本書是結(jié)合大中專院,F(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)模式和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),綜合現(xiàn)代智能制造、先進(jìn)制造、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控設(shè)備、數(shù)字孿生等技術(shù),為構(gòu)建新型智能制造綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)而編寫的。本書內(nèi)容注重理論結(jié)合實(shí)踐、聚焦行業(yè)熱點(diǎn)和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等。本書在所需的基本理論和實(shí)踐基礎(chǔ)上,引入了實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),具備大中專院校實(shí)訓(xùn)教學(xué)的實(shí)用性。全書共6章,主要包括智能制造實(shí)訓(xùn)概論、3D打印應(yīng)用實(shí)訓(xùn)、虛擬數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)、數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)訓(xùn)和柔性制造系統(tǒng)基本功能單元操作實(shí)訓(xùn)等。每章均附有與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容相關(guān)的思考題,供學(xué)生練習(xí)與思考。本書可作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、機(jī)械電子工程、機(jī)械設(shè)計(jì)及理論和智能制造工程等專業(yè)的智能制造實(shí)訓(xùn)教材或參考書。
張成雷,男(1985.04- ),山東蘭陵縣人,F(xiàn)任臨沂大學(xué)機(jī)械與車輛工程學(xué)院機(jī)械工程系副教授、博士后。2018年6月于武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院獲工學(xué)博士學(xué)位,2018年7月至今,在臨沂大學(xué)機(jī)械與車輛工程學(xué)院任職,2020年3月進(jìn)入山東理工大學(xué)電氣工程博士后工作站。已在Int J Adv Manuf Technol、IEEE Access、Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing、Soft Computing、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS等10余種國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇,其中SCI檢索12篇,EI檢索6篇,ISTP檢索2篇。主持或參與國(guó)家級(jí)、省部級(jí)、市廳級(jí)等課題9項(xiàng)。先后主講過“智能檢測(cè)與控制”“機(jī)械工程測(cè)試與信號(hào)處理”“現(xiàn)代智能制造技術(shù)”“智能制造實(shí)訓(xùn)”“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”“機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)”等課程。先后獲中國(guó)物流與采購(gòu)科技進(jìn)步獎(jiǎng)2項(xiàng)、中國(guó)商業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)2項(xiàng)和中國(guó)商業(yè)聯(lián)合會(huì)服務(wù)業(yè)科技創(chuàng)新獎(jiǎng)2項(xiàng),市級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)等多項(xiàng)。
目 錄
第1章 智能制造實(shí)訓(xùn)概論 1
1.1 智能制造的時(shí)代背景 1
1.1.1 制造業(yè)的發(fā)展歷程 2
1.1.2 智能制造的產(chǎn)生背景 3
1.2 智能制造概述 4
1.2.1 智能制造的概念 4
1.2.2 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化參考模型 5
1.2.3 智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系框架 7
1.3 智能制造技術(shù)特征 8
1.3.1 工業(yè)機(jī)器人 8
1.3.2 物聯(lián)網(wǎng) 11
1.3.3 工業(yè)大數(shù)據(jù) 13
1.3.4 增材制造技術(shù) 15
1.3.5 人工智能 21
1.3.6 智能產(chǎn)品 25
1.4 智能制造的相關(guān)產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)業(yè)鏈 28
1.5 中國(guó)智能制造發(fā)展之路 31
1.5.1 現(xiàn)狀與形勢(shì) 31
1.5.2 技術(shù)創(chuàng)新 31
1.5.3 體制改革 32
1.5.4 各省份對(duì)智能制造行業(yè)發(fā)展的推進(jìn) 32
1.5.5 智能制造技術(shù)的前景 34
思考題 35
第2章 3D打印應(yīng)用實(shí)訓(xùn) 36
2.1 3D打印概述 36
2.1.1 3D打印的原理 36
2.1.2 3D打印的特點(diǎn)與分類 38
2.1.3 3D打印機(jī)及其成型原理 39
2.2 3D打印工藝與前處理 42
2.2.1 3D打印工藝特點(diǎn)與工藝選擇 42
2.2.2 模型構(gòu)建與格式設(shè)置 46
2.2.3 切片軟件 49
2.3 3D打印實(shí)訓(xùn) 52
2.3.1 三維掃描與逆向設(shè)計(jì) 52
2.3.2 三維建模與切片處理 58
2.3.3 路徑規(guī)劃與三維支撐結(jié)構(gòu)的添加技巧 64
2.4 3D打印機(jī)操作和后處理 69
2.4.1 3D打印機(jī)操作 69
2.4.2 3D打印模型 73
2.4.3 3D打印的后處理 79
思考題 79
第3章 虛擬數(shù)控加工實(shí)訓(xùn) 80
3.1 數(shù)控加工技術(shù)概述 80
3.1.1 數(shù)控加工 80
3.1.2 數(shù)控機(jī)床 81
3.1.3 數(shù)控加工中心 83
3.1.4 XH715D數(shù)控機(jī)床虛擬仿真平臺(tái) 83
3.2 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 97
3.2.1 數(shù)控加工過程 97
3.2.2 工件工藝 98
3.3 數(shù)控程序與編程技術(shù) 99
3.3.1 數(shù)控程序編程原則 99
3.3.2 數(shù)控程序 99
3.4 數(shù)控車床加工編程實(shí)例 102
3.4.1 虛擬仿真數(shù)控系統(tǒng)操作 102
3.4.2 外徑加工編程實(shí)例 109
3.4.3 孔加工編程實(shí)例 110
思考題 111
第4章 工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn) 112
4.1 工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)平臺(tái)概述 112
4.1.1 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程 112
4.1.2 工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代制造業(yè)中的作用 114
4.1.3 工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)的意義與目的 115
4.1.4 工業(yè)機(jī)器人仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)性能參數(shù) 116
4.2 工業(yè)機(jī)器人仿真建模 121
4.2.1 機(jī)器人工具模型 121
4.2.2 傳動(dòng)帶仿真模型 124
4.2.3 機(jī)器人工作站仿真運(yùn)動(dòng) 134
4.3 6軸工業(yè)機(jī)器人碼垛仿真實(shí)訓(xùn) 140
4.3.1 工業(yè)機(jī)器人碼垛場(chǎng)景設(shè)計(jì) 141
4.3.2 機(jī)器人系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)設(shè)置 143
4.3.3 機(jī)器人路徑編程 150
4.4 智能制造工業(yè)機(jī)器人裝配在線編程 160
4.4.1 工業(yè)機(jī)器人示教器創(chuàng)建參數(shù) 161
4.4.2 在線編程 163
4.4.3 程序調(diào)試及運(yùn)行 166
思考題 170
第5章 數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)訓(xùn) 172
5.1 數(shù)字孿生技術(shù)概述 172
5.1.1 數(shù)字孿生技術(shù)的提出 172
5.1.2 數(shù)字孿生的定義 175
5.1.3 數(shù)字孿生的內(nèi)涵 176
5.1.4 數(shù)字孿生的特征 176
5.2 數(shù)字孿生相關(guān)概念 177
5.2.1 數(shù)字孿生與智能制造 177
5.2.2 數(shù)字孿生與信息物理系統(tǒng) 178
5.2.3 數(shù)字孿生與仿真 179
5.2.4 數(shù)字孿生技術(shù)開發(fā)平臺(tái) 182
5.3 機(jī)電一體化概念設(shè)計(jì)系統(tǒng) 186
5.3.1 MCD軟件安裝準(zhǔn)備 186
5.3.2 MCD軟件的基本操作 206
5.4 汽車生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與仿真 215
5.4.1 汽車生產(chǎn)線各部件模型設(shè)計(jì) 215
5.4.2 氣缸與氣動(dòng)控制閥創(chuàng)建 220
5.4.3 汽車生產(chǎn)線運(yùn)行維護(hù)仿真 221
思考題 223
第6章 柔性制造系統(tǒng)基本功能單元操作實(shí)訓(xùn) 224
6.1 柔性生產(chǎn)與柔性制造系統(tǒng)概述 224
6.1.1 柔性生產(chǎn)的定義和特征 224
6.1.2 柔性制造技術(shù)的定義和發(fā)展歷程 225
6.1.3 柔性制造系統(tǒng)的定義和發(fā)展歷程 226
6.2 柔性生產(chǎn)線設(shè)計(jì) 229
6.2.1 柔性生產(chǎn)線的定義 229
6.2.2 柔性生產(chǎn)線的構(gòu)成 231
6.2.3 控制流程設(shè)計(jì) 232
6.2.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 234
6.2.5 信息管理 235
6.2.6 通信設(shè)計(jì) 236
6.3 FMS仿真建模 242
6.3.1 FlexSim仿真軟件簡(jiǎn)介 242
6.3.2 FlexSim仿真的基本步驟 248
6.3.3 FlexSim仿真 251
6.3.4 CIMCO加工工藝仿真 263
思考題 280
參考文獻(xiàn) 281