內容簡介
《柔性製造自動化概論(第2版)/普通高等教育“十一五”國寶規劃教材》是由湖北省教學改革基金支持、為高等學校機械設計製造及其自動化專業編寫的一本教材,內容涉及柔性製造自動化係統及其單元技術,包括柔性製造係統(FMS)、柔性裝配係統(FAS)、人與柔性製造自動化係統、柔性製造自動化係統的機床特徵、柔性製造係統的刀具及刀具管理、工業機器人、自動倉庫和自動導嚮小車(AGV)、柔性製造自動化的控製技術和監視技術、柔性製造係統的計算機管理軟件、柔性製造係統的建模與仿真、柔性製造係統的設計、柔性製造係統的開放、基於柔性製造的先進生産模式。
柔性製造自動化是多個學科的高新技術交叉融閤的産物,《柔性製造自動化概論(第2版)/普通高等教育“十一五”國寶規劃教材》絕大部分內容取材於先進工業國傢的文獻資料,全麵反映瞭當代機械製造自動化的技術特色和發展趨勢。全書各章節組成瞭由麵到點、由遠到近、內容均衡的體係結構,襯托齣柔性製造自動化的完整麵貌,展現齣多學科成果交叉融閤的科技創新道路。
《柔性製造自動化概論(第2版)/普通高等教育“十一五”國寶規劃教材》立足於入門和應用,因此盡量選用瞭源於生産、具有示範意義的實例,語言通俗流暢,有較多圖例配閤文字敘述。本書還有配套的教學光盤,可用來增強教學效果。
《柔性製造自動化概論(第2版)/普通高等教育“十一五”國寶規劃教材》可作為機械工程、工業工程、工業自動化等學科的教學用書,也適閤工程技術人員自學和參考。
內頁插圖
目錄
緒論
思考題與習題
第1章 柔性製造係統
1.1 從自動綫到柔性製造係統
1.2 柔性製造係統的功能及適用範圍
1.3 柔性製造係統的結構與分類
思考題與習題
第2章 柔性裝配係統
2.1 柔性裝配係統的特徵
2.2 柔性裝配係統的控製技術
2.3 柔性裝配係統的傳感技術
2.4 柔性裝配係統實例
思考題與習題
第3章 人與柔性製造自動化係統
3.1 人機閤一的製造觀
3.2 麵嚮操作人員的數控機床
3.3 麵嚮現場工作人員的柔性製造自動化係統
3.4 人機協調的柔性裝配係統
思考題與習題
第4章 柔性製造自動化係統的機床特徵
4.1 適用於FMS的機床製徵
4.2 麵嚮FMS的加工中心
4.3 車削中心
思考題與習題
第5章 柔性製造係統的刀具及刀具管理
5.1 柔性製造自動化對刀具的要求及對策
5.2 刀具管理係統的設備配置
5.3 刀具識彆和刀具預高
5.4 刀具管理係統的運作過程
5.5 刀具監控
思考題與習題
第6章 工業機器人
6.1 工業機器人及其結構
6.2 工業機器人的分類及選用
6.3 工業機器人的應用
思考題與習題
第7章 自動倉庫和自動導嚮小庫(AGV)
7.1 自動倉庫
7.2 自動導嚮小車(AGV)
思考題與習題
第8章 柔性製造自動化的控製技術和監視技術
8.1 概述
8.2 麵嚮柔性製造自動化的PLC技術
8.3 麵嚮柔性製造自動化的數控係統
8.4 DNC控製係統
8.5 多級分布式控製係統
8.6 柔性製造自動化的監視技術
思考題與習題
第9章 柔性製造係統的計算機管理軟件
9.1 FMS及其管理軟件
9.2 係統管理軟件
9.3 刀具管理軟件
9.4 刀具室管理軟件
9.5 生産規劃軟件
9.6 作業規劃軟件
9.7 統計報告軟件
9.8 預防維護軟件
思考題與習題
第10章 柔性製造係統的模建與仿真
10.1 仿真
10.2 柔性製造係統的邏輯模型
10.3 柔性製造係統仿真的算法原理和仿真語言
10.4 決定柔性製造係統仿真的主要事項
10.5 建模與仿真實例
思考題與習題
第1l章 柔性製造係統的設計
11.1 柔性製造係統的設計步驟
11.2 柔性製造係統的初步設計
11.3 柔性製造係統的詳細設計
11.4 柔性製造係統的布局設計
11.5 柔性製造係統設計方案的評價
11.6 設計實例
思考題與習題
第12章 柔性製造自動化係統的開放
12.1 柔性製造自動化係統的開放
12.2 分布式信息處理係統
12.3 控製裝置的開放
12.4 通信係統的開放
12.5 生産過程控製的開放
思考題與習題
第13章 基於柔性製造的先進生産模式
13.1 計算機集成製造係統(CIMS)
13.2 智能製造係統(IMS)
13.3 精良生産(LP)
13.4 敏捷製造(AM)
思考題與習題
參考文獻
前言/序言
《現代精密製造技術集成與優化》 圖書簡介 在瞬息萬變的全球市場競爭環境中,製造企業麵臨著前所未有的挑戰與機遇。産品生命周期日益縮短,客戶需求日益個性化與多樣化,同時對産品質量、生産效率和成本控製的要求也愈發嚴苛。麵對這些復雜而動態的需求,傳統的大規模、標準化生産模式已難以適應。因此,掌握並應用最前沿的製造技術,實現生産過程的精細化、智能化和柔性化,成為提升企業核心競爭力的關鍵。 《現代精密製造技術集成與優化》一書,正是為瞭應對這一時代挑戰而精心編撰。它並非僅僅介紹零散的製造技術,而是著眼於將一係列先進的製造技術進行係統性的梳理、集成與優化,旨在為讀者提供一個全麵、深入且具備高度實踐指導意義的現代製造技術知識體係。本書旨在幫助讀者理解如何在復雜的製造環境中,科學地選擇、組閤和運用各種精密製造技術,以實現生産係統的最佳性能。 本書首先從理論高度齣發,深入剖析瞭現代精密製造的核心理念與發展趨勢。它將精密製造置於更廣闊的工業4.0、智能製造的大背景下進行審視,闡述瞭數字化、網絡化、智能化如何滲透並重塑著傳統的製造模式。讀者將瞭解到,現代精密製造不再是單一技術的堆砌,而是係統工程的集成與優化,是多學科交叉融閤的産物。本書詳細探討瞭精密製造在材料、工藝、設備、信息技術等多個維度的協同發展,強調瞭“從設計到製造,再到服務”的全生命周期集成理念。 在技術內容方麵,本書聚焦於當前最前沿、最具代錶性的精密製造技術。增材製造(3D打印)作為顛覆性的製造技術,其原理、材料、工藝流程、應用領域及其與傳統減材製造的互補性被深入剖析。本書不僅涵蓋瞭金屬、高分子、陶瓷等多種增材製造材料的特性,還詳細介紹瞭選擇性激光熔化(SLM)、熔融沉積成型(FDM)、立體光刻(SLA)等主流工藝的優缺點及適用場景。特彆地,本書還探討瞭如何通過增材製造實現復雜結構的設計與製造,以及其在原型製造、定製化生産、復雜零部件製造中的獨特優勢。 精密切削加工作為精密製造的基石,本書對其進行瞭係統性的闡述。在傳統精密加工的基礎上,本書重點介紹瞭微納精密加工、超精密加工等前沿技術。讀者將深入瞭解超硬材料刀具、金剛石刀具、PCD/CBN刀具的選用與優化,以及影響加工精度和錶麵質量的關鍵因素,如刀具磨損、切削力、熱變形等。本書還關注瞭智能化切削技術,包括基於模型的切削參數優化、刀具壽命預測、切削過程實時監控與反饋控製等,強調瞭如何通過先進的傳感技術與算法提升加工效率和産品一緻性。 特種加工技術在實現特殊材料的加工、復雜形狀的成型以及獲得特殊錶麵性能方麵發揮著不可替代的作用。本書詳細介紹瞭電火花加工(EDM)、激光加工、超聲波加工、離子束加工等主流特種加工技術。對於每種技術,本書都從其基本原理、設備特點、工藝參數選擇、適用材料與工件形狀、以及加工精度與錶麵質量等方麵進行瞭詳細的講解。此外,本書還探討瞭這些特種加工技術如何與其他製造技術相結閤,以解決傳統加工方法難以剋服的技術難題,例如在微流控芯片製造、生物醫用材料加工等領域的應用。 先進裝配與檢測技術是精密製造係統不可分割的組成部分。本書深入探討瞭自動化裝配、機器人裝配、微納裝配等技術。讀者將瞭解到不同類型機器人的選型原則、運動控製策略,以及視覺引導、力反饋等先進裝配技術的應用。在檢測方麵,本書不僅涵蓋瞭傳統的測量技術,如三坐標測量機(CMM)、光學測量等,更著重介紹瞭基於機器視覺的自動化檢測技術、在綫無損檢測技術(NDT),以及工業CT(計算機斷層掃描)等先進檢測手段。本書強調瞭如何通過集成化的檢測係統,實現從原材料到成品的全過程質量監控與追溯,從而確保産品質量的可靠性。 製造過程的智能化與優化是本書的核心價值所在。本書詳細闡述瞭製造執行係統(MES)、企業資源規劃(ERP)與産品生命周期管理(PLM)等信息係統的集成應用,強調瞭數據在製造過程中的驅動作用。讀者將瞭解到如何利用大數據分析、人工智能(AI)、機器學習等技術,對生産數據進行挖掘與分析,從而實現生産計劃的動態優化、設備狀態的預測性維護、工藝參數的自適應調整以及生産過程的實時監控與調度。本書還重點介紹瞭數字孿生(Digital Twin)的概念及其在精密製造中的應用,即通過構建與物理實體同步的虛擬模型,實現對生産過程的模擬、優化與預測,從而極大地提升瞭製造係統的靈活性與魯棒性。 係統集成與優化是本書的另一大亮點。精密製造係統是一個復雜的協同體,任何一個環節的不足都可能影響整體性能。本書強調瞭如何將上述各種先進技術進行有效的集成,形成一個高度協同、高效運轉的製造係統。它探討瞭係統集成過程中可能遇到的挑戰,並提供瞭相應的解決方案,例如接口標準化、數據互聯互通、協同工作流程設計等。同時,本書還介紹瞭精益製造(Lean Manufacturing)、六西格瑪(Six Sigma)等管理理念在精密製造係統優化中的應用,旨在幫助讀者在技術應用的基礎上,進一步提升生産效率、降低製造成本、縮短生産周期,並最終實現客戶滿意度的最大化。 本書的編寫風格嚴謹而清晰,理論與實踐緊密結閤。每章都配有豐富的案例分析和圖錶說明,幫助讀者更直觀地理解復雜的概念和技術。作者們結閤瞭自己多年的研究與實踐經驗,力求提供最貼近工業實際的解決方案。本書適閤於高等院校相關專業的師生,也同樣適用於在精密製造領域工作的工程師、技術管理人員以及對現代製造技術感興趣的各界人士。 總而言之,《現代精密製造技術集成與優化》旨在為讀者構建一個全麵、係統、前瞻性的現代精密製造技術知識框架。通過閱讀本書,讀者將能夠深刻理解現代精密製造的內涵,掌握前沿的製造技術,並學會如何將這些技術進行有效的集成與優化,以應對日益激烈的市場競爭,實現製造能力的跨越式發展。它不僅是一本技術手冊,更是一部引領現代製造變革的指南。
嚴謹的邏輯,清晰的脈絡,助力專業成長。 《柔性製造自動化概論(第2版)》的邏輯結構之嚴謹,令我印象深刻。作者在構建全書體係時,思路清晰,層層遞進,使得讀者能夠循序漸進地掌握核心概念。從宏觀的工業發展背景,到中觀的係統設計理念,再到微觀的關鍵技術細節,每一個章節都像是為讀者鋪設好的颱階,引領我們一步步走嚮深入。書中對概念的定義精準,對原理的闡述透徹,對技術的分析到位,沒有任何含糊不清或牽強附會之處。我特彆欣賞作者在處理復雜技術問題時的嚴謹態度,他總是能夠站在一個更高的層麵,梳理齣問題的本質,然後逐步深入分析。這種嚴謹的邏輯和清晰的脈絡,對於我們這些需要係統學習專業知識的讀者來說,是極為寶貴的。它幫助我構建瞭一個穩固的知識框架,避免瞭在碎片化信息海洋中迷失方嚮。每一次閱讀,都感覺是在進行一場嚴謹的學術探討,思維也因此得到瞭極大的鍛煉和提升。