并联运动机床 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:张曙

出品人:

页数:248

译者:

出版时间:2003-4

价格:58.0

装帧:平装

isbn号码:9787111118596

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• 很不错的一本书
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精微之舞：现代数控机床的动态控制与优化 图书简介 本书全面深入地探讨了现代数控机床在复杂加工任务中实现高精度、高效率运动控制的理论基础、关键技术与工程实践。它并非聚焦于特定结构类型的机床（如并联运动机床），而是将视野拓宽至当前工业制造领域中应用最广泛的、以串联结构为主的先进数控加工系统，特别是五轴乃至多轴联动系统的动态性能提升。 第一部分：数控系统基础与高精度运动学 本书首先系统梳理了现代数控系统（CNC）的整体架构，从底层硬件接口到上层软件算法，详述了高速高精度插补算法的演进，特别是S型速度曲线和高阶多项式插补在消除加减速过程中产生的振动和定位误差方面的应用。 先进插补技术与实时控制： 详细分析了传统梯形速度曲线的局限性，重点阐述了如何通过优化速度规划，平滑进给率的变化，从而有效抑制伺服系统在高速换向时产生的冲击。讨论了前馈控制策略在补偿系统延迟和提高动态响应速度中的关键作用。 机床运动学与坐标变换： 本部分深入剖析了工业主流的笛卡尔坐标系、关节坐标系以及工具坐标系之间的精密转换。重点解析了串联机构（如龙门式、C型架）的运动学正逆解求解，强调了为保证加工精度，必须精确建立和补偿机床结构误差带来的系统性偏差。内容涵盖了如何利用激光跟踪仪等精密测量设备对机床进行误差标定，并将其数据集成到运动控制算法中，实现基于模型的误差补偿。 第二部分：伺服驱动与进给系统动态特性 高质量的加工依赖于驱动系统的精确响应。本章聚焦于驱动链条中从驱动器到工作台运动的整个动态传递过程。 高性能伺服驱动： 详细对比了交流伺服系统与直线电机在高速加工中的性能差异。针对交流伺服系统，深入探讨了磁场定向控制（FOC）算法在实现高扭矩输出和低速平稳运行上的优化手段。对于直线电机，重点分析了其独特的反作用力补偿、气隙波动对控制精度的影响及相应的抗干扰技术。 刚度与阻尼分析： 机床的动态刚度是决定其切削稳定性的核心要素。本章引入了模态分析的概念，指导读者如何通过有限元方法预测机床主要结构件的固有频率和振型。在此基础上，提出了针对性地优化减振措施，包括对导轨的预紧力调节、润滑系统的选择，以及如何通过有源阻尼技术来抑制特定频率范围内的结构共振。 滚动导轨与静动摩擦特性： 详细研究了滚动导轨在低速大负载工况下特有的粘滞摩擦（Stribeck效应）现象，并阐述了如何利用摩擦补偿算法（如查表法或在线辨识法）来消除低速运动时的爬行现象，确保微进给的顺畅性。 第三部分：多轴联动与路径规划的挑战 现代复杂曲面加工对多轴同步控制提出了极高要求。本部分聚焦于如何协调多个轴的运动，保证工具路径的精确性。 五轴联动协调控制： 区别于三轴简单的笛卡尔坐标控制，本书详细讲解了五轴联动中万向节锁死（Gimbal Lock）的识别与规避策略。着重介绍了基于欧拉角和四元数的运动描述方法在避免奇异点问题上的应用，以及如何设计鲁棒的运动规划器来处理复杂的工具姿态变化。 实时误差管理与同步： 探讨了在高速切削过程中，由于热膨胀、刀具磨损等引起的实时误差积累问题。提出了闭环误差反馈系统的设计思路，通过集成在线测量设备（如激光干涉仪或接触式传感器），实时修正运动指令，确保工件表面质量的稳定。 轨迹规划与表面质量： 分析了不同路径规划策略（如最佳切深控制、恒定法向负载规划）对刀具寿命和表面粗糙度的影响。强调了如何根据材料特性和刀具几何形状，动态调整进给速率，以达到最优的加工结果。 第四部分：热误差补偿与环境适应性 机床的精度受环境和自身工作状态的显著影响。本书末章致力于提供一套系统的热误差管理方案。 机床热特性建模： 详细分析了主轴、驱动电机和导轨系统产生的热源分布及其对机床几何结构的影响。介绍了基于傅里叶热传导理论和实验数据的机床热模型的建立过程。 主动与被动热补偿： 阐述了被动冷却技术（如主轴冷却液循环）的效率评估。更侧重于主动热补偿技术，即如何利用温度传感器实时数据，通过运动控制系统对相关轴系进行微米级的补偿移动，抵消因热变形导致的定位偏差。 环境因素对精度影响的评估： 讨论了车间环境温度波动、湿度变化对精密机床性能的影响，并提出了在实际生产环境中维持长期高精度的操作规范和系统调试方法。 本书旨在为从事高端数控系统开发、机床结构设计以及精密加工工艺研究的工程师和研究人员提供一本兼具理论深度和工程实用性的参考手册。它要求读者具备扎实的控制理论和机械设计基础，并致力于推动现有串联式数控机床的性能极限。

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这本《并联运动机床》的书，我最近刚读完，说实话，一开始我对这类技术书籍是有点抵触的，觉得肯定会很枯燥，充满了复杂的公式和晦涩难懂的理论。但这本书的叙事方式非常吸引人，它没有一上来就堆砌那些让人望而生畏的专业术语，而是从实际应用场景出发，巧妙地引入了并联运动机床的工作原理。作者对机床结构的剖析深入浅出，特别是对于不同类型并联机构的建模和优化，描述得非常清晰。我印象特别深刻的是关于运动学逆解和正解的讨论，书中结合了大量的图示和实例，哪怕是我这种对机械设计了解不深的人，也能大致把握其精髓。它不仅仅是一本教科书，更像是一本工程师的实战手册，里面提到的那些关于刚度分析和误差补偿的章节，对我现在做项目很有启发。感觉作者对这个领域的研究已经非常透彻了，能够把这么前沿的技术，用一种既严谨又易于理解的方式呈现出来，实在难得。读完后，我感觉对现代高端制造领域的了解又深入了一层。

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这本书的阅读体验，说实话，是需要一点耐心的，毕竟主题比较专业。但如果你是相关领域的学生或者工程师，那么这本书绝对是值得你投入时间的宝藏。我特别欣赏作者在处理“复杂性”上的态度。并联机床最大的难点在于其运动学和动力学的非线性，这本书并没有回避这一点，而是直接正面迎击。书中对于有限元分析在并联机构模态优化中的应用，给出了非常详尽的步骤和案例。我个人最想学习的就是如何通过结构拓扑设计来预先消除某些振动模式，而这本书正好提供了这方面的理论基础和计算方法。另外，书中对于不同驱动方案（如电机选型、传动链刚度匹配）对最终加工精度的影响也做了细致的分析，这对于实际的工程选型和集成设计至关重要。总体而言，它是一部将理论严谨性与工程实用性完美结合的典范之作。

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读完《并联运动机床》之后，我的脑海中构建了一个非常清晰的现代高精度机床的蓝图。这本书的叙事风格非常“工程师化”，逻辑严密，层层递进。它没有太多花哨的语言，而是专注于解决实际工程问题。让我感到特别有价值的是其中关于**加工精度保证策略**的部分。例如，如何通过改进的运动学模型来精确补偿由于温度变化或负载引起的结构形变，书中的数学推导过程非常严谨，但作者总能找到恰当的图表来辅助说明复杂的几何关系。我注意到书中对比了不同求解算法在实时运算效率上的优劣，这对于追求高速加工的现代设备来说是决定性的因素。这本书的参考价值极高，我准备把它作为我未来几年设计新一代机床的案头工具书，特别是关于动态特性分析的那几章，反复研读是很有必要的。

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我是一名业余爱好者，对机械设计有着浓厚的兴趣，所以这本书对我来说，更像是一扇通往顶尖制造技术的窗口。虽然书中的很多细节，比如高阶的拉格朗日方程在耦合系统中的应用，我还需要花时间去消化，但这本书的结构设计非常人性化。它不是那种只关注单一技术点的书籍，而是将并联机床视为一个完整的系统来考察——从基础的结构原理，到运动学解算，再到控制策略和最终的加工性能反馈，形成了一个完整的闭环。我特别喜欢作者在讨论未来发展趋势时的那种前瞻性，比如对柔顺驱动技术和智能补偿算法的展望，这让我看到了这个领域充满活力的未来。这本书的难度是毋庸置疑的，但它所提供的知识深度，足以让任何一个想深入了解并联运动机床核心技术的读者受益匪浅。

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我对机械制造，特别是精密加工领域一直很感兴趣，所以当看到《并联运动机床》这本书时，毫不犹豫地就入手了。这本书的价值，我认为主要体现在它对“并联”这一核心概念的系统阐述上。它详细对比了串联和并联机构在工作空间、刚度和动态性能上的巨大差异，这点对于理解为什么现代高精度机床越来越倾向于采用并联结构至关重要。书中对各种主流并联机构的拓扑结构分析非常到位，从 Stewart 平台到 Delta 机器人，每一种结构都有其独特的应用场景和设计考量，作者对此的归纳总结令人拍案叫绝。更让我惊喜的是，书中还探讨了控制系统与结构设计之间的协同优化问题，这往往是许多技术书籍会忽略的关键环节。阅读过程中，我频繁地在书页上做标记，记录下那些关于阻抗控制和在线误差修正的理论点，这些内容无疑是推动机床性能提升的关键所在。这本书的深度和广度，远远超出了我对一本技术专著的预期。

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