智能装备及产线开发：架构·场景·实践

《智能装备及产线开发：架构·场景·实践》立足于我国制造强国建设与实践，针对我国当前智能制造装备产业现状及前沿趋势，全面阐述智能装备的概念内涵、关键技术与实践对策；重点介绍数控机床、工业机器人等智能装备的机械结构、系统设计与场景应用；深度剖析智能产线规划设计与布局开发；详细探讨了智能工厂物流系统的规划步骤与落地路径，比如智能仓储系统、AGV 物流系统等；针对汽车、航天、锻造等行业的智能装备与产线开发及应用，提出了行之有效的实践策略。 本书对从事制造工程、机械设计制造及自动化、机械电子工程等相关专业的人员具有较高的参考价值，可作为国内高校相关专业的本科生、研究生的专业课程教材。

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第1章 智能装备概述 001～026 1.1　智能装备：智能制造的核心要素　002 1.1.1　智能制造的概念及其内涵　002 1.1.2　智能制造系统的核心特征　003 1.1.3　智能装备特征与商业模式　004 1.1.4　我国智能装备的发展路径　006 1.2　我国智能装备的发展现状与趋势　008 1.2.1　智能装备行业的政策体系　008 1.2.2　智能装备行业的产业布局　010 1.2.3　智能装备行业存在的问题　012 1.2.4　智能装备行业的发展趋势　013 1.3　数字化工艺在智能装备中的应用　015 1.3.1　数字化工艺赋能智能制造　015 1.3.2　数字化工艺的重要性　017 1.3.3　工艺数据数字化管理技术　020 1.3.4　数字化工艺的应用与实践　022 第2章 数控机床技术与应用 027～054 2.1　数控机床技术的演变特征与发展　028 2.1.1　数控机床技术的演变路径　028 2.1.2　数控机床技术的发展特征　030 2.1.3　数控机床产业的发展模式　031 2.2　数控机床的机械结构与系统组成　033 2.2.1　数控机床结构及关键装置　033 2.2.2　数控机床的主传动系统　035 2.2.3　数控机床伺服进给系统　037 2.2.4　数控机床位置检测系统　038 2.3　国内外数控机床系统及关键技术　040 2.3.1　数控系统的数字化技术　040 2.3.2　数控系统的网络化技术　041 2.3.3　数控系统的智能化技术　043 2.4　数控机床装备互联互通互操作标准　045 2.4.1　数控机床大数据主要类型　045 2.4.2　数控机床互联互通互操作　047 2.4.3　互联互通互操作工控协议　049 第3章 工业机器人技术与应用 055～086 3.1　面向智能制造的工业机器人应用　056 3.1.1　工业机器人概念与特征　056 3.1.2　应用场景1：机械加工　058 3.1.3　应用场景2：产品研发　058 3.1.4　应用场景3：贴签喷涂　059 3.1.5　应用场景4：汽车生产制造　060 3.1.6　应用场景5：无人行车　061 3.2　基于工业机器人的柔性生产线设计　062 3.2.1　柔性生产线的工作原理　062 3.2.2　柔性生产线的结构设计　063 3.2.3　工业机器人的手爪设计　067 3.3　基于工业机器人的模具生产线设计　068 3.3.1　模具生产线的系统架构　068 3.3.2　模具生产线的硬件组成　070 3.3.3　生产线的网络通信架构　075 3.3.4　生产线SCADA系统设计　076 3.4　基于ABB工业机器人的码垛系统设计　077 3.4.1　码垛机器人的构成与原理　077 3.4.2　码垛系统的总体方案设计　080 3.4.3　机器人码垛控制系统设计　082 3.4.4　基于RobotStudio的仿真设计　083 第4章 智能产线规划与设计 087～108 4.1　智能产线的规划设计与实施步骤　088 4.1.1　智能产线规划的考虑因素　088 4.1.2　智能产线调研与分析流程　090 4.1.3　智能产线规划的关键步骤　092 4.1.4　智能产线建设的案例实践　094 4.2　智能产线规划与仿真技术应用　095 4.2.1　传统产线设计与规划的痛点　095 4.2.2　智能生产线仿真的关键技术　097 4.2.3　智能生产线仿真技术的价值　098 4.2.4　智能生产线仿真技术的应用　099 4.3　基于数字孪生的生产线设计与调试　100 4.3.1　数字孪生技术的应用优势　100 4.3.2　智能生产线的数字化设计　101 4.3.3　数字孪生系统的模型搭建　103 4.3.4　生产线软件在环虚拟调试　106 第5章 智能产线架构与开发 109～138 5.1　智能装配生产线架构与开发　110 5.1.1　智能装配生产线的基本概念　110 5.1.2　智能装配生产线的总体布局与信息化集成　111 5.1.3　智能生产控制系统框架设计　112 5.1.4　装配线平衡与物流调度协同　117 5.2　机械加工产线的总体布局与开发　119 5.2.1　机械加工生产线的设计思路　119 5.2.2　机械加工生产线的结构组成　121 5.2.3　机械加工生产线的布局形式　125 5.3　汽车焊装产线的总体布局与开发　128 5.3.1　焊装生产线的原理与构成　128 5.3.2　焊装生产线的形式与特点　130 5.3.3　焊接生产线的布局与设计　131 5.3.4　机器人在焊装生产线的应用　135 第6章 智能物流仓储系统设计 139～178 6.1　智能工厂物流系统规划步骤与关键要素　140 6.1.1　智能工厂物流的需求梳理　140 6.1.2　智能工厂物流的概念设计　141 6.1.3　智能工厂物流的初步规划　144 6.1.4　智能工厂物流的详细规划　146 6.1.5　智能工厂物流的方案验证　148 6.2　智能仓储系统的设计与实现路径　150 6.2.1　智能仓储系统的主要特征　150 6.2.2　智能仓储系统的架构设计　151 6.2.3　智能仓储系统数据流设计　154 6.2.4　智能仓储系统的实现路径　157 6.3　基于AGV的物流系统设计与开发　159 6.3.1　AGV物流系统基本结构　159 6.3.2　AGV智能仓储系统设计　162 6.3.3　AGV调度控制系统设计　166 6.3.4　AGV货物智能分拣系统设计　171 第7章 智能产线的行业实践 179～204 7.1　汽车行业：智能生产线改造实践　180 7.1.1　汽车制造领域的主要装备　180 7.1.2　汽车制造装备的主要特征　182 7.1.3　焊装生产线的自动化改造　184 7.1.4　冲压生产线的自动化改造　186 7.1.5　生产线自动调度系统改造　188 7.2　航天行业：飞机脉动总装智能生产线　189 7.2.1　脉动总装智能生产线架构　189 7.2.2　脉动总装智能生产线关键技术　191 7.2.3　智能生产线信息系统开发　193 7.2.4　智能生产线硬件平台研制　194 7.3　锻造行业：实现锻造智能化升级　197 7.3.1　锻造车间的智能系统应用　197 7.3.2　锻造企业信息化转型路径　199 7.3.3　智能锻造全生命周期管理　202 参考文献 205～209