自动化生产线安装、调试和维护技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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梁亮，梁玉文 著

图书标签:

• 自动化生产线
• 工业自动化
• 安装调试
• 设备维护
• 生产技术
• 机械制造
• 电气控制
• 传感器技术
• PLC编程
• 工业机器人

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111586418

版次：1

商品编码：12322350

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： “十三五”职业院校工业机器人专业新形态规划教材

开本：16开

出版时间：2018-03-01

用纸：胶版纸

页数：195

内容简介

本书作为“职业院校工业机器人专业规划教材”之一，通过8个项目介绍了自动化生产线的必备知识和技能，主要内容包括：包括柔性自动化生产线供料单元安装与调试、柔性自动化生产线冲压单元安装与调试、柔性自动化生产线装配单元安装与调试、柔性自动化生产线分拣单元安装与调试、柔性自动化生产线输送单元安装与调试、柔性自动化生产线全线运行、工业机器人搬运单元的安装与调试、自动化生产线综合能力应用。本书还采用了微视频讲解的全新教学模式，读者只要拿出手机扫描书中的二维码，就可观看相应的教学视频。

目录

前　言
项目1　柔性自动化生产线供料单元安装与调试 1
　1. 1　项目描述 1
　1. 2　相关知识 2
　　1. 2. 1　供料单元的传感器 2
　　1. 2. 2　供料单元的气动元件 3
　1. 3　项目准备 7
　1. 4　项目实施 8
　　1. 4. 1　供料单元的机械组装 8
　　1. 4. 2　供料单元的气路连接及调试 12
　　1. 4. 3　供料单元的电气设计及连接 13
　　1. 4. 4　供料单元的程序设计及调试 16
　1. 5　检查评议 18
　1. 6　故障及处理 19
　1. 7　问题与思考 20
项目2　柔性自动化生产线加工单元安装与调试 21
　2. 1　项目描述 21
　2. 2　相关知识 22
　2. 3　项目准备 23
　2. 4　项目实施 24
　　2. 4. 1　加工单元的机械组装 24
　　2. 4. 2　加工单元的气路连接与调试 28
　　2. 4. 3　加工单元的电气接线 29
　　2. 4. 4　加工单元的程序设计及调试 30
　2. 5　检查评议 32
　2. 6　故障及防治 34
　2. 7　问题与思考 34
项目3　柔性自动化生产线装配单元安装与调试 35
　3. 1　项目描述 35
　3. 2　相关知识 36
　　3. 2. 1　装配单元的传感器 36
　　3. 2. 2　装配单元的机械元件 37
　　3. 2. 3　装配单元的气动元件 39
　3. 3　项目准备 41
Ⅴ　
　3. 4　项目实施 41
　　3. 4. 1　装配单元的机械组装 42
　　3. 4. 2　装配单元的气路连接及调试 44
　　3. 4. 3　装配单元的电气接线 45
　　3. 4. 4　装配单元的程序设计及调试 48
　3. 5　检查评议 52
　3. 6　故障及防治 53
　3. 7　问题与思考 53
项目4　柔性自动化生产线分拣单元安装与调试 54
　4. 1　项目描述 54
　4. 2　相关知识 55
　　4. 2. 1　旋转编码器 55
　　4. 2. 2　变频器的认知 57
　　4. 2. 3　西门子S7—200PLC 高速计数器指令 64
　4. 3　项目准备 68
　4. 4　项目实施 69
　　4. 4. 1　分拣单元的机械组装 69
　　4. 4. 2　分拣单元的气路连接及调试 73
　　4. 4. 3　分拣单元的电气接线及调试 73
　　4. 4. 4　分拣单元的程序设计及调试 75
　　4. 4. 5　分拣单元的人机界面设计及调试 78
　　4. 4. 6　变频器输出的模拟量控制 87
　4. 5　检查评议 88
　4. 6　故障及防治 90
　4. 7　问题与思考 90
项目5　柔性自动化生产线输送单元安装与调试 91
　5. 1　项目描述 91
　5. 2　相关知识 93
　　5. 2. 1　交流伺服电动机及驱动器 93
　　5. 2. 2　PLC 的MAP 库文件的应用 100
　　5. 2. 3　PLC 的位置控制 109
　　5. 2. 4　输送站伺服电动机的PLC 控制 112
　5. 3　项目准备 119
　5. 4　项目实施 120
　　5. 4. 1　输送单元的机械组装 120
　　5. 4. 2　输送单元的气路连接及调试 125
　　5. 4. 3　输送单元的电气接线及调试 126
　　5. 4. 4　输送单元的程序设计及调试 130
　5. 5　检查评议 136
　5. 6　故障及防治 137
　5. 7　问题与思考 138
项目6　柔性自动化生产线全线运行 139
　6. 1　项目描述 139
Ⅵ　
　6. 2　相关知识 143
　6. 3　项目实施 149
　　6. 3. 1　通讯网络的建立 149
　　6. 3. 2　人机界面的设计 151
　　6. 3. 3　联网程序设计 157
　　6. 3. 4　整机调试及故障诊断 162
　6. 4　检查评议 164
项目7　工业机器人搬运单元的安装与调试 165
　7. 1　项目描述 165
　7. 2　相关知识 165
　7. 3　项目准备 166
　7. 4　项目实施 166
　　7. 4. 1　搬运模型的安装 166
　　7. 4. 2　吸盘夹具及夹具电路和气路的安装 166
　　7. 4. 3　I/ O 分配及接线 167
　　7. 4. 4　PLC 程序设计 168
　　7. 4. 5　机器人程序编写 168
　7. 5　检查评议 173
项目8　自动化生产线综合能力应用 175
　8. 1　项目描述 175
　　8. 1. 1　设备及工艺过程描述 175
　　8. 1. 2　工作过程概述 175
　　8. 1. 3　待完成的工作任务 176
　　8. 1. 4　注意事项 186
　8. 2　项目计划与实施 186
　　8. 2. 1　项目实施计划 186
　　8. 2. 2　相关参数 186
　　8. 2. 3　安装技术规范 187
　8. 3　检查评议 195

前言/序言

自动化生产线是通过控制系统和工件传送系统, 按照生产工艺流程控制机床与辅助设备自动进行产品整体设计或制造的生产系统, 简称自动线。随着我国社会经济的不断发展, 制造业水平的不断提高。我国制造业在生产技术与设备的方面上也逐渐从效率低下的人工生产线转变为集约程度高的自动化生产线, 而生产效率与产品质量的不断提高又促使自动化生产线不断发展与进步, 而自动化生产线的安装、调试和维护也在连续不断地开展着优化和完善工作。
“ 自动化生产线安装、调试和维护技术” 作为一门新兴课程, 是综合应用学生前期所学知识的实操性与实践性课程, 这里所说的前期所学知识包括: 机械基础、液压气动技术、传感器技术、电机与驱动技术、变频器技术、PLC 技术、组态与触摸屏技术、机器人技术等。本书注重实践与应用, 精简不必要的理论知识, 以项目引导的形式进行编写。
本书在选用项目时注重自动化生产线在企业中的典型应用, 注重自动生产线的发展过程、发展趋势、机器人技术的应用等; 在介绍知识点时注重由浅入深、循序渐进。
本书由梁亮、梁玉文任主编, 刘宝生、牛彩雯、李萌任副主编, 朴圣艮、张立娟、李俊涛、王佰红、罗新、田军、高岩、杨蔚岭参加编写。
鉴于时间仓促和作者水平有限, 书中难免存在疏漏和不足之处, 敬请广大读者批评指正。
编　者

《精益生产与智能制造：跨越时代的变革之路》 引言 工业4.0的浪潮席卷全球，智能制造已不再是遥不可及的愿景，而是驱动企业转型升级、实现可持续发展的关键引擎。在这个日新月异的时代，生产方式的革新，特别是精益生产理念的深入融合与智能制造技术的集成应用，正以前所未有的力量重塑着制造业的格局。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探讨如何在传统制造基础上，系统性地引入并实践精益生产原则，同时前瞻性地布局与应用智能制造的各项核心技术，最终实现生产效能的质的飞跃，构建面向未来的现代化工厂。 第一章：精益生产的核心理念与实践 在数字化、智能化浪潮来临之前，精益生产以其卓越的成效，早已为现代制造业奠定了坚实的基础。本章将深入剖析精益生产的起源、发展及其核心价值，引导读者理解“消除浪费”这一根本目的。我们将详细阐述精益生产的十大原则，包括但不限于： 价值流图（Value Stream Mapping, VSM）： 如何识别、可视化并分析产品从原材料到客户手中的整个过程，从中找出增值活动与非增值活动，为后续的改进提供清晰的蓝图。 准时化生产（Just-in-Time, JIT）： 深入探讨其“拉动式生产”的精髓，以及如何通过看板（Kanban）系统、消除批量生产等手段，实现物料与信息的实时流动，最大限度地减少在制品与库存。 持续改进（Kaizen）： 强调全员参与、点滴进步的企业文化，以及PDCA（Plan-Do-Check-Act）循环在日常运营中的应用，驱动企业不断优化流程、提升效率。 自动化（Jidoka）： 在精益语境下，理解“自动化”不仅仅是机械的取代，更是“自働化”——即设备在出现异常时能够停止运转，并发出警报，从而防止不良品流入下一工序。 柔性化生产（Flexibility）： 探讨如何通过标准化作业、快速换模（SMED）等技术，使生产线能够快速响应市场变化，适应多品种、小批量的生产模式。 质量管理（Quality at the Source）： 强调“一次性做对”，通过源头控制、防错机制（Poka-Yoke）等手段，将质量问题消灭在萌芽状态。 工作场所管理（5S）： 深入解读整理（Seiri）、整顿（Seiton）、清扫（Seiso）、清洁（Seiketsu）、素养（Shitsuke）的实践步骤及其对提升工作效率、改善安全环境的深远影响。 除了理论讲解，本章还将结合大量实际案例，展示精益生产如何在不同行业、不同规模的企业中得到成功应用，帮助读者掌握将这些原则转化为实际行动的方法。 第二章：智能制造的关键技术解析 智能制造是精益生产理念的自然延伸与技术升级。本章将聚焦于支撑智能制造的几大核心技术，解析其原理、应用场景及潜在价值： 物联网（Internet of Things, IoT）： 探讨如何通过传感器、RFID等技术，将设备、产品、人员连接起来，实现数据的实时采集、传输与互联互通。我们将分析工业物联网（IIoT）在生产过程中的具体应用，如设备状态监测、环境参数感知、人员行为追踪等。 大数据分析（Big Data Analytics）： 讲解如何利用海量生产数据，通过机器学习、人工智能等算法，挖掘隐藏的规律、预测设备故障、优化生产参数、提升决策效率。本节将介绍数据预处理、特征工程、模型选择与评估等关键环节。 云计算与边缘计算（Cloud Computing & Edge Computing）： 分析云计算如何为海量数据存储、高性能计算提供支撑，而边缘计算又如何在靠近数据源的设备端进行实时处理，降低延迟，提高响应速度。 人工智能（Artificial Intelligence, AI）与机器学习（Machine Learning, ML）： 深入探讨AI在智能制造中的角色，包括机器视觉检测、自然语言处理在人机交互中的应用、预测性维护、智能调度优化等。我们将介绍监督学习、无监督学习、强化学习等主流机器学习算法及其在工业场景中的应用。 数字孪生（Digital Twin）： 解释如何创建物理实体在数字世界的精确映射，通过仿真、预测、优化等手段，在虚拟环境中进行设计、测试、监控和维护，从而缩短产品开发周期，降低试错成本。 机器人技术与自动化（Robotics & Automation）： 重点关注协作机器人（Cobots）、自主移动机器人（AMRs）等新兴机器人技术，以及它们如何与传统工业机器人协同工作，实现更高效、更灵活的生产自动化。 增材制造（Additive Manufacturing）/3D打印： 探讨3D打印在原型制造、定制化生产、复杂结构制造等方面的优势，以及其如何改变传统供应链和产品设计理念。 网络安全（Cybersecurity）： 随着互联互通的深入，网络安全成为智能制造不可忽视的挑战。本节将分析工业控制系统（ICS）面临的安全威胁，并介绍相应的防护策略与技术。 第三章：精益生产与智能制造的融合路径 理解了精益生产的核心理念与智能制造的关键技术，本章将聚焦于如何将两者进行有机结合，实现协同效应，创造更大的价值。 数据驱动的精益改进： 探讨如何利用智能制造技术采集的精准数据，为精益生产的各项改进活动提供更科学的依据。例如，通过IoT设备实时监测生产节拍，精准识别瓶颈工序；利用大数据分析，预测设备故障，实现预防性维护，从而消除“计划外停机”这一重大浪费。 智能化消除浪费： 分析智能技术如何更有效地识别和消除精益生产所定义的七种浪费（过量生产、等待、运输、不必要的加工、过量库存、不必要的移动、缺陷）。例如，通过AI驱动的智能仓储系统，精确控制库存水平；利用MES（制造执行系统）与APS（高级计划与排程）系统，优化生产调度，减少等待时间。 精益的智能工厂设计： 强调在工厂规划与建设阶段，就应融入精益与智能化的理念。如何在空间布局上减少物料搬运，如何设计柔性化的生产单元，如何集成IoT传感器用于全流程监控，以及如何构建能够支持数据分析的IT/OT（信息技术/运营技术）融合架构。 人机协同与智能化赋能： 智能制造并非要取代所有人工，而是要通过智能技术赋能一线操作人员，提升其工作效率和决策能力。探讨如何利用AR/VR技术进行远程指导和培训，如何通过人机协作机器人提高生产的柔性与安全性，以及如何利用数据可视化工具，让现场管理人员更直观地了解生产状况，快速做出响应。 构建智能化的质量管理体系： 智能制造技术如何助力精益质量管理，例如，利用机器视觉进行产品缺陷的自动检测，利用AI分析生产过程中的异常数据，提前预警潜在的质量问题；利用区块链技术追溯产品全生命周期信息，确保产品质量的可追溯性。 敏捷的供应链与精益化服务： 探讨智能制造如何延伸至供应链管理，实现更高效的协同与信息共享，从而更好地支撑精益生产的“准时化”要求。同时，也分析智能技术如何催生新的服务模式，如预测性维护服务、远程诊断服务等，进一步提升客户价值。 第四章：精益智能工厂的实施策略与挑战 本书最后一部分将回归实践，为读者提供在实际工作中落地精益与智能制造融合的路线图，并探讨可能遇到的挑战与应对策略。 战略规划与愿景设定： 如何根据企业自身特点、市场需求和竞争环境，制定清晰的精益智能制造转型战略，明确转型的目标与阶段性成果。 技术选型与系统集成： 如何在纷繁复杂的智能制造技术中，选择最适合自身需求的解决方案，以及如何将不同厂商、不同系统的技术进行有效集成，构建开放、兼容的平台。 数据治理与标准化： 强调数据是智能制造的血液，因此建立完善的数据治理体系，确保数据的准确性、完整性、一致性和安全性至关重要。 人才培养与组织变革： 智能制造需要具备新技能的复合型人才。本节将探讨企业如何进行人才的引进、培养与再培训，以及如何通过组织结构的优化和企业文化的重塑，适应新的生产模式。 循序渐进的实施方法： 建议企业采用试点先行、逐步推广的策略，从小范围的项目开始，验证技术可行性与管理效益，再逐步扩展到整个生产体系。 风险评估与应对： 识别转型过程中可能面临的风险，包括技术风险、管理风险、财务风险、人员抵触等，并提前制定相应的应对预案。 持续评估与优化： 智能制造的转型是一个持续的过程。本节将强调建立有效的绩效评估体系，定期回顾转型成效，并根据反馈进行持续的优化与迭代。 结语 《精益生产与智能制造：跨越时代的变革之路》并非一本技术手册，而是一本关于战略、理念与实践相结合的思想指南。它引导读者理解，精益生产所倡导的效率、品质与柔性，在智能制造时代将获得前所未有的技术支撑；而智能制造的强大能力，也需要精益生产的精髓来指导，确保其最终服务于“消除浪费、创造价值”的根本目标。本书希望能够激发读者对未来工厂的深度思考，为企业迈向更高效、更敏捷、更具竞争力的智能制造时代提供宝贵的洞见与可行的路径。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容实在是太专业了，充满了各种技术术语和复杂的图示，对于像我这样想要了解自动化生产线“大概”是什么样子的人来说，简直是一场智力挑战。我一直觉得自动化生产线是现代工业的骄傲，它能够让生产效率达到前所未有的高度。当我翻开这本书，我看到了关于各种精密机械部件的安装指南，关于传感器和执行器的连接方法，还有关于PLC编程和调试的详细步骤。每一个章节都像是在讲解一个独立的专业课程，需要高度的专注力和一定的技术背景才能理解。我更希望能够了解到自动化生产线是如何改变整个制造业的格局的，它如何推动了工业4.0的进程，以及它对就业和社会结构可能产生的影响。我也对自动化伦理，例如在生产过程中如何平衡效率与人类的价值，或者如何应对因自动化带来的失业问题等话题很感兴趣。这本书非常详实地讲解了“如何操作”的细节，为那些已经进入这个领域的人提供了宝贵的技能指导。但对于我这样希望从更广阔的视角去理解自动化生产线的人来说，它缺少了对宏观趋势、社会影响以及未来发展方向的探讨。它就像一本详细的工具书，告诉你如何使用工具，但没有告诉你建造一座什么样的宏伟建筑。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界！我一直对工业自动化领域充满好奇，特别是那些能让工厂昼夜不停运转的“幕后英雄”——自动化生产线。一直以来，我总觉得这些复杂的机器就像一个巨大的黑盒子，我只能看到它们高效地运转，却对里面的奥秘一无所知。当我拿到这本书时，我怀揣着一种近乎朝圣的心情，期待能揭开这层神秘的面纱。然而，当我翻开书页，我发现它更多地聚焦于“如何做”的技术层面，比如具体的设备安装流程、参数的设定方法，以及日常的维护保养技巧。书中详细地阐述了各种传感器、执行器、PLC、HMI之间的连接方式，以及如何通过编程软件来实现自动化控制。对于一个完全没有相关基础的读者来说，这部分内容虽然极其宝贵，但它更像是为已经身处这个行业，需要提升专业技能的工程师们量身定制的。书中出现的各种专业术语和技术图解，虽然清晰明了，但需要读者具备一定的工程学和计算机科学背景才能完全理解。我个人更倾向于从宏观层面了解自动化生产线的整体架构、发展趋势以及它对社会经济的影响，或者更侧重于自动化伦理、人工智能在生产线中的应用前景等哲学和战略层面的探讨。这本书就像一位经验丰富的老师傅，耐心地指导你每一个操作步骤，但它缺少了关于“为什么”的宏大叙事，缺少了对未来无限可能的畅想，也缺少了对自动化对人类工作和生活深远影响的哲学思辨。因此，对于我这样的初学者而言，这本书的实用性虽然毋庸置疑，但在满足我对更广泛、更深层次的认知需求方面，则显得有些不足。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是理论与实践的完美结合，让我对生产线上的每一个环节都有了更深入的理解。我一直以为自动化生产线只是一个庞大而统一的整体，但读了这本书才发现，它是由无数个精密协调的子系统组成的。作者非常细致地讲解了如何将各个部件有机地连接起来，从基础的电气布线到复杂的通信协议，每一个步骤都清晰可见。尤其让我印象深刻的是关于调试的部分，书中列举了大量的实际案例，通过分析不同场景下的故障，指导读者如何进行故障诊断和排除。这对于一线操作人员来说，无疑是宝贵的经验总结。我个人一直对人工智能在工业领域的应用抱有浓厚的兴趣，特别是AI如何能够进一步提升生产线的智能化水平，例如通过机器学习进行预测性维护，或者利用深度学习进行产品质量的自动检测。这本书虽然在技术细节上非常扎实，为我提供了坚实的实践基础，但它更多地停留在当前主流的自动化技术层面，对于未来更加智能化的发展方向，例如与5G、边缘计算、数字孪生等前沿技术如何深度融合，书中涉及的内容相对较少。我期待能在这本书中看到更多关于未来自动化发展趋势的展望，或者对AI在自动化领域应用的更前瞻性的探讨，比如AI如何赋能更灵活、更个性化的生产模式，如何应对工业4.0时代带来的挑战与机遇。虽然它在基础技能提升方面做得非常出色，但在满足我对未来技术趋势和更广泛行业前景的探索欲望上，还有提升的空间。

评分☆☆☆☆☆

这本书给了我非常详尽的“操作说明书”，让我对自动化生产线的“如何运作”有了切身体会。我一直对工业自动化领域充满好奇，觉得它是现代制造业的核心驱动力。我原本期待在这本书中能看到更多关于自动化生产线的设计理念，以及它如何解决生产效率、成本控制、产品质量等方面的难题。书中对于具体的安装步骤、调试流程和日常维护技巧的描述，非常详细和具体，充满了实际操作的指导意义。例如，关于PLC的接线方式、参数的设置方法、以及常见故障的诊断和排除，都讲解得非常到位。然而，我个人更感兴趣的是，自动化生产线是如何从概念走向现实的？在设计过程中，需要考虑哪些关键因素？不同行业对自动化生产线的设计有哪些特殊要求？如何通过技术创新来不断提升生产线的灵活性和智能化水平？这本书在技术细节上做得非常出色，对于一线工程师来说是极好的参考。但对于我这样一个更关注“为什么”和“未来”的读者而言，它在宏观层面的探讨，例如自动化技术在不同行业中的应用前景、它如何推动产业升级和转型，或者它在环境保护和可持续发展中扮演的角色等内容，则相对较少。这本书就像是教会我如何建造一栋房子，但没有告诉我这栋房子将如何影响一个社区，或者它将为未来城市的发展带来什么。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是一本操作手册，对于想要快速上手的人来说，绝对是不可多得的宝藏。我一直对“自动化”这个词充满了向往，觉得它代表着效率和未来。但当我真正接触到实际的生产线时，才发现其中的复杂性和技术性。这本书就像一位经验丰富的老技师，手把手地教你如何安装、如何调试、如何维护。书中关于各个组件的连接方式、参数设置、故障排除的讲解，都非常具体和实用。我特别喜欢书中提供的各种图表和流程图，它们让那些复杂的机械和电子原理变得直观易懂。我个人一直对自动化生产线背后的“大脑”——PLC编程和HMI交互设计非常感兴趣。我想知道如何通过编写程序让机器“思考”，如何设计用户界面让操作员能够轻松地与机器互动。这本书在讲解安装和维护的细节上做得非常出色，它让我对生产线有了具体的认识，但对于更深层次的“智能化”和“决策”的部分，涉及得相对较少。我更希望了解的是，如何利用大数据分析来优化生产流程，如何通过人工智能算法来实现更高级别的自主控制，甚至是如何设计出能够自我学习和进化的生产线。这本书就像是教你如何熟练地驾驶一辆汽车，但它没有深入探讨汽车的自动驾驶技术，或者其背后的能源转型和环保理念。对于那些想了解自动化“为什么”以及“未来会怎样”的读者来说，这本书或许在更宏观的视角上还有待补充。