智能制造技术与数字化工厂 / 中国能源革命与先进技术丛书，工业控制与智能制造产教融合丛书
定价：￥59.00
作者： 刘春平
出版时间：2026-04-15
出版社：机械工业出版社
“十四五”国家重点出版物出版规划项目
- 机械工业出版社
- 9787111801894
- 1-1
- 2026-04-15
- 401
内容简介
本书立足当前智能制造领域应用型人才培养的核心需求，秉持“重实践、强基础、校企融合”的理念精心编撰。全书共分为六章，具体内容架构如下：第1章智能制造概述；第2章智能制造控制技术；第3章工业网络与数字化工厂；第4章工业机器人驱动与控制技术；第5章典型工业机器人工作站设计与应用；第6章智能生产线设计与集成。
本书案例新颖前沿，内容简练实用，知识脉络清晰分明，实现了理论基础与工程实践的深度融合。
本书可供从事智能制造系统设计与集成的工程技术人员学习使用，也可作为电气类、自动化类、计算机类、电子信息类等专业的教学用书，亦能为智能制造领域的爱好者提供系统的学习指引。
本书案例新颖前沿，内容简练实用，知识脉络清晰分明，实现了理论基础与工程实践的深度融合。
本书可供从事智能制造系统设计与集成的工程技术人员学习使用，也可作为电气类、自动化类、计算机类、电子信息类等专业的教学用书，亦能为智能制造领域的爱好者提供系统的学习指引。
目录
第1章 智能制造概述 1
1.1智能制造的起源 1
1.2智能制造的发展现状 3
1.2.1智能制造的概念及其价值 3
1.2.2智能制造的全生命周期实施流程 4
1.3.中国智能制造的发展方向 7
课后习题 10
第2章 智能制造控制技术 11
2.1可编程控制技术 11
2.1.1可编程控制技术概述 11
2.1.2新一代可编程逻辑控制器 15
2.2工业机器人技术 20
2.2.1工业机器人概述 20
2.2.2工业机器人系统的组成 23
2.2.3工业机器人的技术参数 24
2.2.4机器人位置和姿态表示 25
2.2.5 坐标变换 27
2.2.6 齐次坐标变换 29
2.2.7 机器人正向运动学 31
2.2.8 机器人逆向运动学 40
2.3 AGV技术 46
2.3.1 AGV技术概述 46
2.3.2 AGV地图构建 49
2.3.3 AGV路径规划 54
2.4机器视觉技术 58
2.4.1机器视觉技术概述 58
2.4.2图像处理技术 59
2.4.3机器视觉技术应用案例 60
2.4.4机器视觉发展趋势和前景展望 62
课后习题 63
第3章 工业网络与数字化工厂 64
3.1计算机网络基础 64
3.1.1 工业控制常用网络协议 64
3.1.2 IP地址分类 67
3.1.3 ARP地址解析协议 68
3.1.4 TCP和UDP协议的区别 68
3.1.5 DNS域名系统 69
3.1.6交换机、路由器、网关的概念及用途 70
3.2工业控制网络 70
3.2.1 工业以太网概述 70
3.2.2工业控制网络要求 72
3.2.3 工业控制网络设计和组建 73
3.2.4工业控制网络安全技术 75
3.3数字化工厂 80
3.3.1数字化工厂概述 80
3.3.2 ERP系统 81
3.3.3 MES系统 83
3.3.4 PDM系统 86
3.3.5数字孪生技术 89
课后习题 91
第4章 工业机器人驱动与控制技术 92
4.1 工业机器人步进电机驱动与控制技术 92
4.1.1步进电机的工作原理 92
4.1.2步进电机的驱动方式 95
4.1.3步进电机的控制技术 97
4.1.4步进电机在分拣搬运机器人中的应用 99
4.2工业机器人直流伺服电机驱动与控制技术 104
4.2.1直流伺服电机的工作原理 104
4.2.2直流伺服电机的特点 105
4.2.3直流伺服电机的驱动技术 106
4.2.4直流伺服电机的控制技术 109
4.2.5直流伺服电机在机器人驱动与控制中的应用 114
4.3工业机器人交流伺服电机驱动与控制技术 121
4.3.1交流伺服电机的工作原理 121
4.3.2永磁同步电机的工作原理 123
4.3.3交流伺服电机的控制技术 125
4.3.4 工业机器人交流伺服驱动系统设计 127
4.4工业机器人气压驱动与控制技术 133
4.4.1机器人气压驱动技术 133
4.4.2基于PLC的气动机械手设计 136
4.5工业机器人液压驱动控制应用 138
4.5.1 液压驱动系统的工作原理 138
4.5.2液压搬运机械手设计 142
课后习题 145
第5章 典型机器人工作站设计与应用 146
5.1 机器人工作站系统硬件认知 146
5.1.1 SCARA机器人工作站 146
5.1.2 XYZA四自由度直角坐标机器人工作站 147
5.1.3 Delta并联机器人工作站 148
5.1.4 Tripod并联机器人工作站 150
5.1.5 多工具六关节机器人工作站 151
5.2机器人工作站控制系统 156
5.2.1 拿云四轴驱控一体 156
5.2.2 拿云六轴驱控一体 158
5.2.3机器人示教器 160
5.3机器人工作站控制器调试 161
5.3.1机器人系统界面认知 161
5.3.2示教器参数配置 167
5.4机器人工作站简易编程 170
5.4.1启动机器人工作站 170
5.4.2 机器人工作站示教编程 174
5.4.3 机器人简易码垛编程 181
5.4.4 机器人工作站复杂码垛工艺 193
5.5机器人工作站机器视觉编程 197
5.5.1机器视觉软件介绍 197
5.5.2机器人视觉标定实验 207
5.5.3视觉工艺管理界面介绍 208
5.5.4视觉操作位置示教记录 212
5.5.5视觉开发专用指令 214
5.5.6机器视觉编程 217
课后习题 232
第6章 智能生产线设计与集成 233
6.1智能生产线概述 233
6.1.1智能生产线的功能 233
6.1.2 智能生产线的产品及工艺流程 234
6.1.3 智能生产线的生产流程 235
6.1.4智能生产线的网络架构 236
6.2智能生产线硬件设备 236
6.2.1 原材料立体库单元 236
6.2.2半成品装配单元 239
6.2.3 成品装配单元 242
6.2.4 智能检测单元 246
6.2.5 个性化定制单元 249
6.2.6智能包装单元 253
6.2.7 成品立体库单元 256
6.2.8 AGV智能物流 257
6.3智能生产线MES系统 258
6.3.1 MES系统工作流程 258
6.3.2 MES客户端界面 259
6.4智能生产线视觉系统 265
6.4.1 视觉系统软件 265
6.4.2 视觉标定与校准 266
6.5智能生产线PLC控制系统 270
6.5.1 PLC编程实现 270
6.5.2 程序的编译和诊断 277
6.5.3 生产线程序案例 279
6.6智能生产线机器人控制系统 284
6.6.1 机器人编程语言 284
6.6.2 机器人示教编程 286
6.6.3机器人离线编程 288
6.6.4机器人编程案例 289
课后习题 296
参考文献 297
1.1智能制造的起源 1
1.2智能制造的发展现状 3
1.2.1智能制造的概念及其价值 3
1.2.2智能制造的全生命周期实施流程 4
1.3.中国智能制造的发展方向 7
课后习题 10
第2章 智能制造控制技术 11
2.1可编程控制技术 11
2.1.1可编程控制技术概述 11
2.1.2新一代可编程逻辑控制器 15
2.2工业机器人技术 20
2.2.1工业机器人概述 20
2.2.2工业机器人系统的组成 23
2.2.3工业机器人的技术参数 24
2.2.4机器人位置和姿态表示 25
2.2.5 坐标变换 27
2.2.6 齐次坐标变换 29
2.2.7 机器人正向运动学 31
2.2.8 机器人逆向运动学 40
2.3 AGV技术 46
2.3.1 AGV技术概述 46
2.3.2 AGV地图构建 49
2.3.3 AGV路径规划 54
2.4机器视觉技术 58
2.4.1机器视觉技术概述 58
2.4.2图像处理技术 59
2.4.3机器视觉技术应用案例 60
2.4.4机器视觉发展趋势和前景展望 62
课后习题 63
第3章 工业网络与数字化工厂 64
3.1计算机网络基础 64
3.1.1 工业控制常用网络协议 64
3.1.2 IP地址分类 67
3.1.3 ARP地址解析协议 68
3.1.4 TCP和UDP协议的区别 68
3.1.5 DNS域名系统 69
3.1.6交换机、路由器、网关的概念及用途 70
3.2工业控制网络 70
3.2.1 工业以太网概述 70
3.2.2工业控制网络要求 72
3.2.3 工业控制网络设计和组建 73
3.2.4工业控制网络安全技术 75
3.3数字化工厂 80
3.3.1数字化工厂概述 80
3.3.2 ERP系统 81
3.3.3 MES系统 83
3.3.4 PDM系统 86
3.3.5数字孪生技术 89
课后习题 91
第4章 工业机器人驱动与控制技术 92
4.1 工业机器人步进电机驱动与控制技术 92
4.1.1步进电机的工作原理 92
4.1.2步进电机的驱动方式 95
4.1.3步进电机的控制技术 97
4.1.4步进电机在分拣搬运机器人中的应用 99
4.2工业机器人直流伺服电机驱动与控制技术 104
4.2.1直流伺服电机的工作原理 104
4.2.2直流伺服电机的特点 105
4.2.3直流伺服电机的驱动技术 106
4.2.4直流伺服电机的控制技术 109
4.2.5直流伺服电机在机器人驱动与控制中的应用 114
4.3工业机器人交流伺服电机驱动与控制技术 121
4.3.1交流伺服电机的工作原理 121
4.3.2永磁同步电机的工作原理 123
4.3.3交流伺服电机的控制技术 125
4.3.4 工业机器人交流伺服驱动系统设计 127
4.4工业机器人气压驱动与控制技术 133
4.4.1机器人气压驱动技术 133
4.4.2基于PLC的气动机械手设计 136
4.5工业机器人液压驱动控制应用 138
4.5.1 液压驱动系统的工作原理 138
4.5.2液压搬运机械手设计 142
课后习题 145
第5章 典型机器人工作站设计与应用 146
5.1 机器人工作站系统硬件认知 146
5.1.1 SCARA机器人工作站 146
5.1.2 XYZA四自由度直角坐标机器人工作站 147
5.1.3 Delta并联机器人工作站 148
5.1.4 Tripod并联机器人工作站 150
5.1.5 多工具六关节机器人工作站 151
5.2机器人工作站控制系统 156
5.2.1 拿云四轴驱控一体 156
5.2.2 拿云六轴驱控一体 158
5.2.3机器人示教器 160
5.3机器人工作站控制器调试 161
5.3.1机器人系统界面认知 161
5.3.2示教器参数配置 167
5.4机器人工作站简易编程 170
5.4.1启动机器人工作站 170
5.4.2 机器人工作站示教编程 174
5.4.3 机器人简易码垛编程 181
5.4.4 机器人工作站复杂码垛工艺 193
5.5机器人工作站机器视觉编程 197
5.5.1机器视觉软件介绍 197
5.5.2机器人视觉标定实验 207
5.5.3视觉工艺管理界面介绍 208
5.5.4视觉操作位置示教记录 212
5.5.5视觉开发专用指令 214
5.5.6机器视觉编程 217
课后习题 232
第6章 智能生产线设计与集成 233
6.1智能生产线概述 233
6.1.1智能生产线的功能 233
6.1.2 智能生产线的产品及工艺流程 234
6.1.3 智能生产线的生产流程 235
6.1.4智能生产线的网络架构 236
6.2智能生产线硬件设备 236
6.2.1 原材料立体库单元 236
6.2.2半成品装配单元 239
6.2.3 成品装配单元 242
6.2.4 智能检测单元 246
6.2.5 个性化定制单元 249
6.2.6智能包装单元 253
6.2.7 成品立体库单元 256
6.2.8 AGV智能物流 257
6.3智能生产线MES系统 258
6.3.1 MES系统工作流程 258
6.3.2 MES客户端界面 259
6.4智能生产线视觉系统 265
6.4.1 视觉系统软件 265
6.4.2 视觉标定与校准 266
6.5智能生产线PLC控制系统 270
6.5.1 PLC编程实现 270
6.5.2 程序的编译和诊断 277
6.5.3 生产线程序案例 279
6.6智能生产线机器人控制系统 284
6.6.1 机器人编程语言 284
6.6.2 机器人示教编程 286
6.6.3机器人离线编程 288
6.6.4机器人编程案例 289
课后习题 296
参考文献 297
