制造装备及其自动化技术_张冬泉，鄂明成主编_9787030510082

　　《制造装备及其自动化技术》在分析了解制造技术、制造装备、机械化、自动化等基本概念及发展历史与现状的基础上，重点从现代机械制造装备和机械制造自动化两个方面分别系统地论述了它们的分类、原理、关键技术及工程应用。《制造装备及其自动化技术》旨在使机械工程类的高年级本科生在掌握传统机床、工艺装备及传统机械制造技术的基础上，学习掌握现代先进的制造装备及机械制造自动化的基本知识，了解并掌握当今新的机械工程自动化技术，培养学生对机械工程的自动化设计能力。
　　《制造装备及其自动化技术》共七章：第1章为制造装备及其自动化技术概述；第2章和第3章为现代制造装备，包括加工自动化设备和工业机器人；第4章和第5章为机械制造自动化技术，包括物料储运自动化技术和装配自动化技术：第6章为自动化集成技术，内容包括PLC技术及现场总线技术；第7章为制造自动化系统，内容包括成组技术、柔性制造单元、柔性制造系统和计算机集成制造系统。
　　《制造装备及其自动化技术》不仅适用于机械工程类专业高年级本科生，也可供相关工程技术人员参考。

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　　制造业是国民经济的支柱产业和经济增长的发动机，是国家创造力、竞争力和综合国力的重要体现，是国家安全的重要保障。制造业不仅为现代工业社会提供物质基础，而且为信息和知识社会提供先进装备和技术平台。装备制造业是国家的战略产业，而制造装备是制造机器的机器，为整个制造业及其装备制造业提供最基本的手段和工具。在尽可能提高制造装备自身的加工过程自动化技术与水平的同时，以制造装备为核心，组成自动化程度更高的集成化的自动化制造系统，是提高制造业劳动生产率、加强制造企业竞争能力、推动制造业快速向前发展的必然途径和关键。
　　本书以机械工程类专业（机械设计制造及自动化专业、机械工程及自动化专业、机械电子专业、机电一体化专业等）的高年级本科生为对象，试图让高年级本科生在已经学习了传统机械制造装备及制造技术的基础上，进一步学习和掌握现代制造装备及机械制造自动化的基本知识及自动化制造系统的核心技术，在传统机械制造与自动化制造之间建立起一个桥梁，进一步扩展学生的知识面，了解并掌握当今最新的机械工程自动化技术，培养学生对机械工程的自动化设计能力和驾驭自动化制造系统的能力。
　　本书以单机自动化设备（制造装备）和多机自动化系统（机械制造自动化）为主线，按照现代制造装备、制造自动化技术、制造自动化系统组织章节内容。本书共分为七章：第1章为制造装备及其自动化技术概述；第2章和第3章为现代制造装备，包括加工自动化设备和工业机器人；第4章和第5章为机械制造自动化技术，包括物料储运自动化技术和装配自动化技术；第6章为自动化集成技术，其内容包括PLC技术及现场总线技术；第7章为制造自动化系统，内容包括成组技术、柔性制造单元、柔性制造系统和计算机集成制造系统。
　　本书是在作者连续多年从事本科生“先进制造技术”、“先进制造系统”课程和研究生“现场总线控制网络”课程教学和实验的基础上，参考了多本国内外相关教材编写而成的。本书考虑到国内机械类专业逐步将开设“先进制造系统”课程过渡到开设“制造自动化”课程的特点，将“先进制造系统”课程的相关内容融入本书。本书充分借鉴现有教材的优点，补充完善现有教材中缺少和不足的部分。尤其是考虑到可编程逻辑控制器及现场总线是现代自动化制造系统中必不可少的组成部分，且很多学校将“可编程控制器”列为机械工程专业本科生选修课，而基本不为机械工程专业本科生开设“现场总线”课程的现状，因此将“可编程逻辑控制器”及“现场总线控制网络”融入到本书的第6章，称为自动化集成，体现了可编程逻辑控制器及现场总线技术在自动化制造系统中的集成作用。
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目录
前言
第1章制造装备及其自动化技术概述1
1.1基本概念1 1.1.1制造1 1.1.2制造业2 1.1.3制造技术2 1.1.4制造系统3 1.2制造业、装备制造业及其发展4 1.2.1制造业及制造技术的发展历程4 1.2.2制造业在国民经济中的地位5 1.2.3装备制造业与制造装备7 1.3制造自动化技术与自动化制造系统8 1.3.1机械化与自动化8 1.3.2制造自动化技术9 1.3.3自动化制造系统10 1.3.4实现制造自动化的条件13 1.4制造自动化技术发展14 1.5本书的结构17
思考题18 第2章加工自动化设备19 2.1加工自动化设备概述19 2.2组合机床22 2.3自动化生产线26 2.4数控机床31 2.4.1数控机床的基本概念32 2.4.2数控机床的工作原理32 2.4.3数控机床的组成33 2.4.4数控机床的分类36 2.4.5数控机床的特点40 2.5加工中心42 2.5.1加工中心的概念和特征42 2.5.2加工中心的组成42 2.5.3加工中心的分类45 思考题48 第3章工业机器人50 3.1工业机器人概述50 3.1.1机器人与工业机器人的基本概念50 3.1.2工业机器人的发展与应用51 3.1.3工业机器人的组成53 3.1.4工业机器人的分类56 3.2工业机器人的结构62 3.2.1工业机器人的运动自由度62 3.2.2机器人的工作空间与坐标系63 3.2.3工业机器人手臂63 3.2.4工业机器人手腕65 3.2.5末端操纵器65 3.3工业机器人的驱动系统69 3.3.1工业机器人对驱动系统的要求69 3.3.2工业机器人的驱动方式69 3.3.3工业机器人驱动与传动机构70 3.3.4工业机器人的制动74 3.4工业机器人的控制系统74 3.4.1工业机器人控制系统的功能75 3.4.2工业机器人控制系统的特点75 3.4.3工业机器人控制系统的组成76 3.4.4工业机器人的几种典型控制方法77 3.5工业机器人的应用79 3.5.1搬运机器人及其应用80 3.5.2焊接机器人及其应用81 3.5.3喷涂机器人及其应用84 思考题87 第4章物料储运自动化技术88 4.1概述88 4.2物料输送装备89 4.2.1输送机89 4.2.2随行夹具94 4.2.3随行工作台站96 4.2.4有轨运输小车96 4.2.5自动导引小车98 4.2.6移载机104 4.3物料交换装置105 4.3.1托盘交换装置106 4.3.2上下料机械手107 4.3.3上下料装置109 4.4物料存储自动化与自动化立体仓库120 4.4.1物料存储自动化技术概述120 4.4.2自动化立体仓库的定义、特点和分类121 4.4.3自动化立体仓库的构成126 4.4.4自动化立体仓库的总体布局129 思考题132 第5章装配自动化技术134 5.1装配技术基础和装配自动化技术概述134 5.1.1装配的基本概念134 5.1.2装配精度135 5.1.3连接方法及其自动化135 5.1.4装配自动化的意义及现状139 5.1.5装配自动化的内容和条件140 5.2自动装配工艺142 5.2.1制订装配工艺规程的依据和原则142 5.2.2装配工艺规程的内容142 5.2.3零件结构对装配自动化的影响145 5.2.4自动装配工艺设计的一般要求149 5.3自动化装配设备152 5.3.1装配设备分类152 5.3.2装配机153 5.3.3装配工位160 5.3.4装配间162 5.3.5装配中心165 5.3.6装配系统165 5.3.7自动化装配设备的选用167 5.4装配机器人169 5.4.1装配机器人的分类169 5.4.2装配机器人的结构169 5.4.3装配机器人系统171 5.4.4装配机器人实例175 5.5自动装配线实例178 5.5.1概况178 5.5.2机器人180 5.5.3周边装置181 5.5.4安全措施181 思考题182 第6章自动化集成技术183 6.1可编程逻辑控制器183 6.1.1顺序控制系统及其实现184 6.1.2可编程控制器的产生、发展及应用186 6.1.3PLC的定义、系统组成及工作原理191 6.1.4PLC编程控制195 6.1.5PLC网络通信200 6.1.6STEP7系列开发软件204 6.2现场总线控制网络206 6.2.1现场总线综述206 6.2.2现场总线技术基础.213 6.2.3常见的现场总线技术219 6.2.4PROFIBUS总线在制造系统中的应用225 思考题226 第7章自动化制造系统229 7.1成组技术229 7.1.1成组技术的基本原理和概念229 7.1.2零件的相似性与零件族230 7.1.3零件的分类编码技术233 7.1.4生产流程分析法238 7.1.5单元制造246 7.1.6成组技术的应用及应用效果分析253 7.2柔性制造单元258 7.2.1概述258 7.2.2柔性制造单元的组成形式258 7.3柔性制造系统260 7.3.1柔性制造技术概述.260 7.3.2柔性制造系统的概念263 7.3.3柔性制造系统的组成264 7.3.4柔性制造系统的加工系统265 7.3.5柔性制造系统的物流系统270 7.3.6柔性制造系统的特点和应用278 7.4计算机集成制造系统280 7.4.1计算机集成制造系统的产生和发展280 7.4.2计算机集成制造系统的定义与特征280 7.4.3计算机集成制造系统的组成282 7.4.4计算机集成制造系统的集成技术284 思考题285 参考文献289

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