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明兴祖，陈书涵 著

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122155214

商品编码：29764635527

包装：平装

出版时间：2013-01-01

基本信息

书名：数控技术(明兴祖)

定价：30.00元

作者：明兴祖、陈书涵

出版社：化学工业出版社

出版日期：2013-01-01

ISBN：9787122155214

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.400kg

编辑推荐

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内容提要

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　　数控技术是用数字程序控制数控设备实现自动工作的技术，广泛应用于制造领域。本书共分六章，章数控技术概述，简述了数控技术的基本概念与特点，数控设备的组成与分类，数控技术的发展状况；第2章数控加工及其程序编制，介绍了数控加工与数控程序编制基础，数控车削、铣削与加工中心的程序编制；第3章轨迹控制原理与数控系统，讨论了脉冲增量插补，数据采样插补，进给速度控制，可编程控制器和典型数控系统；第4章计算机数控装置，阐述了其组成、功能与特点，C装置的硬件、软件及数据预处理；第5章数控机床的传动控制与机械结构，介绍了数控机床的位置检测装置，进给伺服系统，主轴驱动及其机械结构，自动换刀装置，总体结构；第6章数控技术综合应用，叙述了数控机床的选用、安装与调试、维修，数控自动编程技术等内容。
　　本书内容全面、系统，力求重点突出，理论联系实际；文字简练，图文并茂；各章均附有习题，以及时巩固所学知识。
　　该书是普通高等教育机电类专业数控课程的教材，也可供研究生、电视大学和其他院校机电类专业的学生，以及有关工程技术人员参考。

目录

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章　数控技术概述
　1．1　数控技术的基本概念与特点
　　1．1．1　数控技术的基本概念
　　1．1．2　数控技术的特点
　1．2　数控设备的组成与分类
　　1．2．1　数控设备的组成
　　1．2．2　数控设备的分类
　1．3　数控技术的发展状况
　　1．3．1　数控设备的发展历史
　　1．3．2　数控技术的发展趋势
　习题1　
第2章　数控加工及其程序编制
　2．1　数控加工基础
　　2．1．1　数控加工的基本概念
　　2．1．2　数控加工的工艺设计
　2．2　数控程序编制基础
　　2．2．1　程序编制的方法、内容与步骤
　　2．2．2　程序编制的代码标准
　　2．2．3　NC程序的结构
　　2．2．4　NC程序的常用功能
　2．3　数控车削程序编制
　　2．3．工　数控车削编程基础
　　2．3．2　数控车削常用指令
　　2．3．3　数控车削加工实例
　2．4　数控铣削与加工中心程序编制
　　2．4．1　数控铣削与加工中心编程特点
　　2．4．2　数控铣削与加工中心系统的特殊功能指令
　　2．4．3　数控铣削与加工中心加工实例
　习题2　
第3章　轨迹控制原理与数控系统
　3．1　概述
　3．2　脉冲增量插补
　　3．2．1　逐点比较法
　　3．2．2　数字积分法
　……
第4章　计算机数控装置
第5章　数控机床的传动控制与机械结构
第6章　数控技术综合应用
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《精益制造的基石：现代工业自动化的核心技术》 本书并非一本孤立的理论教材，而是一本深入剖析现代工业生产流程，探究其核心驱动力——自动化技术——如何重塑制造业格局的深度解析。我们将目光聚焦于那些默默支撑着精密制造、高效生产的隐形巨匠，它们是何以让“制造”从手工的笨拙蜕变为如今的精准高效，又将如何引领我们迈向更智能、更可持续的未来。 引言：从流水线到智能车间——制造业的进化之路 回顾工业革命的漫漫长河，每一次技术的飞跃都伴随着生产方式的深刻变革。从蒸汽机的轰鸣到电力驱动的普及，再到信息技术的融合，制造业始终在不断突破边界。然而，进入21世纪，我们正目睹一场更为深刻的转型——从传统的自动化走向智能化、柔性化和集成化。这背后，离不开一系列关键技术的发展和应用。本书旨在揭示这些技术的内在逻辑、发展脉络及其对整个工业生态的颠覆性影响。我们将探讨自动化不仅仅是简单的机械运动，而是由精密控制、智能感知、信息互联和数据分析共同编织而成的一张复杂而高效的生产网络。 第一章：精准的脉搏——传感器技术与工业感知 在构建高度自动化的生产系统之前，我们首先需要赋予机器“感知”世界的能力。传感器，作为工业的“眼睛”和“触角”，它们采集着环境的温度、压力、位移、速度，甚至是微小的形变和化学成分。本章将深入介绍各类主流的工业传感器，从基本的接触式开关到高度集成的光学、声学、磁学及惯性传感器。我们将解析它们的工作原理，了解不同传感器在精度、响应速度、环境适应性等方面的差异，并探讨它们如何被巧妙地应用于产品质量检测、设备状态监测、物料追踪以及安全防护等环节。我们将以实际案例展示，例如在汽车制造中，高精度视觉传感器如何识别零部件的细微瑕疵，而在航空航天领域，特殊环境下的传感器如何保障极端条件下的精确测量。此外，我们还将探讨新兴的传感技术，如MEMS（微机电系统）传感器及其在物联网和可穿戴设备中的应用潜力，以及它们如何进一步提升工业自动化的感知维度。 第二章：灵巧的指令——执行器与驱动技术 有了“感知”，就需要有“行动”。执行器，是自动化系统的“手脚”，它们将控制信号转化为实际的机械运动，驱动生产流程的每一步。本章将详细介绍各类工业执行器，包括电动执行器（伺服电机、步进电机）、液压执行器和气动执行器。我们将分析它们的结构特点、性能优势、适用场景，以及如何根据负载、精度和响应速度的要求进行选择。尤其值得关注的是伺服电机和步进电机技术的发展，它们如何通过高精度编码器和先进的驱动算法，实现对运动的精准控制，从而完成复杂的产品装配、精密加工和搬运任务。此外，本章还将触及执行器相关的驱动电源、减速器等关键组件，以及它们在提升系统效率、降低能耗方面的作用。 第三章：智慧的大脑——控制器与逻辑编程 自动化系统的核心在于其“大脑”——控制器。无论是PLC（可编程逻辑控制器）、DPC（分布式控制系统）还是更高级的运动控制器，它们负责接收来自传感器的数据，进行逻辑判断，并发出指令给执行器。本章将深入解析不同类型控制器的架构、通信方式和编程方法。我们将重点介绍PLC作为现代工业自动化“瑞士军刀”的强大能力，解析其梯形图、指令表、结构化文本等编程语言的特点，并通过实际的控制逻辑设计案例，展示如何构建复杂的自动化生产流程。同时，我们将探讨DPC在大型、分布式系统中的优势，以及CNC（数控）系统在精密加工领域不可替代的作用，其如何将复杂的几何信息转化为高精度的刀具运动路径。本章还会涉及嵌入式控制器和工业PC的应用，以及它们在实现更高级的智能化控制中所扮演的角色。 第四章：信息的高速公路——工业通信与网络 在现代化的工业生产中，设备之间、系统之间、人与设备之间的信息流动至关重要。工业通信技术就像是工业生产中的“神经系统”，确保信息的快速、可靠传输。本章将全面介绍各种工业通信协议和网络技术。我们将从传统的串行通信（如RS-232/485）讲到现场总线技术（如PROFIBUS, CANopen, DeviceNet），再到当前主流的工业以太网（如EtherNet/IP, PROFINET, Modbus TCP）。我们将分析不同通信方式的特点、优势、应用范围以及在实时性、抗干扰性、集成度等方面的权衡。此外，本章还将关注工业无线通信技术（如Wi-Fi、LoRa、5G）在实现柔性生产和移动自动化方面的潜力，以及OPC UA等开放性通信标准在打破信息孤岛、实现工业物联网（IIoT）互联互通中的关键作用。 第五章：生产的蓝图——CAD/CAM/CAE的协同 从产品的概念设计到最终的制造， CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）和CAE（计算机辅助工程）这三大软件工具构成了现代工程设计与制造的基石。本章将详细阐述这三者的协同工作模式。CAD软件如何将工程师的创意转化为精确的三维模型；CAE软件如何利用这些模型进行仿真分析，预测产品在各种工况下的性能，从而优化设计；而CAM软件，则如何将设计模型转化为指导生产设备的指令，例如在数控机床上生成刀具路径，确保产品的高效、精确加工。我们将通过实例说明，例如在汽车行业的车身设计，工程师如何利用CAD建立模型，CAE进行碰撞模拟和结构强度分析，最终CAM软件输出数控机床的加工程序，实现从虚拟到现实的完美转化。本章还将探讨参数化设计、仿真驱动设计以及虚拟制造等先进理念，它们如何进一步提升设计效率和产品质量。 第六章：精益的延伸——机器人技术与自动化集成 机器人，特别是工业机器人，是自动化领域最引人注目的技术之一。它们以其强大的重复作业能力、高精度和灵活性，深刻改变着装配、焊接、搬运、喷涂等生产环节。本章将深入探讨工业机器人的类型、结构、运动学与动力学原理。我们将介绍串联机器人、并联机器人、协作机器人等主流机器人形态，以及它们的适用场景。同时，本章还将重点关注机器人与其它自动化设备（如AGV/AMR、视觉系统、传感器）的集成，以及如何通过编程和仿真软件，实现复杂的机器人工作单元和柔性生产线的构建。我们将以汽车制造、电子产品组装等行业为例，展示机器人如何协同完成高难度、高强度的生产任务，并提高生产效率和产品一致性。此外，本章还将展望协作机器人（Cobots）的发展趋势，它们如何与人类工人并肩工作，提升生产的灵活性和安全性。 第七章：数据的力量——工业大数据与智能制造 随着自动化和信息化的深入，海量的数据正在被生成和收集。这些数据，蕴含着提升生产效率、优化运营、预测故障的巨大潜力。本章将探讨工业大数据在智能制造中的应用。我们将介绍如何采集、存储、处理和分析来自传感器、设备、生产过程的各类数据。本章将重点关注数据挖掘、机器学习、人工智能（AI）等技术，如何在生产过程中实现故障预测与诊断（PPM）、工艺参数优化、质量追溯、能耗管理等。我们将通过案例说明，例如在冶金行业，如何利用大数据分析预测设备可能发生的故障，提前进行维护，避免停机损失；或者在制药行业，如何通过数据分析优化生产流程，确保产品质量的稳定性和批次一致性。本章还将探讨数字孪生（Digital Twin）的概念，它如何通过构建物理实体的虚拟镜像，实现对生产过程的实时监控、仿真和优化。 第八章：面向未来的工厂——智能化与柔性化 本书的最后一章，我们将目光投向未来。智能化和柔性化是现代制造业发展的必然趋势。我们将探讨如何将前面介绍的各项技术进行深度融合，构建高度自主、自我优化、能够快速响应市场变化的新一代智能工厂。本章将讨论模块化生产、服务型制造、预测性维护、人机协作等概念，以及它们如何通过先进的自动化技术得以实现。我们将展望未来工厂可能的样子：设备之间能够自主协同，生产线能够根据订单需求快速重构，产品从设计到生产的周期将大大缩短，同时能耗和浪费将得到最大程度的控制。本书也将简要触及工业4.0、工业互联网等宏大概念，并分析其背后所依赖的核心技术和发展方向。 结语：自动化，驱动可持续的工业未来 通过对工业自动化核心技术的系统性梳理和深入剖析，本书旨在为读者提供一个全面而深刻的视角，理解现代制造业的演进逻辑和未来发展趋势。自动化技术并非孤立存在，它们相互依存、相互促进，共同构成了驱动工业进步的强大引擎。理解这些技术，不仅有助于技术从业者提升专业能力，更能帮助管理者洞察行业发展方向，为企业的数字化、智能化转型提供有力的支撑。我们相信，掌握并善用这些技术，将是企业在日益激烈的全球竞争中立于不败之地的关键。

评分☆☆☆☆☆

这是一本将“工艺”与“技术”紧密结合的典范之作。许多书籍侧重于机床的硬件规格或编程软件的界面操作，但这本书真正做到了将“技术”置于“工艺”的指导之下。我最喜欢它在处理动态刚度分析和颤振抑制策略时的阐述方式，它没有止步于告诉读者要选择合适的切削参数，而是提供了一套系统化的方法论，帮助我们理解系统固有频率和切削过程之间的耦合关系。在细节处理上，例如螺纹加工的同步控制和复杂螺旋插补的数学原理，作者的讲解既严谨又不失清晰，即便是面对那些高度依赖经验的领域，也能提供一个坚实的理论基础去指导实践。总而言之，这本书不是那种读完一遍就能束之高阁的参考书，它更像是一部需要不断翻阅、对照自身工作进行实践验证的“案头帮手”，它的价值会随着你在数控领域经验的积累而愈发凸显。它提升的不仅仅是我的编程技能，更是我对整个精密制造链条的理解深度和掌控力。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感受是其强烈的“问题导向”特质。它不是按部就班地介绍功能，而是围绕着制造业中那些最常见、最棘手的“疑难杂症”来组织内容的。比如，在讨论高精度镗孔工艺时，它不仅提到了刀具的几何精度，更深入探讨了机床热变形对精度的影响，并给出了基于实时温度数据的补偿思路。这种对实际工程挑战的深刻洞察力，是很多纯理论著作所不具备的。我尤其欣赏书中对“工装夹具设计对数控编程的影响”这一环节的处理，它强调了人机工程学和工艺规划的早期介入，体现了全流程优化的思想。我记得上次我们团队为了解决一个复杂异形件的五轴联动干涉问题而焦头烂额，如果早些时候有这样一本指导手册，我们或许能更早地通过软件仿真和代码逻辑预判来规避风险。这本书的深度在于，它不仅仅告诉你如何用软件实现功能，更是在教你如何用工程思维去“思考”数控系统的每一步操作，这是一种思维方式的升级。

评分☆☆☆☆☆

这部作品简直是为那些渴望深入理解现代制造核心的同行们量身定做的宝典。我花了数周时间沉浸其中，感觉自己仿佛站在了国家级精密车间的操作台前。书中的章节布局极其严谨，从最基础的坐标系建立到复杂曲面的刀具路径规划，逻辑链条清晰得让人惊叹。特别是关于高级编程语言应用的那几部分，作者没有停留在理论的表层，而是通过大量实际案例展示了如何将数学模型转化为高效、可靠的加工代码。我尤其欣赏作者在讨论误差补偿策略时的那种工程师式的务实精神，它不是空泛的学术讨论，而是直接指向生产线上“废品率”这个最敏感的指标。阅读过程中，我时常需要对照手边的工具手册和一些老旧的工装图纸，以便更好地将书本知识与我过去的工作经验进行印证和融合。这本书的价值，我认为在于它成功地架设了一座坚实的桥梁，连接了冰冷的理论公式与机器轰鸣的实际操作，让“数控”不再是遥不可及的黑箱操作，而是可以被完全掌控和优化的系统工程。这本书的插图和图表绘制得非常专业，很多复杂的运动轨迹图，即使用语言描述也容易产生歧义，但通过图示，一切迎刃而解，大大降低了自学曲线的陡峭程度。

评分☆☆☆☆☆

对于我们这些常年在一线奋战，偶尔需要回顾基础理论以应对新技术挑战的人来说，这本书的检索性和系统性简直是救星。我发现自己不必翻阅十好几本书来查找一个关于进给量自动补偿的详细说明，因为这本书几乎将所有关键的理论知识点都整合在了相对应的章节里。它的语言风格非常平实，没有过多的华丽辞藻，直奔主题，这对我这种时间宝贵的人来说极为友好。在讲解表面粗糙度与切削参数关系的那一章，作者没有使用那些晦涩的经验公式，而是引入了大量的微观切削模型，让我首次清晰地看到了刀具路径与最终表面形貌之间的直接物理关联。我甚至发现了一些我过去工作中忽略的小技巧，比如在特定材料加工中，利用主轴转速的微小波动来控制残余应力的释放。这本书的排版也值得称赞，注释和公式推导都清晰地标记在旁边，方便阅读时随时查阅，而不是像某些教材那样，公式和解释分散在页面的不同角落，打断阅读的连贯性。它确实提供了一个扎实可靠的知识框架。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚拿到这本书的时候，我还有点担心内容会不会过于偏向某一特定品牌或特定机床的私有化操作，毕竟市面上的教材很多都有这种倾向。但这本书的视野非常开阔，它似乎有一种超越具体设备的心法在里面。它着重于描述“为什么”要这样做，而不是简单地罗列“怎么”做。举个例子，它对G代码和M代码的内在逻辑结构进行了深入剖析，而不是简单地当作一堆指令来记忆。这种由内而外的讲解方式，让我彻底理解了数控系统是如何“思考”和“执行”指令的。我过去在处理多轴联动难题时经常感到力不从心，但这本书中关于运动学和逆解算法的介绍，虽然初期阅读略有难度，但一旦理解其核心思想，就感觉豁然开朗，仿佛打开了通往更高精度加工的大门。我特别喜欢它对“柔性制造系统”中软件集成部分的探讨，这在很多强调硬件性能的教材中是常常被忽略的，但正是这些软件层面的优化，才真正体现了现代制造的智能化水平。这本书更像是一本高级研修班的讲义，它要求读者具备一定的基础，但回报也是巨大的——它能让你从一个熟练操作员升级为能够设计和优化整个工艺流程的工程师。