智能製造導論

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《智能製造導論》，副標題：技術及應用，出版社： 科學出版社（中國），ISBN：9787030729033。

書籍是用文字、圖畫和其他符號，在一定材料上記錄各種知識，清楚地表達思想，並且制裝成卷冊的著作物，為傳播各種知識和思想，積累人類文化的重要工具。

目錄

內容簡介

本書為江蘇省高等學校重點教材（編號：2021-2-078）。

本書闡述了智能製造的原理、方法與應用。根據智能製造過程中涉及的內容，先後分別介紹了智能設計、傳感器技術、計算機視覺檢測技術、典型智能製造裝備、控制電動機技術、智能控制、大數據驅動智能製造、智能工廠、智能製造應用實例等內容。

本書融合數字化資源，通過書中二維碼關聯相關智能製造視頻，展示智能製造過程，幫助讀者理解和拓展相關知識內容。

目錄

第1章 緒論 1

1.1 智能製造的產生 1

1.2 智能製造的體系 2

1.2.1 智能製造的體系發展概況 2

1.2.2 智能製造系統架構 2

1.2.3 智能製造標準體系結構 4

1.2.4 智能製造系統的基本構成 6

1.3 智能製造的關鍵環節和技術 9

1.3.1 智能製造四大關鍵環節 9

1.3.2 智能製造十大關鍵技術 18

習題與思考一 24

第2章 智能設計 25

2.1 概述 25

2.2 智能CAD設計方法 26

2.2.1 面向對象求解法 26

2.2.2 基於CAD的廣義類比推理智能設計方法 29

2.3 基於TRIZ理論的智能創新設計 36

2.4 基於遺傳算法的進化設計 39

2.4.1 遺傳算法基本概念 39

2.4.2 遺傳算法的基本原理 41

2.4.3 遺傳算法的求解步驟 42

2.4.4 基於遺傳算法的產品形態進化設計方法 44

習題與思考二 46

第3章 傳感器技術 47

3.1 概述 47

3.1.1 傳感器的作用和地位 47

3.1.2 傳感器技術的發展現狀 48

3.2 溫度傳感器 49

3.2.1 溫度傳感器分類 49

3.2.2 金屬熱電阻 50

3.2.3 半導體熱敏電阻 52

3.3 液位、物位、濃度、流量傳感器 54

3.3.1 液位及物位傳感器 54

3.3.2 密度傳感器、濃度傳感器、粗糙度傳感器 56

3.3.3 流量傳感器 58

3.4 位移傳感器 62

3.4.1 電感式傳感器 62

3.4.2 電容式位移傳感器 65

3.4.3 光柵數字傳感器 67

3.4.4 感應同步器 68

3.4.5 角數字編碼器 70

3.5 速度與加速度傳感器 72

3.5.1 速度傳感器 72

3.5.2 加速度傳感器 73

3.6 力、壓力和扭矩傳感器 74

3.6.1 電阻應變傳感器原理 74

3.6.2 應變片測力傳感器 79

3.6.3 壓力傳感器 81

3.6.4 轉矩(扭矩)傳感器 82

3.7 智能傳感器 83

3.7.1 智能傳感器的基本功能 83

3.7.2 智能傳感器的特點與分類 85

3.7.3 智能傳感器的發展趨勢 87

3.7.4 智能傳感器的構成 89

3.7.5 壓阻壓力傳感器智能化 90

習題與思考三 93

第4章 計算機視覺檢測技術 94

4.1 概述 94

4.2 計算機視覺檢測系統 97

4.2.1 計算機視覺系統相機的選型設計 98

4.2.2 圖像採集卡的選型設計 103

4.2.3 圖像數據的傳輸 105

4.2.4 光源的種類與選型設計 107

4.3 圖像處理技術 110

習題與思考四 113

第5章 典型智能製造裝備 114

5.1 概述 114

5.2 高檔數控機床 116

5.2.1 國內外數控發展現狀 116

5.2.2 數控加工中心加工技術 120

5.2.3 高檔數控機床關鍵技術 121

5.3 精密、超精密和智能機床產品 128

5.4 工業機器人及選用 132

5.4.1 工業機器人的分類 133

5.4.2 工業機器人的基本構成 135

5.4.3 工業機器人主要技術參數 137

5.4.4 工業機器人機械結構組成 138

5.4.5 工業機器人核心部件研製的關鍵 143

5.5 快速成型技術與裝備 145

5.5.1 快速成型分類及發展現狀 145

5.5.2 快速成型過程 149

5.5.3 快速成型技術的應用 152

習題與思考五 154

第6章 控制電動機技術 155

6.1 概述 155

6.2 伺服電動機與控制技術 156

6.2.1 伺服電動機 156

6.2.2 直流伺服電動機及其控制 157

6.2.3 交流伺服電動機及其控制 160

6.3 步進電動機與控制技術 167

6.3.1 步進電動機的工作原理、特點及運動特性 167

6.3.2 步進電動機的驅動控制 168

6.4 力矩電動機 169

6.5 直線電動機 171

6.5.1 直線感應電動機 172

6.5.2 直線直流電動機 174

6.6 變頻器 175

6.6.1 變頻器發展及分類 175

6.6.2 變頻器工作原理 177

6.6.3 變頻器選型計算 179

習題與思考六 182

第7章 智能控制 183

7.1 概述 183

7.1.1 智能控制的發展和特點 183

7.1.2 智能控制的功能 184

7.2 模糊控制 186

7.2.1 模糊控制基礎 186

7.2.2 模糊控制器設計 188

7.3 神經網絡控制 192

7.3.1 人工神經網絡特點 192

7.3.2 神經元模型 194

7.3.3 人工神經網絡模型 196

7.3.4 神經網絡學習算法 197

7.4 遺傳算法控制 200

7.4.1 基於遺傳算法的參數辨識 200

7.4.2 遺傳算法辨識系統參數 201

7.5 仿人智能控制 202

習題與思考七 204

第8章 大數據驅動智能製造 205

8.1 概述 205

8.1.1 大數據驅動智能製造的系統框架 205

8.1.2 大數據關鍵技術概覽 207

8.2 大數據採集技術 208

8.2.1 無線射頻識別技術 209

8.2.2 二維碼技術 210

8.3 大數據傳輸技術 211

8.3.1 工業現場總線通信技術 211

8.3.2 工業現場以太網通信技術 213

8.3.3 工業現場無線網絡通信技術 214

8.3.4 5G技術 215

8.4 大數據存儲技術 216

8.5 基於製造大數據的產品工藝智能規劃 217

8.6 車間生產智能調度 219

8.6.1 車間生產調度問題的描述 219

8.6.2 車間生產調度問題的求解方法 220

8.7 產品質量智能控制 224

8.8 大數據驅動智能製造模數與實現技術 226

8.8.1 大數據驅動智能製造模式 226

8.8.2 大數據驅動智能製造方法 227

習題與思考八 230

第9章 智能工廠 231

9.1 概述 231

9.2 智能工廠技術基礎 232

9.3 智能工廠總體規劃 236

9.3.1 智能工廠模型的構建 236

9.3.2 面向智能製造的生產車間布局 239

9.4 智能工廠的電源配置 242

9.5 智能工廠無線網絡配置 245

9.6 智能工廠物流系統規劃 248

9.7 智能工廠工業機器人配置 252

9.7.1 工業機器人的選型依據 252

9.7.2 上下料機器人選型應用 254

9.7.3 多關節工業機器人伺服電動機計算 255

9.7.4 工業機器人的手腕形式 256

9.7.5 工業機器人手部結構 258

習題與思考九 263

第10章 智能製造應用實例 264

10.1 基於遺傳算法的曝氣機行星減速齒輪箱的優化設計 264

10.1.1 優化設計的方法 264

10.1.2 優化設計實例 267

10.2 基於遺傳算法與模糊理論的空調智能變頻控制技術 268

10.2.1 智能變頻空調設計原理 268

10.2.2 智能變頻空調控制系統硬件設計 270

10.2.3 智能變頻空調控制系統軟件設計 271

10.3 珩磨加工工藝參數智能選擇 272

10.3.1 珩磨加工工藝參數建模 272

10.3.2 珩磨加工工藝參數智能選擇實例 274

10.4 綠色砂芯製造生產線的研發 276

10.5 LCD/OLED顯示屏模組玻璃激光智能切角設備的研發 280

10.6 新能源汽車電池托盤智能生產線設計 284

參考文獻 287