阐释。我记得有一个章节专门讲到了不同类型数控机床的操作特点,比如铣床、车床、磨床等等,每种机床的加工过程和编程逻辑都有详细的对比和分析,这对于我这种想要了解CNC全貌的读者来说,简直是太有帮助了。而且,书中穿插了一些实际案例,模拟了从图纸到加工完成的全过程,这让我能更直观地看到理论知识是如何转化为实际生产力的。我之前一直觉得CNC编程离我遥不可及,但看完这部分内容,我开始觉得,只要掌握了方法,理解这些指令并不是那么困难。整本书的逻辑非常清晰,就像是有一位经验丰富的老师在旁边手把手地教你一样,让你能够逐步建立起对CNC技术的完整认知,并且有信心去尝试实际操作。

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这本书给我最大的感受,就是它能把一个本来听起来非常“高冷”的技术,变得“亲民”起来。我一直觉得CNC技术离我们普通人有点远,很多描述都充满了专业术语,让人望而却步。但这本书的语言风格非常朴实,而且大量使用了形象的比喻和生动的例子,让我即使不是专业出身,也能轻松理解其中的概念。比如,它在讲解坐标系的时候,就用到了生活中非常熟悉的“地图定位”来类比,一下子就让我明白了三维坐标系是如何工作的。在讲解刀具路径规划的时候,它也用到了“画画”的思路,让我们理解如何一步一步地“描绘”出工件的形状。而且,书中并没有一味地追求内容的深度,而是更加注重知识的广度和易懂性。它覆盖了CNC技术的各个方面,从最基础的原理,到进阶的应用,再到未来的发展趋势,都做了简要的介绍。这让我感觉,这本书就像是一本“CNC百科全书”,虽然不一定每一个知识点都挖得特别深,但它能让你对整个CNC技术有一个全面的了解,知道它的“全貌”是什么样的。对于我这种想要快速入门,了解CNC技术大概是什么样子的人来说,这本书简直是量身定制的。它没有给我造成任何学习上的压力,反而让我对这个领域产生了浓厚的兴趣,并且有动力去进一步探索更深入的内容。

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这次阅读“计算机数控技术”这本书,我最大的收获是它在“智能化”和“自动化”方向上的前瞻性。虽然这本书的大部分内容都是围绕着经典的CNC编程和操作展开,但它在后续的章节中,非常有远见地探讨了数控技术在未来的发展趋势。我特别注意到书里关于“CAM软件”和“逆向工程”的介绍。它详细讲解了如何利用CAM软件来辅助生成数控程序,以及如何通过三维扫描等技术来获取工件的数字模型,再通过逆向工程将其转化为可加工的CAD模型。这让我看到了CNC技术如何与现代设计软件、3D打印等技术相结合,实现更高效、更智能的制造。书中还提到了“工业互联网”和“智能制造”的概念,以及CNC机床在其中的作用,这让我意识到,CNC技术并非孤立存在,而是整个智能制造产业链中不可或缺的一环。它不仅仅是实现“自动加工”,更是在朝着“无人化工厂”、“柔性制造”等更高级的目标迈进。虽然这些概念听起来还比较遥远,但这本书通过对其基础原理的讲解,让我能够理解其背后的逻辑和技术支撑。它不仅教会了我如何操作一台数控机床,更让我对CNC技术未来的发展方向有了清晰的认识,这对于我规划未来的学习和职业发展都非常有启发意义。

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这本“计算机数控技术”的读后感,我得重点说说它在“实操性”上的极致追求。坦白讲,我之前看过的很多技术书籍,虽然理论讲得头头是道,但一到了实际操作层面,就感觉有点飘忽,好像还需要自己去摸索很多细节。但这本书完全不同!它不仅仅停留在理论层面,而是把大量的篇幅用于讲解如何在实际的数控机床上进行操作。从机床的开机、关机流程,到刀具的安装、对刀,再到工件的装夹、找正,每一个步骤都写得巨细靡遗,甚至连一些容易被忽略的小细节,比如如何正确地选择切削液、如何观察切削过程中的声音变化来判断是否正常,都写到了。更关键的是,书里提供了大量的实操练习题目,这些题目都非常贴近实际生产中的应用场景,比如加工一个圆柱面、一个方形孔,或者一个复杂的曲面。每一道题都附带了详细的解题思路和完整的数控程序,而且作者还对程序中的每一行代码都做了详细的解释,让你不仅知道“怎么做”,更知道“为什么这么做”。我尤其喜欢书里关于“参数化编程”和“宏程序”的讲解,这部分内容让我看到了如何通过编写更智能的程序来提高加工效率和灵活性,这对于我来说是之前完全没有接触过的领域。阅读这本书的过程中,我感觉自己就像是在真的操作一台数控机床一样,每一个步骤都清晰可见,每一个操作都有明确的指导,这让我对CNC加工过程的理解大大加深,也让我对未来在实际工作中应用这些技术充满了信心。

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我之前对“计算机数控技术”的理解,很大程度上是停留在“编程”这个层面,总觉得它就是写代码、调参数。但读了这本书之后,我才意识到,CNC技术 far beyond 编程本身。它其实是一个综合性的学科,涵盖了机械、电子、信息等多个领域。这本书恰恰就在这一点上做得非常出色,它不仅仅讲解了数控编程,还花了很大篇幅来介绍数控系统的结构和原理。比如,它详细解释了数控系统是如何接收和处理G代码指令的,以及伺服系统是如何控制刀具的运动的。通过对这些底层原理的介绍,我才明白,为什么有时候程序没问题,但加工出来的工件却不合格,原来可能问题出在数控系统的某个环节。书中还讲到了数控机床的故障诊断和维护,这部分内容对于我来说价值非常大。它列举了很多常见的故障现象,并给出了相应的排查方法和解决方案,这让我以后在遇到问题时,不再束手无策,而是能够有条理地去分析和解决。我特别喜欢书里关于“CNC加工工艺”的探讨,它并没有简单地给出几个通用性的工艺参数,而是深入分析了不同材料、不同刀具、不同加工方式对加工质量和效率的影响。这让我明白,要做出高质量的工件,不仅仅是写好程序,更重要的是要对整个加工过程有深刻的理解和把控。这本书提供了一个非常宏观的视角,让我能够站在更高的层面去审视CNC技术,也让我对它有了更全面、更深入的认识。

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