图书前言

第3版前言

本教材出版以来,由于紧密结合工程实际,深受普通高校及高职院校学生、企业读者的喜爱,并获得高度评价,不少读者通过邮箱和编者联系,畅谈自己在学习和实践中的收获,提出很多宝贵的建议并期待第3版尽早出版。在教材出版后的十多年间,随着国内制造业的升级,国内自动化装备行业突飞猛进,大批企业迅速填补各种细分行业的空白,机器换人的时代已超出我们原有的想象提早来临。为适应自动化装备行业的发展需要,现对第2版进行了修订和增补。

在第3版修订过程中,考虑到保持原有教材的风格及作为教材应有的稳定性,对教材中的文字、插图进行了全面审查,更正了第2版中的文字错误,修改了部分图例。本次修订本着一看就懂、一看就能动手应用、还要知道为什么要这样用的原则,针对自动化设备中的部分典型、重要结构进行了内容补充,增加了部分重要的图例。考虑到不同层次读者的需求,对部分重要和有代表性的案例进行了深入分析和说明,希望给读者以最大的帮助。

本教材是一本自动化装备行业的入门教材,既适合本科院校、高职院校机电类专业学生学习,也适合企业读者学习使用,可以帮助他们更快、更好地从事自动化装备结构设计、装配调试、管理维护等岗位技术工作。

自动化技术发展日新月异,新的部件组件也会不断出现,给自动化装备的设计制造提供更大的简化和帮助。虽然对全书进行了全面审核和修改,但教材仍难免有疏漏之处,恳请广大读者通过邮件进一步指正。

李绍炎 2020年9月于深圳

第2版前言

《自动机与自动线》第1版于2007年2月出版,当时该课程在高职院校和本科院校中还基本属于空白。2013年12月,Google公司在美国本土和日本连续集中收购了6家机器人公司。目前,国内学术界普遍认同中国已经到了刘易斯拐点,劳动力成本中长期都将持续上升,这将促进国内以机器人为代表的自动化装备产业需求爆发性发展,中国制造业已进入了“机器换人”的时代。随着我国高等教育和高等职业教育改革的逐步深入,该教材近年来得到了很多高等职业院校和应用型本科院校师生的广泛好评和积极选用,如山东理工大学、湖南大学、杭州职业技术学院等,相继采用本教材新开设了这门专业课,部分院校将它作为学生毕业设计的指导教材,直接采用其中的案例作为学生毕业设计题目。另外,教材的出版在企业读者中也引起了很大反响,很多读者在当当网的网购评价中给予了很高的评价,有读者留言为在大学期间既没有看到这样的教材也没开设这样的课程感到非常遗憾。还有不少读者留言称该教材帮助他们步入了一个全新的行业,成为他们工作中珍贵的入门指导资料。

由于教材主要面向在校学生,当初编写时力求详细、全面,但内容篇幅难免稍多一些,部分内容对在校学生不一定马上就能用得到,例如直线导轨、直线轴承、滚珠丝杠、分度器的选型计算等,但这些内容对企业技术人员却又是非常重要的。另外,目前国内高职院校和本科院校在前期课程“液压与气动技术”中基本没有介绍气缸的选型与安装设计,但这些内容无论对从事自动化设备设计、装配调试还是从事设备管理维护的技术人员而言,都是至关重要的,因此,增加这一部分内容能帮助读者更快地进入岗位技术工作。

为了兼顾学生读者和企业读者的需要,本次再版适当简化了篇幅,删减了凸轮分度器、直线导轨、滚珠丝杠的选型计算,企业读者可以参考上述部件供应商的技术手册。同时,增加了“气缸的选型与安装”一章,希望帮助读者更快地掌握气动技术实际动手能力。

在自动化机械结构的研发方面,编者认为企业技术工作实际上并不鼓励大量的机械结构创新,因为任何机械结构创新都要经过实际案例的使用验证并不断完善,是存在技术风险的,企业的技术工作实际上更注重成熟结构的模仿、借鉴使用,因为成熟的结构都已经过长期生产使用验证和完善,可以放心大胆地使用,教材中介绍可供读者直接模仿使用的大量实际成熟案例,就是基于这种思想。

最后,自动化装配涵盖的技术内容非常广泛,这本教材不是针对某一专门内容的专著,而是一本入门教材,帮助初学或初次从事这一行业的读者尽快入门,部分已经具有丰富实际工作经验的读者可以参阅更多的企业技术资料。编者学识有限,难免存在不足之处,欢迎读者通过邮件提出意见或进行交流,以便在下次修订中进一步修改完善。

李绍炎2014年5月于深圳

第1版前言

工业发达国家早在20世纪就广泛实现了制造自动化,各种自动化装备的使用不仅使他们的产品以高性能、高质量一致性等优势在市场竞争中占据领先的地位,同时也大幅提高了他们的工业技术水平和国家综合实力,自动化装备的水平和制造能力代表了一个国家工业技术能力的最高水平。

改革开放以来,我国先后从国外引进了大量的自动化装备,但因为种种原因多年来我国没有能够像日本、韩国那样从引进、消化吸收中逐步发展形成自动化装备的自主创新能力。目前发达国家将制造业大量转移到我国转而输出技术和品牌,我国虽然已逐步发展成为世界制造业大国,但离制造业强国还有相当大的距离,除产品的自主开发创新能力较差外,自动化装备的自主设计开发能力也较差,不仅许多行业的关键设备仍然主要依靠进口,而且自动化装备的基础行业也几乎被国外产品所垄断。 

国内在自动化装备这一先进制造技术领域的人才培养也严重滞后于制造业发展的需要,制造业急需大量熟悉先进自动化装备的设计与管理人才,但直至目前,国内高等院校及高职高专院校中只有极少数学院设置了相关的专业和课程,有关自动机械原理与设计的教材也极为匮乏,即使是企业的设计人员,要找到一本适合初学者的自学教材也非常困难。

深圳职业技术学院自2001年起即在国内率先设置了相关专业,专门从事自动化装备设计与管理人才的培养,这本教材就是作者在总结多年从事自动机械设计及工程应用经验的基础上编写而成的,其间以讲义的形式先后经过几届学生的教学使用,根据使用效果进行了多次修改完善。本教材的目的就是使从事自动机械学习和工作的初学者尽快掌握自动机械的典型结构组成、工作原理、结构设计方法、标准部件选型步骤及方法、装配调试与维护要领,同时对自动机械总体方案设计、设计制造流程及典型工程应用等有一般了解。

教材的编写按照循序渐进、模块化的思路,第2章介绍自动机械的典型结构组成与工作流程,第3章、第4章介绍自动机械的输送系统(皮带输送系统、链条输送系统、悬挂输送系统),第5章、第6章、第7章分别介绍自动上下料系统(振盘、机械手、间歇输送机构),第8章介绍自动机械中的一种特殊分度装置——凸轮分度器,第9章、第10章分别介绍自动机械中的分隔与换向、定位与夹紧等辅助机构。由于自动机械是典型的模块化结构,大量采用各种标准的基础部件,因此第11章、第12章、第13章分别介绍自动机械中的典型直线运动系统(直线导轨、直线轴承、滚珠丝杠)。由于各种自动机械中大量采用同步带传动及链传动,因此第14章介绍上述两种典型传动系统的设计与装配。在熟悉上述机械结构组成部分的基础上,第16章介绍各种典型自动化专机及自动化生产线的节拍设计原理与方法,使读者初步掌握进行自动机械总体方案设计的过程与方法。为了使读者更容易理解,在此之前在第15章对手工装配流水线的设计过程进行专门介绍。全书的编写以实际应用为原则,对有关的理论仅作简单的介绍,重点介绍实际典型结构、具体的设计计算方法、部件选型步骤及方法、装配调试要点等,每一部分都尽量结合实际工程对象(包括编者从事过的设计与研究项目)进行介绍,配以大量的工程图片、工程案例和例题,为读者提供直观的模仿素材。

全书编写过程中,深圳职业技术学院的有关领导对本书的编写给予了大力支持,中国科学院阳如坤研究员对本书的编写提出了十分宝贵的意见,对全书进行了详细的审核并作序,深圳职业技术学院机电学院朱梅教授、钟健教授提出了许多很好的建议,湖南师范大学邹竹英副教授对全书作了详细的文字校对与修改。日本THK公司北京办事处、日本NSK公司深圳办事处、日本IKO公司深圳代表处、日本三共制作所深圳代表处、天津太敬机电技术有限公司等单位对于本书的编写也给予了大力支持,在此谨向他们表示衷心的感谢!

限于编者水平,加上本课程属于新课程,书中难免存在不妥甚至错误之处,希望有关专家及读者提出宝贵意见。

编者2006年10月于深圳