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本书适合新入职的工科毕业生、企业一线技术员、技能人员，以及有志于从事自动化行业工作的社会青年等阅读。 《工业机器人集成应用（机构设计篇）速成宝典》当前市面上工业机器人的相关教材和职业院校开设的专业课程普遍侧重电控编程和操控应用。本书则另辟蹊径，重点论述工业机器人集成设备（生产线）的机构部分，且以对方案设计的讲解为主，填补了市场空白。本书内容围绕职场技能和工作实践需要展开，不求系统深入和面面俱到，而是突出语言大众化、理论通俗化和内容实战化的特色，主要面向缺乏自动化机构设计经验、想迅速入门的职场新人，以及有设计经验但缺乏专业理解或心得的职场老兵，同时非常适合中高等职业院校相关专业的师生阅读。 《自动化机构设计工程师速成宝典 ——规范篇》目前市场上关于机构设计类的图书，内容大多侧重于“传统机械理论”，经验欠缺的读者在阅读过程中不容易联系实际；而非标定制化设备往往不是纯粹的“原理性设备”，更多的是以“完成设备项目”为目标，进而展开项目机构的方案设计。因此，本书放弃“先学原理知识再指导具体设计”的编书逻辑，从工作实际逆向展开讨论，对常用设备的机构设计内容进行经验性总结和梳理，通过一些实际应用示例强调非标定制化设备项目中的核心思想及设计主次，并适度引入部分传统机械理论加以阐释，形成实用性强的设计建议，引导设计新人读者快速上手本职工作。 本书的阅读对象为中、高职院校的师生群体，制造企业初、中级层次的自动化机构设计人员，以及自动化设备爱好者等。 目錄： 《自动化机构设计工程师速成宝典 ——实战篇》 目录 序 前言 第1章自动化设备的制作剖析 1.1自动化设备的功能模块 1.1.1供料机构 1.1.2上料机构 1.1.3移料机构 1.1.4工艺机构 1.1.5收料机构 1.1.6其他机构 1.2自动化设备的制作指标 1.2.1产能 1.2.2品质 1.2.3成本 1.2.4交期 1.2.5其他 1.3如何制作自动化设备 1.3.1项目的评估 1.3.2方案的制定 1.3.3机构的设计 1.3.4工程图样和表单的制作 1.3.5组装和调试 1.3.6设备的导入和验收 第2章标准机/件的选用 2.1标准机/件的设计意义及要点 2.2气动元件的选用 2.2.1气动元件简介 2.2.2气缸及其配件的选用 2.2.3真空发生器及其配件的选用 2.2.4气动元件选型的建议 2.3电动机的选用 2.3.1电动机的基本常识 2.3.2伺服电动机 2.3.3步进电动机（特殊的感应电动机） 2.3.4直驱电动机 2.3.5电动机应用案例 2.4凸轮分割器的选用 2.4.1应用掠影 2.4.2设计相关 2.4.3选型计算 2.5其他标准件的选用 2.5.1轴系标准件 2.5.2导引标准件 2.5.3紧固标准件 师傅教导 第3章常见的机构传动方式 3.1螺旋传动 3.1.1基本认识 3.1.2滚珠丝杠选型设计 3.2带传动 3.2.1基本认识 3.2.2同步带选型设计 3.3链传动 3.3.1基本认识 3.3.2链传动选型设计 3.4齿轮传动 师傅教导 第4章自动化设备的设计方法和技巧 4.1非标机构设计的思路是怎么炼成的 4.1.1非标机构设计的定制性 4.1.2非标机构设计的实战流程 4.1.3非标机构设计的思路和技巧 4.1.4非标机构设计构思案例 4.2如何做好非标设备的细节设计 4.2.1细节设计的意义 4.2.2细节设计的类别 4.2.3细节设计的案例 4.3如何设计出美观的设备 4.3.1基本认识 4.3.2如何设计 4.4问题机构剖析 师傅教导 《自动化机构设计工程师速成宝典 高级篇——凸轮机构设计7日通》 序 前言 第1日凸轮的基础知识 11凸轮（机构）概述 111凸轮的工作原理及运动规律 112凸轮及从动件的类别 113凸轮轮廓设计（以平面盘形凸轮为例） 12凸轮的理论基础 121数学方面 122动力学方面 小结 每日一测 第2日凸轮从动件的运动规律 21读懂×× 线图 22曲线特征值 23规律选用建议 小结 每日一测 第3日凸轮机构时序图 31设计意义 32绘制方法 小结 每日一测 第4日凸轮的绘制与加工 41凸轮是如何绘制的 42凸轮是怎么加工的 小结 每日一测 第5日凸轮机构的构件设计 51何谓高速凸轮机构 511学术意义上的高速凸轮机构 512凸轮从动件系统 513凸轮从动件系统动力模型的建立 52构件的设计原则与建议 521有害振动的抑制 522高刚度和小质量的矛盾 523其他需要注意的问题 53轴的设计原则与建议 531轴的分类与轴段定义 532轴的小直径尺寸粗略预估 533轴系零部件的设计步骤 第1章自动化设备的制作剖析 凸轮机构设计7日通 54配套动力电动机的选型计算 小结 每日一测 第6日凸轮机构的实战设计流程 61基本认知 62实战流程 小结 每日一测 第7日凸轮机构设计案例 71某电子产品的终压裁切机构 72一款机械式的立式凸轮机构 小结 每日一测 附录部分设计经验 后记 《自动化机构设计工程师速成宝典 入门篇》 序 前言 第1章职业规划之制造业技术路线 1.1企业的技术部门和职业介绍 1.1.1企业的技术部门组织架构 1.1.2企业常见的技术岗位 1.1.3自动化机构设计工程师的职业方向 1.2企业需要什么样的技术工程师 1.2.1自动化机构设计工程师的能力要求 1.2.2技术工程师的四大“非技术性特质” 1.2.3企业的职业发展通道 第2章企业的产品制造过程 2.1产品的生产过程 2.1.1产品的生产流程 2.1.2工程师的技术支持 2.2某款USB连接器的生产案例 2.2.1从元件到终端产品之旅 2.2.2生产线的非标自动化设备 2.3设备是为产品生产服务的 2.3.1企业自动化项目的实施 2.3.2企业对生产设备的隐性要求 第3章自动化工程师必修基本功 3.1设计人员的应知必会 3.1.1产品方面 3.1.2工艺方面 3.1.3生产方面 3.1.4软件方面 3.1.5选型方面 3.1.6材料方面 3.1.7机构方面 3.1.8模具方面 3.1.9控制方面 3.2设计人员的“铁人五项” 3.2.1模仿能力 3.2.2查阅能力 3.2.3动手能力 3.2.4分析能力 3.2.5沟通能力 第4章从业观念和学习方法 4.1非标自动化设备的特性 4.1.1企业的设备要求 4.1.2设计工作的特点 4.2机构设计的学习策略 4.2.1以客户实际和需求为导向 4.2.2把握设备的发展趋势和重点 4.2.3熟悉机构设计的性能指标 4.3夹治具设计是入门钥匙 4.4标准机件是好的老师 4.4.1标准机件应用广泛 4.4.2标准机件的特点和意义 4.4.3标准机件的选用依据 4.4.4标准机件的选型≠选用 4.4.5标准机件的选用案例 4.5观念左右优劣，细节决定成败 4.6学无止境，养成良好习惯 4.6.1资源泛滥是一个灾难 4.6.2从良好的习惯开始 4.7练好基本功，大胆向前冲 4.7.1练好基本功 4.7.2大胆向前冲 后记 《工业机器人集成应用（机构设计篇）速成宝典》 前言 第1章实战意义下的“智能制造” 1.1什么是“智能制造” 1.1.1企业转型升级的终极目标 1.1.2定制化生产模式概述 1.1.3智能制造=不断提升制造能力 1.2什么是工业机器人 1.2.1探寻“机器换人”之路 1.2.2何谓工业机器人 1.2.3工业机器人的特长 小结 第2章工业机器人的基本认知 2.1常见的工业机器人及其硬件构成 2.1.1工业机器人的市场概况 2.1.26轴工业机器人 2.1.3SCARA工业机器人 2.1.4直角坐标工业机器人 2.1.5AGV 2.1.6其他类型工业机器人 2.2工业机器人的性能指标 2.2.1机构属性 2.2.2承载能力 2.2.3工作范围 2.2.4移动速度 2.2.5定位精度 2.3工业机器人的原点、坐标系和轨迹 2.3.1工业机器人关节原点的意义 2.3.2常用的几个坐标系 2.3.3动作轨迹的拆解优化 2.4工业机器人的安全性 2.4.1常见的安全隐患和事故 2.4.2安全防护规范和做法 2.5使用示教器进行简单编程概述 小结 工业机器人集成应用（机构设计篇）速成宝典目录第3章工业机器人集成设计 3.1何谓“工业机器人集成设计” 3.1.1以工业机器人为主要功能机构 3.1.2面向目标客户的整体解决方案 3.2形形色色的工业机器人“手爪” 3.2.1单工艺、单功能工具 3.2.2多工艺、多功能组合工具 3.2.3柔顺装配工具（用于精密装配工艺） 3.2.4标准手爪/附加装置 3.3周边设备/装置的配套设计 3.3.1工作台 3.3.2供料/收料装置（以点胶装置为例） 3.3.3安全防护装置 3.4工业机器人应用的“三大原则” 3.4.1智能制造原则 3.4.2ROI通过原则 3.4.3解决问题原则 小结 第4章从0到1完成××机的设计 4.1定制化项目的需求评估 4.1.1项目信息和具体要求 4.1.2核对“三大原则” 4.2线体及整体方案设计 4.2.1设备布局（空间）设计 4.2.2物料展开及流向设计 4.2.3供料、移料、收料等机构设计 4.3局部机构细节的确认 4.3.1配套装置设计 4.3.2“手爪”设计（四大参数确认） 4.3.3作业流程及工艺模拟确认 小结 第5章工业机器人应用掠影 5.1装配应用（学习视角：洞悉“总工”关注点） 5.2其他应用 5.2.1搬运工艺应用（学习视角：打开思维之窗） 5.2.2贴胶工艺应用（学习视角：工具性能评估） 小结 后记 《自动化机构设计工程师速成宝典 ——规范篇》 前言 第 1 章　技术层次的自我评估与提升建议 1 1.1? 如何界定设计工程师的技术层次 1 1.1.1 入行新人的“成长建议” 2 1.1.2 企业的用人误区 2 1.2? 工程师跨入高阶层次的“三座大山” 6 1.2.1 非标机械设计工程师≠机械设计工程师 7 1.2.2 “三大专业能力” 10 1.2.3 “机构四件套”（略） 14 1.3? 推崇以工作需要为中心的学习策略 14 第 2 章　如何制订项目的技术方案 22 2.1? 大公司的设备验收 / 制造要求（对非标定制化设备来说是重中之重） 22 2.2? 技术方案——评估导图 22 2.3? 熟悉常见工艺及其实施细节（学习策略） 28 2.3.1　项目技术方案的制订环节 28 2.3.2　项目技术方案的工艺学习 33 2.4? 建立专属的机构素材库 41 第 3 章　“计算方法”在机构设计中的应用 58 3.1? 常用的计算公式及其经验数据 59 3.1.1　重要概念 59 3.1.2　基本公式 74 3.2? 整机方案相关的计算 91 3.2.1 设备生产节拍（C/T） 91 3.2.2　设备能耗（功率、耗气量）与机台质量 93 3.2.3　设备的其他数据（如核算成本、占据空间、使用寿命、配置技师等） 99 3.3? 构件设计相关的计算（略） 100 3.4? 气动选型相关的计算 101 3.4.1　气缸及电磁阀选型相关的计算 102 3.4.2　真空系统选型计算 106 3.4.3　气动配件选型相关的计算 109 3.5? 常见的传动设计相关的“计算” 112 3.5.1 “电动机 同步带”模组 114 3.5.2 “电动机 齿轮齿条”模组 119 3.5.3 “电动机 输送带”模组 122 3.5.4 “电动机 滚珠丝杠”模组（略） 123 3.5.5 “电动机 （凸轮）分割器”模组（略） 123 第 4 章　常见的非标机构设计规范及禁忌 126 4.1? 线体 / 整机方案设计规范 126 4.1.1 线体 / 设备全局 127 4.1.2 机架 / 电控箱 134 4.1.3 安全防护设计 136 4.1.4 其他方面 138 4.2? 机构与零件设计规范 140 4.2.1 机构的定位和限位设计 141 4.2.2 零件的紧固设计 161 4.2.3 零件的外形设计 189 4.2.4 典型零件的选材 226 4.2.5 常用标准件的选型（略） 241 4.3? 其他常见的设计禁忌 241 4.3.1 见仁见智的禁忌 245 4.3.2 约定俗成的禁忌 254 第 5 章　高效的案例学习方法 262 5.1? 案例学习的切入点：找茬儿 / 找亮点 262 5.1.1 找茬儿（略） 262 5.1.2 找亮点 262 5.2? 案例学习的终极目标 268 5.2.1 化为己用（入行新人的目标） 270 5.2.2 持续改善（多数人员的目标） 273 5.2.3 破旧立新（资深达人的目标） 278 附录? 工程图纸的规范标注 287 后记 288 內容試閱： 《自动化机构设计工程师速成宝典 ——规范篇》 非标设备，顾名思义就是“无标准的设备”，制造上以满足客户生产或市场需求为首要准则。这种定制特性客观上使得我们在从事非标设备的机构设计工作中，几乎不太可能像传统或标准机械那样引经据典、精雕细琢。换言之，普通机械设计跟非标机械设计有本质区别，前者重技术机理，常聚焦于设备本身的功能指标达成；后者重应用导向，不一定是技术含量高或者设计难度大，只要能获得客户认可就是好设备——所谓不管黑猫白猫，能抓老鼠就是好猫，这对于非标设备来说是很真实的写照。然而，作为设计人员，尤其是刚毕业或刚入行的新人，对此往往比较迷茫和困惑。有鉴于此，本人在 2016 年开始推出“自动化机构设计工程师速成宝典系列丛书”，相信仔细阅读这套书并能做到举一反三的读者，应该已渐渐找到这个设计行当的工作特质和学习对策。 本书名曰“规范篇”，是“速成宝典”系列的终结篇。内容编排上既延续宝典的读书笔记、实战总结风格，同时更注重关联设计工作内容，围绕“如何把非标准设备机构做好一些”这条主线，结合行业见闻和工作经验，为广大设计新人读者梳理总结常见的原则、做法、规范、方法等。比如，技术方案的制订思路、零件的外形设计、零件之间的定位和紧固、简单的标准件选用、必要的计算校核、设计禁忌的规避……这些“必修课”对资深设计人员来说可能“有点鸡肋”，但对从业新人来说，都是些非常实用的技术认知和建议，务必重视并加强。同时，为促进读者高效学习，温馨提示： 1. 请勿把本书当技术进阶书来看。所谓“速成宝典”，分享和建议的不是高精尖机构的“研究心得”和“技术成果”，而是定位于帮助设计新人以较短的时间掌握机构设计的本质、重点和方法，因此已有丰富经验的同行，未必能够通过阅读本书达到更高水平。 2. 请勿把本书当专业工具书来看。本书编写的出发点是给新人读者提供“简单、速成、实用、提升”的技术“快餐”，难免就会舍弃大量相对烦琐、艰涩的内容，如若部分读者需要了解、掌握，建议此时可自行查阅更多的专业教材，如机械设计手册等。 3. 请勿把本书当机构案例书来看。网上有很多设备机构的 3D 案例，直观易懂，读者自行检索、下载、学习即可，本书重点论述的是机构背后的逻辑和机理，以及个人见闻、观念、经验、建议，而这些恰恰都是从业的必修基本功。 设计工作是一项极其复杂的思维活动，很难一蹴而就。广大读者在看书之余，只有不断通过项目的实践、锤炼，且有一定的时间经历，才能真正提升个人能力。在技术之路的漫漫求索中，衷心希望本书能切实帮助到大家。后再次感谢支持！ 柯武龙

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