智能制造装备基础9787122435224

第1章　智能制造装备概述 1 

1.1　制造技术的演变发展 2 

1.1.1　工业1.0 3 

1.1.2　工业2.0 3 

1.1.3　工业3.0 4 

1.1.4　工业4.0 4 

1.2　国外智能制造装备的发展概况 5 

1.2.1　德国 5 

1.2.2　美国 6 

1.2.3　日本 7 

1.2.4　欧盟 8 

1.3　我国智能制造装备的发展现状 8 

1.4　智能制造装备人才培养 10 

1.4.1　人才培养的重要性 10 

1.4.2　人才培养的新需求 11 

1.4.3　产业人才职业规划 12 

1.4.4　人才培养的新模式 13 

1.4.5　人才培养的新目标 14 

1.5　智能制造装备的基本知识 15 

1.5.1　智能制造装备的定义 16 

1.5.2　智能制造装备的特征 16 

1.5.3　智能制造装备的优点 18 

1.5.4　智能制造装备的重要性 19 

1.6　智能制造关键技术装备 21 

1.6.1　高档数控机床 21 

1.6.2　工业机器人 21 

1.6.3　增材制造装备 22 

1.6.4　智能传感与控制装备 22 

1.6.5　智能检测与装配装备 23 

1.6.6　智能物流与仓储装备 23 

1.7　智能制造装备及系统的组成 23 

1.7.1　智能制造系统架构 23 

1.7.2　智能制造装备本体的组成 25 

1.7.3　智能制造装备系统的组成 26 

习题 26 

参考文献 27 

第2章　智能制造装备关键赋能技术 28 

2.1　工业物联网 30 

2.1.1　工业物联网的概念 30 

2.1.2　工业物联网参考体系结构 31 

2.1.3　工业物联网技术体系 32 

2.1.4　工业物联网在智能制造领域的应用 33 

2.2　工业大数据 34 

2.2.1　工业大数据的概念 35 

2.2.2　工业大数据应用架构 37 

2.2.3　工业大数据技术架构 39 

2.2.4　工业大数据在智能制造领域的应用 41 

2.3　云计算 43 

2.3.1　云计算的概念 44 

2.3.2　云计算产业体系 46 

2.3.3　云计算技术架构 47 

2.3.4　云计算在智能制造领域的应用 48 

2.4　人工智能 50 

2.4.1　人工智能的概念 51 

2.4.2　人工智能系统生命周期模型 52 

2.4.3　人工智能生态系统框架 53 

2.4.4　人工智能在智能制造领域的应用 54 

2.5　数字孪生 55 

2.5.1　数字孪生的概念 56 

2.5.2　数字孪生系统架构 58 

2.5.3　数字孪生技术架构 60 

2.5.4　数字孪生在智能制造领域的应用 60 

2.6　工业互联网 65 

2.6.1　工业互联网的概念 65 

2.6.2　工业互联网体系架构 66 

2.6.3　工业互联网产业链构成 72 

2.6.4　工业互联网在智能制造领域的应用 73 

2.7　工业元宇宙 74 

2.7.1　工业元宇宙的概念 75 

2.7.2　工业元宇宙技术体系 75 

2.7.3　工业元宇宙产业链构成 76 

2.7.4　工业元宇宙在智能制造领域的应用 78 

习题 80 

参考文献 80 

第3章　智能机床结构与功能 82 

3.1　高档数控机床概述 83 

3.1.1　高档数控机床的主要特征 83 

3.1.2　高档数控机床的性能指标 86 

3.1.3　高档数控机床的发展历程 88 

3.1.4　高档数控机床的发展趋势 92 

3.2　数控机床关键技术的发展演进 93 

3.2.1　数控机床机械结构发展演进 93 

3.2.2　主轴伺服驱动技术发展演进 94 

3.2.3　进给伺服驱动技术发展演进 98 

3.2.4　数控装置硬件技术发展演进 102 

3.2.5　多轴联动与轨迹插补技术发展演进 103 

3.3　智能机床的概述 104 

3.3.1　智能机床的基本概念 104 

3.3.2　智能机床的研发重点 107 

3.3.3　智能机床的技术特征 108 

3.4　智能机床的演化 109 

3.4.1　数字化+机床 109 

3.4.2　互联网+数控机床 110 

3.4.3　新一代人工智能+互联网+数控机床 112 

3.5　智能机床的控制原理 113 

3.5.1　自主感知与连接 114 

3.5.2　自主学习与建模 114 

3.5.3　自主优化与决策 114 

3.5.4　自主控制与执行 115 

3.6　智能机床的主要功能 115 

3.6.1　质量提升 115 

3.6.2　工艺优化 116 

3.6.3　健康保障 118 

3.6.4　生产管理 120 

3.7　CIMT2021智能机床案例 120 

3.7.1　智能立式加工中心BM8i 121 

3.7.2　数控卧式坐标镗床TGK4680A 122 

3.7.3　马扎克智能复合加工中心 122 

3.7.4　OKUMA的车铣复合机床MULTUSU3000 127 

3.8　i5智能机床 130 

3.8.1　i5智能机床概述 130 

3.8.2　i5智能车床 132 

3.8.3　i5智能加工中心 139 

3.8.4　i5智能化编程 150 

习题 151 

参考文献 152 

第4章　机床智能数控系统 153 

4.1　机床智能数控系统的简介 154 

4.1.1　机床智能数控系统的内涵 155 

4.1.2　机床数控系统智能化的主要需求 155 

4.1.3　机床智能数控系统的发展方向 156 

4.2　机床数控系统的演变历程 157 

4.2.1　第一代机电控制系统 157 

4.2.2　第二代嵌入式系统 158 

4.2.3　第三代工控机系统 158 

4.2.4　第四代云系统 158 

4.3　机床智能数控系统的物理平台框架 159