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出版者:7-81124

作者:郝继红

出品人:

页数:325

译者:

出版时间:2008-2

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787811242713

丛书系列:

图书标签:

• 数控车削
• CNC加工
• 机械加工
• 制造技术
• 金属切削
• 车削加工
• 数控技术
• 工业技术
• 加工工艺
• 机械工程

现代工业机器人应用与维护实务 （本书不包含“数控车削加工技术”相关内容） --- 第一部分：工业机器人基础与系统集成 第一章：工业机器人的演进与分类 本章深入探讨了工业机器人在全球制造业中的地位变迁，从早期的简单自动化设备到如今高度智能化的多轴机器人系统。我们将详细剖析目前主流的工业机器人类型，包括关节型机器人、SCARA机器人、Delta并联机器人以及六轴以上协作机器人的结构特点、运动学原理及其在不同生产场景下的适用性分析。重点讨论了机器人本体的结构设计如何影响其负载能力、工作范围和重复定位精度。此外，本章还将梳理各国及国际标准化组织（如ISO）对工业机器人的分类标准和安全规范的最新要求。 第二章：机器人驱动系统与控制原理 理解机器人的“肌肉”与“神经”是掌握其应用的关键。本章专注于机器人驱动系统的核心技术，详细解析伺服电机、减速器（谐波减速器、RV减速器）的工作原理及其对机器人动态性能的影响。在控制层面，我们将系统阐述工业机器人控制器的硬件架构（CPU、I/O模块、运动控制板卡）与软件结构（操作系统、内核算法）。重点内容包括：如何运用PID控制算法实现高精度的轨迹跟踪，以及机器人运动学和逆运动学的数学模型推导与解算方法，为后续的编程和离线仿真打下坚实的理论基础。 第三章：机器人系统集成与工作站设计 工业机器人很少单独工作，本章聚焦于如何将机器人成功集成到复杂的生产线中。内容涵盖工作站的整体布局设计原则，包括人机工程学考量、空间利用最大化和维护通道的预留。详细介绍机器人与外部设备的接口技术，如气动、液压、电气连接的标准化规范。此外，本章将深入讲解系统集成中的关键环节——安全屏障设计、光幕与急停系统的集成，确保在保证生产效率的同时满足严格的工业安全标准。 第四章：视觉引导系统（2D/3D视觉）在机器人中的应用 视觉技术是赋予机器人“眼睛”的关键。本章系统介绍工业机器视觉的基础理论，包括图像采集、预处理、特征提取和目标识别算法。针对机器人应用，我们将区分2D视觉定位（如平面定位、图案匹配）与3D视觉（如点云数据处理、立体视觉）在拾取（Pick and Place）、装配和复杂轨迹引导中的应用案例。重点分析如何通过标定技术（Hand-Eye Calibration）实现机器人坐标系与相机坐标系的高精度转换，并展示如何将视觉反馈结果实时转化为机器人运动指令。 --- 第二部分：机器人编程、调试与维护 第五章：主流机器人编程语言与离线仿真 本章系统介绍目前工业界主流机器人制造商（如FANUC, KUKA, ABB, 安川）的专用编程语言及其语法结构。内容涵盖在线示教编程、文本编程（如KRL, KAREL）的应用场景和优势。鉴于现代制造对柔性化的要求，本章将大量篇幅用于介绍离线编程与仿真技术（Offline Programming, OLP）。我们将详细阐述如何使用专业仿真软件（如Process Simulate, RobotStudio）构建精确的数字孪生环境，进行碰撞检测、节拍时间分析和程序验证，从而显著缩短现场调试时间。 第六章：机器人故障诊断与预防性维护 熟练掌握故障排除是保障生产连续性的核心技能。本章提供一套系统化的机器人故障诊断流程。内容包括：对伺服系统报警（过载、编码器错误）、I/O通讯中断、运动偏差等常见故障的分析思路和快速解决步骤。重点讲解如何利用机器人控制器内置的诊断工具（如示波器功能、历史记录分析）定位深层问题。在预防性维护方面，本章详细列出了定期的润滑保养计划、关键部件（如电池、风扇、密封件）的检查周期和更换标准，确保机器人系统长期稳定运行。 第七章：人机协作与安全标准实施 随着协作机器人的普及，人机交互的安全性和效率成为焦点。本章深入探讨国际安全标准（如ISO 10218、ISO/TS 15066）对机器人工作区域的要求。内容包括：安全围栏的设计、安全光幕、区域扫描仪的选型与部署。针对协作机器人，本章详细解析了力/扭矩限制型、速度/分离限制型协作模式的原理，以及如何通过风险评估（Risk Assessment）来确定安全停机距离和允许的接触力阈值。 --- 第三部分：高级应用与前沿技术 第八章：机器人路径规划与轨迹优化 高效的生产依赖于优化的运动路径。本章超越了简单的点到点示教，专注于复杂的轨迹生成技术。内容涵盖：如何在三维空间中生成平滑、连续的曲线轨迹（如样条曲线、圆弧插补），以满足喷涂、焊接等对连续性要求高的工艺。我们将探讨如何在保证运动平稳性的同时，通过优化加减速曲线（S型、T型加减速）来缩短循环时间，并介绍路径规划算法在复杂曲面跟踪中的应用。 第九章：焊接与喷涂工艺的机器人化集成 本章聚焦于机器人应用的两个重要领域：电弧焊和涂胶/喷涂。针对焊接应用，本书详细解析了TWA/Weld Seam Tracking（焊缝跟踪）技术，包括激光视觉跟踪和接触式示教技术，以及如何根据焊缝类型（对接、角焊）调整机器人工具中心点（TCP）姿态和焊接参数（电流、电压、送丝速度）的联动控制。对于喷涂应用，重点讲解了雾化技术、喷枪控制的同步性，以及如何通过编程实现厚度均匀的复杂曲面覆盖。 第十章：面向工业物联网（IIoT）的机器人数据采集与云端管理 现代工厂正在向数字化转型，机器人作为关键生产单元必须接入工业物联网。本章介绍如何利用OPC UA、MQTT等工业通信协议，实现机器人控制器与上层MES/ERP系统的数据交互。重点阐述如何采集和分析机器人的运行数据（OEE、故障率、能耗），并利用这些数据进行远程监控、预测性维护和工艺参数的持续优化。探讨边缘计算在机器人本地数据预处理中的作用。 结论：面向未来的智能制造 总结工业机器人在实现柔性制造、提高质量一致性和应对劳动力短缺方面的核心价值，并展望未来机器人技术的发展方向，如AI驱动的自主决策、更高级别的触觉反馈和人机共融工作模式的普及。

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深入阅读到关于坐标系转换和刀具补偿的部分时，我发现书中对某些特定机床或后处理器的兼容性问题讨论得不够充分。在实际生产环境中，不同品牌的数控系统（如西门子840D、发那科31i等）在代码解析和安全区域定义上存在细微的差异，这些差异往往是导致程序在机床上首次运行时出错的关键点。这本书似乎预设了一个标准的、理想化的机床环境，对不同厂商代码的细微差别只是轻描淡写地提了一句“需要进行后处理适配”。这种处理方式在理论上是正确的，但在工程实践中，这种适配往往是最耗时的环节。我非常希望能看到作者分享一些关于主流数控系统之间进行代码迁移或参数调整的“陷阱”提示，或者提供一些通用的后处理器脚本编写的思路，这样对一线编程人员的帮助将是立竿见影的，远比单纯的G代码语法说明来得更有价值。

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这本书的语言风格是一种非常典型的学术陈述体，结构严谨，逻辑链条清晰到近乎刻板。每一个概念的引入都伴随着大量的数学公式和物理定律的引用，对于已经有一定机械设计基础的工程师来说，这无疑是理解其“为什么”的有效途径。然而，对于刚刚从职业学校毕业，急需快速上手操作的年轻技术人员来说，这种过于“理论化”的叙述方式会造成巨大的理解壁垒。例如，在讲解如何处理颤振问题时，书中详细推导了系统刚度和切削力之间的关系，但却很少提供一个“如果出现XXX现象，请先检查YYY和ZZZ”的实用排查清单。我个人觉得，作者在平衡理论深度和实际应用指导之间，明显偏向了前者。如果能增加一些图文并茂的故障诊断流程图或者“常见问题与解决方案”的附录，相信这本书的市场接受度会更高，更能成为车间技术员手中的“工具书”，而不是仅仅躺在书架上当参考资料。

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这本书在介绍数控编程语言（如ISO代码）的结构时，显得非常详尽，几乎把每一个代码段的含义都解释得清清楚楚，这对于想彻底掌握底层编程逻辑的人来说是极好的资源。然而，随着时代发展，很多现代制造企业已经高度依赖于集成式的CAD/CAM/CAE一体化解决方案，如Mastercam、UG NX或CATIA等。这本书对这些主流CAM软件的编程界面、宏编程模块的集成以及如何将三维模型无缝转化为高质量的数控代码的流程介绍，几乎没有涉及。它更像是在教你如何手工“写”出G代码，而不是如何利用现代软件高效地“生成”和“验证”代码。在我看来，一本面向当前市场的技术书籍，应该花更多篇幅讲解如何利用高级CAM功能来应对复杂几何体的挑战，并展示软件如何自动处理那些在手工编程中容易出错的细节，而不是仅仅停留于基础的直线和圆弧插补指令的教学。

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我花了整整一个下午的时间，试图从中找到一些关于刀具路径优化和复杂曲面切削策略的最新进展，结果发现这本书在这些前沿技术上的覆盖面显得有些滞后了。内容似乎更偏向于传统的三轴或基础五轴的G代码编程逻辑和机床结构原理，对于当前工业界越来越重视的智能化、自适应加工模块的探讨，几乎是空白的。比如，对于现代CAM软件中诸如“光顺连接”算法的深入解析，或者针对不同材料（比如高强度合金或复合材料）的切削参数动态调整模型，书中都没有进行详细的阐述。这使得这本书更像是一份上世纪末的技术规范汇编，而非一本面向未来智能制造的书籍。我期待看到的是如何利用大数据和机器学习来预测刀具磨损和优化加工精度，而不是仅仅依靠经验系数去手动输入进给速度。如果这本书能增加一个章节专门讨论工业物联网（IIoT）在数控车床监控中的应用，那它对提升现代工厂的效率将更有价值。

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这本书的装帧设计实在是太朴素了点，封面设计基本就是白底黑字，让人一眼看过去就觉得这是一本非常“硬核”的教科书，完全没有现在市面上那些技术书籍的精美插图和现代感。当我翻开内页时，更是验证了我的这种初步印象。纸张的质感比较一般，印刷的清晰度也只能算是中规中矩，尤其是一些涉及复杂机械图样的部分，线条的精细度稍显不足，对于初学者来说，盯着这些略显粗糙的图纸看久了眼睛会比较累。不过话说回来，如果抛开这些外在的包装不谈，这本书的内容本身还是挺扎实的。它似乎更侧重于理论基础的系统性梳理，而不是花哨的软件操作演示。对于那些需要深入理解数控加工底层逻辑和几何原理的读者来说，这种务实的风格或许更受欢迎，至少能感受到作者在知识体系构建上的严谨性。我希望能看到更多结合实际生产线案例的分析，而不是仅仅停留在公式推导和参数设定的层面，毕竟实际操作中的经验积累才是成长的关键。

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