智能制造单元应用技术 / 高等职业教育机电类专业系列教材
定价：￥49.80
作者： 赵仕元
出版时间：2026-01-15
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111797319
- 1-1
- 2026-01-15
- 392
内容简介
本书以北京华航唯实机器人科技股份有限公司研制的CHLDS11智能制造单元为软硬件载体，主要讲解在一定生产工艺条件下智能制造单元需要的硬件装备、应用软件及核心技术。
本书主要内容有:智能制造单元技术基础，主要介绍智能制造单元需要的硬件装备及应用软件；智能制造单元运行与调试，讲解智能制造单元产品的主要功能、构成单元运行及调试等技术；结合智能制造单元运行核心技术，系统讲解智能制造单元通信协议与通信指令、控制系统、视觉系统、RFID系统、传感器技术，以及这些技术在智能制造单元中的应用。
本书每章前面设置有学习内容和学习目标，结尾有本章小结和练习与思考题，书后有相应答案。本书适合作为高职院校机电类专业教材，也可以作为智能制造装备技术和机械电子工程技术专业的教材。
本书主要内容有:智能制造单元技术基础，主要介绍智能制造单元需要的硬件装备及应用软件；智能制造单元运行与调试，讲解智能制造单元产品的主要功能、构成单元运行及调试等技术；结合智能制造单元运行核心技术，系统讲解智能制造单元通信协议与通信指令、控制系统、视觉系统、RFID系统、传感器技术，以及这些技术在智能制造单元中的应用。
本书每章前面设置有学习内容和学习目标，结尾有本章小结和练习与思考题，书后有相应答案。本书适合作为高职院校机电类专业教材，也可以作为智能制造装备技术和机械电子工程技术专业的教材。
目录
前言
第一章绪论1
第一节智能制造概念1
一、制造业发展历程1
二、智能制造概念与系统架构2
第二节智能制造发展现状3
一、全球智能制造发展现状3
二、中国智能制造背景和驱动因素4
三、中国制造2025战略5
本章小结7
练习与思考题7
第二章智能制造单元技术基础8
第一节智能制造单元控制系统技术基础8
一、智能制造单元的定义8
二、S71200 PLC智能制造单元控制系统9
三、TIA博途软件9
第二节智能制造单元物联网技术基础10
一、物联网的定义和体系架构10
二、物联网的应用场景12
第三节智能制造单元工业机器人技术基础14
一、工业机器人的定义和特点14
二、工业机器人的应用场景16
第四节智能制造单元数控加工技术基础17
一、数控机床的基本特点17
二、数控机床的应用场景19
第五节智能制造单元RFID技术基础19
一、RFID技术的定义、特点和工作原理19
二、RFID技术的应用场景21
第六节智能制造单元通信技术基础22
一、Modbus协议简介22
二、工业以太网协议简介23
本章小结24
练习与思考题24
第三章智能制造单元运行与调试25
第一节认识智能制造单元与产品25
一、智能制造单元构建的关键技术25
二、认识CHLDS11智能制造单元与产品26
三、CHLDS11智能制造单元总体设计方案26
四、 CHLDS11智能制造单元应用软件介绍32
五、CHLDS11智能制造单元的工作流程32
第二节智能制造单元调试与应用33
一、执行模块的调试与应用33
二、立体仓储模块的调试与应用42
三、CNC加工模块的调试与应用49
四、成品分拣模块的调试与应用54
五、视觉检测模块的调试与应用59
六、打磨模块的调试与应用66
第三节智能制造单元综合运行调试69
一、综合运行调试任务目标69
二、综合运行调试实施流程70
本章小结72
练习与思考题73
第四章智能制造单元通信协议与通信指令74
第一节工业通信网络技术基础74
一、智能装备的通信方式74
二、串行异步通信的含义、接口标准和通信格式75
第二节TCP/IP78
一、TCP/IP的产生过程78
二、TCP/IP的组成79
三、TCP/IP的特点79
第三节Modbus协议与通信指令80
一、Modbus RTU协议80
二、Modbus TCP82
三、Modbus RTU通信指令84
四、Modbus TCP通信指令86
五、Modbus RTU数据帧87
六、Modbus寄存器89
第四节S7通信协议与通信指令89
一、S7通信协议简介89
二、S7通信指令90
三、S7通信协议应用91
第五节工业以太网协议与通信指令92
一、工业以太网协议的定义和类型92
二、常用的工业以太网协议93
三、S71200 PLC 以太网通信指令97
四、工业以太网协议应用99
本章小结100
练习与思考题100
第五章智能制造单元控制系统运行与调试102
第一节智能制造单元控制系统简述102
一、智能制造单元控制系统总体结构及通信方式102
二、智能制造单元控制系统的通信接口103
第二节智能制造单元HMI组态106
一、HMI组态的类型106
二、HMI组态考虑的因素107
三、HMI组态的文字编辑107
四、HMI组态的按钮制作及事件功能设置107
五、HMI组态的I/O域设置及变量关联110
六、编程计算机与HMI的通信连接112
七、程序下载与调试112
第三节智能制造单元PLC与工业机器人的Modbus TCP通信113
一、S71200 PLC的Modbus TCP通信应用113
二、Modbus TCP通信程序设计与调试113
第四节智能制造单元PLC与工业机器人的PROFINET通信118
一、PROFINET通信的特点118
二、PROFINET通信应用119
三、工业机器人的PROFINET通信配置122
四、PLC与工业机器人的PROFINET通信调试123
第五节智能制造单元PLC与数控机床的通信124
一、S7通信协议应用124
二、S7通信指令应用128
三、西门子828D数控系统网络设置129
四、S71200 PLC与数控机床通信的程序设计和调试129
第六节智能制造单元PLC伺服运动控制133
一、S71200 PLC的运动控制方式133
二、伺服电动机和伺服驱动器134
三、伺服轴的运动控制指令135
四、伺服轴绝对定位程序编写137
第七节智能制造单元RFID芯片读写控制138
一、RFID的读写过程138
二、RFID读写信号规则139
三、硬件组态139
四、RFID芯片的读写控制140
五、通信函数块编写140
六、主程序编写143
七、程序下载与调试144
本章小结144
练习与思考题144
第六章智能制造单元视觉系统运行与调试146
第一节视觉系统硬件应用与调试146
一、智能制造单元视觉系统的组成146
二、视觉系统各部件147
第二节视觉系统软件应用与调试149
一、视觉系统软件主界面识读149
二、场景和场景组编辑151
三、场景的常用流程设计155
第三节视觉系统软件常用操作157
一、标签操作157
二、二维码操作157
三、串行数据输出操作159
四、校准操作161
五、形状搜索Ⅲ操作164
六、轮毂旋转角度检测166
第四节实操训练170
一、光源系统调试和显示器设置170
二、实操任务170
三、实操流程171
本章小结175
练习与思考题175
第七章智能制造单元RFID系统应用176
第一节RFID技术基础知识176
一、自动识别技术176
二、RFID技术的定义、发展历程和工作原理179
三、FRID系统的组成、分类和特点179
四、RFID系统的工作原理和应用级别182
五、RFID系统的应用184
第二节智能制造单元数据采集186
一、制造业数据采集186
二、数据采集方式分析190
三、RFID应用系统硬件选型与结构设计190
第三节RFID技术数据处理195
一、电子标签及其存储结构195
二、 RFID数据编码、调制与校验197
第四节RFID技术在智能制造单元中的应用201
一、智能制造车间的实现201
二、叶片智能制造系统实施流程204
本章小结205
练习与思考题205
第八章智能制造单元传感器技术应用208
第一节传感器的分类与技术特性208
一、传感器的组成与分类209
二、传感器的静态特性指标210
第二节光电式传感器211
一、光电效应211
二、光电器件212
三、光电式传感器在智能制造单元中的应用215
第三节光电编码器216
一、光电编码器的原理和基本结构217
二、增量式光电编码器217
三、光电编码器在智能制造单元中的应用218
第四节激光传感器219
一、激光传感器的主要结构和工作原理220
二、激光传感器的应用220
第五节红外传感器221
一、红外传感器的主要结构和工作原理222
二、红外传感器的应用223
第六节磁性开关224
一、磁性开关的结构和工作原理224
二、磁性开关在智能制造单元中的应用225
本章小结225
练习与思考题226
附录练习与思考题参考答案227
参考文献243
第一章绪论1
第一节智能制造概念1
一、制造业发展历程1
二、智能制造概念与系统架构2
第二节智能制造发展现状3
一、全球智能制造发展现状3
二、中国智能制造背景和驱动因素4
三、中国制造2025战略5
本章小结7
练习与思考题7
第二章智能制造单元技术基础8
第一节智能制造单元控制系统技术基础8
一、智能制造单元的定义8
二、S71200 PLC智能制造单元控制系统9
三、TIA博途软件9
第二节智能制造单元物联网技术基础10
一、物联网的定义和体系架构10
二、物联网的应用场景12
第三节智能制造单元工业机器人技术基础14
一、工业机器人的定义和特点14
二、工业机器人的应用场景16
第四节智能制造单元数控加工技术基础17
一、数控机床的基本特点17
二、数控机床的应用场景19
第五节智能制造单元RFID技术基础19
一、RFID技术的定义、特点和工作原理19
二、RFID技术的应用场景21
第六节智能制造单元通信技术基础22
一、Modbus协议简介22
二、工业以太网协议简介23
本章小结24
练习与思考题24
第三章智能制造单元运行与调试25
第一节认识智能制造单元与产品25
一、智能制造单元构建的关键技术25
二、认识CHLDS11智能制造单元与产品26
三、CHLDS11智能制造单元总体设计方案26
四、 CHLDS11智能制造单元应用软件介绍32
五、CHLDS11智能制造单元的工作流程32
第二节智能制造单元调试与应用33
一、执行模块的调试与应用33
二、立体仓储模块的调试与应用42
三、CNC加工模块的调试与应用49
四、成品分拣模块的调试与应用54
五、视觉检测模块的调试与应用59
六、打磨模块的调试与应用66
第三节智能制造单元综合运行调试69
一、综合运行调试任务目标69
二、综合运行调试实施流程70
本章小结72
练习与思考题73
第四章智能制造单元通信协议与通信指令74
第一节工业通信网络技术基础74
一、智能装备的通信方式74
二、串行异步通信的含义、接口标准和通信格式75
第二节TCP/IP78
一、TCP/IP的产生过程78
二、TCP/IP的组成79
三、TCP/IP的特点79
第三节Modbus协议与通信指令80
一、Modbus RTU协议80
二、Modbus TCP82
三、Modbus RTU通信指令84
四、Modbus TCP通信指令86
五、Modbus RTU数据帧87
六、Modbus寄存器89
第四节S7通信协议与通信指令89
一、S7通信协议简介89
二、S7通信指令90
三、S7通信协议应用91
第五节工业以太网协议与通信指令92
一、工业以太网协议的定义和类型92
二、常用的工业以太网协议93
三、S71200 PLC 以太网通信指令97
四、工业以太网协议应用99
本章小结100
练习与思考题100
第五章智能制造单元控制系统运行与调试102
第一节智能制造单元控制系统简述102
一、智能制造单元控制系统总体结构及通信方式102
二、智能制造单元控制系统的通信接口103
第二节智能制造单元HMI组态106
一、HMI组态的类型106
二、HMI组态考虑的因素107
三、HMI组态的文字编辑107
四、HMI组态的按钮制作及事件功能设置107
五、HMI组态的I/O域设置及变量关联110
六、编程计算机与HMI的通信连接112
七、程序下载与调试112
第三节智能制造单元PLC与工业机器人的Modbus TCP通信113
一、S71200 PLC的Modbus TCP通信应用113
二、Modbus TCP通信程序设计与调试113
第四节智能制造单元PLC与工业机器人的PROFINET通信118
一、PROFINET通信的特点118
二、PROFINET通信应用119
三、工业机器人的PROFINET通信配置122
四、PLC与工业机器人的PROFINET通信调试123
第五节智能制造单元PLC与数控机床的通信124
一、S7通信协议应用124
二、S7通信指令应用128
三、西门子828D数控系统网络设置129
四、S71200 PLC与数控机床通信的程序设计和调试129
第六节智能制造单元PLC伺服运动控制133
一、S71200 PLC的运动控制方式133
二、伺服电动机和伺服驱动器134
三、伺服轴的运动控制指令135
四、伺服轴绝对定位程序编写137
第七节智能制造单元RFID芯片读写控制138
一、RFID的读写过程138
二、RFID读写信号规则139
三、硬件组态139
四、RFID芯片的读写控制140
五、通信函数块编写140
六、主程序编写143
七、程序下载与调试144
本章小结144
练习与思考题144
第六章智能制造单元视觉系统运行与调试146
第一节视觉系统硬件应用与调试146
一、智能制造单元视觉系统的组成146
二、视觉系统各部件147
第二节视觉系统软件应用与调试149
一、视觉系统软件主界面识读149
二、场景和场景组编辑151
三、场景的常用流程设计155
第三节视觉系统软件常用操作157
一、标签操作157
二、二维码操作157
三、串行数据输出操作159
四、校准操作161
五、形状搜索Ⅲ操作164
六、轮毂旋转角度检测166
第四节实操训练170
一、光源系统调试和显示器设置170
二、实操任务170
三、实操流程171
本章小结175
练习与思考题175
第七章智能制造单元RFID系统应用176
第一节RFID技术基础知识176
一、自动识别技术176
二、RFID技术的定义、发展历程和工作原理179
三、FRID系统的组成、分类和特点179
四、RFID系统的工作原理和应用级别182
五、RFID系统的应用184
第二节智能制造单元数据采集186
一、制造业数据采集186
二、数据采集方式分析190
三、RFID应用系统硬件选型与结构设计190
第三节RFID技术数据处理195
一、电子标签及其存储结构195
二、 RFID数据编码、调制与校验197
第四节RFID技术在智能制造单元中的应用201
一、智能制造车间的实现201
二、叶片智能制造系统实施流程204
本章小结205
练习与思考题205
第八章智能制造单元传感器技术应用208
第一节传感器的分类与技术特性208
一、传感器的组成与分类209
二、传感器的静态特性指标210
第二节光电式传感器211
一、光电效应211
二、光电器件212
三、光电式传感器在智能制造单元中的应用215
第三节光电编码器216
一、光电编码器的原理和基本结构217
二、增量式光电编码器217
三、光电编码器在智能制造单元中的应用218
第四节激光传感器219
一、激光传感器的主要结构和工作原理220
二、激光传感器的应用220
第五节红外传感器221
一、红外传感器的主要结构和工作原理222
二、红外传感器的应用223
第六节磁性开关224
一、磁性开关的结构和工作原理224
二、磁性开关在智能制造单元中的应用225
本章小结225
练习与思考题226
附录练习与思考题参考答案227
参考文献243
