智能制造技术与装备

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.1.1 智能制造的定义 1

1.1.2 智能制造的发展 1

1.2 智能制造模式概述 4

1.2.1 离散型智能制造模式 4

1.2.2 流程型智能制造模式 6

1.2.3 网络协同制造模式 7

1.2.4 大规模个性化定制模式 9

1.2.5 网络远程运维服务模式 11

1.3 智能制造特征 12

1.4 智能制造关键技术概述 14

1.5 智能制造关键环节概述 20

1.5.1 智能设计 20

1.5.2 智能加工 21

1.5.3 智能装配 23

1.5.4 智能服务 24

1.6 智能制造装备 25

1.6.1 智能制造装备的特征 25

1.6.2 智能制造装备的分类 26

1.6.3 智能制造装备的发展 27

习题与思考 31

第2章 智能制造关键技术 32

2.1 信息物理系统 32

2.1.1 CPS的体系架构 32

2.1.2 CPS的特征 35

2.1.3 CPS的应用场景 36

2.2 工业物联网技术 38

2.2.1 工业物联网体系架构 39

2.2.2 工业物联网关键技术 39

2.2.3 工业物联网技术应用场景 43

2.3增强现实技术 44

2.3.1 AR技术框架 45

2.3.2 AR核心技术 46

2.3.3 AR技术应用场景 48

2.4 工业大数据技术 49

2.4.1 工业大数据的内涵 49

2.4.2 工业大数据的特征 51

2.4.3 工业大数据技术架构 52

2.4.4 工业大数据采集与治理 53

2.4.5 工业大数据存储与管理技术 54

2.4.6 工业大数据分析技术 55

2.4.7 工业大数据可视化技术 57

2.4.8 工业大数据技术应用场景 61

2.5 工业云计算技术 62

2.5.1 云计算与工业云概述 62

2.5.2 云计算技术架构 63

2.5.3 工业云平台架构 64

2.5.4 工业云的特征与优势 66

2.5.5 云计算的分类 67

2.5.6 工业云计算的关键技术 68

2.5.7 工业云计算技术的应用场景 70

2.6 深度学习技术 71

2.6.1 深度学习的内涵 71

2.6.2 典型深度学习算法概述 73

2.6.3 卷积层和卷积计算 73

2.6.4 池化层和池化计算 75

2.6.5 AlexNet卷积神经网络 77

2.6.6 深度学习的关键技术 79

2.6.7 深度学习技术的应用场景 82

2.7 智能传感技术 82

2.7.1 智能传感技术的特点 82

2.7.2 智能传感关键技术 84

2.7.3 智能传感技术应用场景 85

习题与思考 85

第3章 高端数控机床装备 86

3.1 高端数控机床产业链 86

3.1.1 高端数控机床的发展 86

3.1.2 高端数控机床产业链的构成 88

3.2 高端数控金属切削机床结构 89

3.2.1 机床总体结构 90

3.2.2 主轴 90

3.2.3 滚珠丝杠 91

3.2.4 直线导轨 92

3.2.5 刀库 94

3.2.6 数控系统 95

3.2.7 数控回转工作台 97

3.2.8 多功能附件铣头 98

3.3 精密加工中心 100

3.3.1 卧式精密加工中心 101

3.3.2 立式精密加工中心 104

3.3.3 复合式精密加工中心 106

3.4 精密龙门加工中心 107

3.4.1 精密龙门加工中心的组成和特点 107

3.4.2 精密龙门加工中心的分类 109

3.5 精密镗统加工中心 110

3.5.1 卧式精密镗铣加工中心 110

3.5.2 落地式精密镗铣加工中心 112

3.5.3 精密镗蛛加工中心关键技术 114

3.6 超精密智能机床产品 116

3.6.1 德国纳米加工中心 116

3.6.2 美国超精密车床 117

3.6.3 英国模辊切削机床 118

3.6.4 中国弧面凸轮五轴磨削中心 119

3.7 高端数控金属成型机床分类 119

3.8 伺服压力机 120

3.8.1 伺服压力机的分类 120

3.8.2 伺服压力机的应用 122

3.9 智能压铸装备 123

3.9.1 智能压铸装备的组成 123

3.9.2 智能压铸装备的分类 125

3.9.3 智能化压铸单元 126

3.10 智能数控折弯机床 126

3.11 数控特种加工中心特点 128

3.12 数控电火花加工机床 129

3.12.1 电火花加工的原理 129

3.12.2 数控电火花加工机床的组成 129

3.12.3 数控电火花加工机床的应用 131

3.13 智能超声加工机床 132

3.13.1超声加工的原理与特点 133

3.13.2 智能超声加工机床的组成 133

3.13.3 超声加工的应用 135

3.14 高能束加工机床 137

3.14.1 激光加工机床 137

3.14.2 电子束加工机床 139

3.14.3 离子束加工机床 140

习题与思考 142

第4章 增材制造装备 143

4.1 增材制造装备产业链 143

4.2 光固化成型装备 144

4.2.1 SLA装备的组成与特点 144

4.2.2 SLA装备的典型应用 146

4.3熔融沉积成型装备 147

4.3.1 FDM装备的组成与特点 147

4.3.2 FDM对材料的要求 149

4.3.3 FDM装备的典型应用 149

4.4 激光选区熔化成型装备 150

4.4.1 SLM装备的组成与特点 151

4.4.2 SLM装备的典型应用 153

4.5激光近净成型装备 155

4.5.1 LENS装备的组成与特点 155

4.5.2 LENS的典型应用 157

4.6电子束溶融成型装备 158

4.6.1 EBM装备组成与特点及发展 158

4.6.2 EBM的典型应用 160

习题与思考 160

第5章 智能传感与控制装备 161

5.1 智能传感与控制装备产业链 161

5.2智能控制系统 163

5.2.1 分布式控制系统 163

5.2.2 现场总线控制系统 165

5.2.3 以太网控制系统 167

5.2.4 嵌入式控制系统 169

5.3 智能仪器仪表 171

5.3.1 精密仪器 171

5.3.2 智能仪表 172

5.4 智能传感器 174

5.4.1 无线传感器 174

5.4.2 新型传感器 176

习题与思考 178

第6章 智能检测与装配装备 179

6.1 智能检测与装配装备及其产业链 179

6.1.1 智能检测概述 179

6.1.2 智能装配概述 180

6.1.3 智能检测与装配装备产业链 181

6.2 视觉检测系统及装备 182

6.2.1 视觉检测系统的组成 182

6.2.2 视觉检测系统组件选型 184

6.2.3 视觉检测装备 188

6.3 位置检测系统及装备 190

6.3.1 光学位置检测系统及装备 190

6.3.2 电磁位置检测系统及装备 191

6.3.3 电量位置检测系统及装备 192

6.3.4 其他位置检测系统及装备 193

6.4 力检测系统及装备 194

6.5 功能检测系统及装备 196

6.5.1 磁性能检测系统及装备 197

6.5.2 电学性能检测系统及装备 197

6.5.3 光学性能检测系统及装备 197

6.5.4 声学性能检测系统及装备 198

6.5.5 热学性能检测系统及装备 199

6.6 尺寸检测系统及装备 200

6.6.1 孔径尺寸检测系统及装备 200

6.6.2 机床工件尺寸检测系统及装备 201

6.7 智能诊断系统及装备 202

6.7.1 智能故障诊断系统 203

6.7.2 智能故障诊断装备 204

6.8 轴承自动化检测系统及装备 205

6.8.1 轮毂轴承智能化装配生产线 206

6.8.2轮毂轴承智能化装配生产线关键技术 207

习题与思考 209

智能制造技术与装备

第7章 智能物流与仓储装备 210

7.1 智能物流与仓储装备产业链及关键零部件 210

7.1.1 智能物流与仓储装备产业链 210

7.1.2 上游产业链及关键零部件 211

7.1.3 中游产业链及关键零部件 213

7.2 自动化立体仓库及系统 214

7.2.1 自动化立体仓库的特点及应用 214

7.2.2 自动化立体仓库组成 216

7.2.3 自动化立体仓库控制系统 217

7.3 堆垛机 219

7.3.1 堆垛机的特点与分类 219

7.3.2 堆垛机运行方式 220

7.3.3 巷道堆操机的特点 221

7.3.4 有轨巷道堆垛机 221

7.3.5 无轨巷道堆垛机 223

7.3.6 桥式堆躲机 223

7.4 自动化输送设备 225

7.4.1 自动化输送设备的优点 225

7.4.2 带式输送机 225

7.4.3 刮板式输送机 226

7.4.4 埋刮板式输送机 227

7.4.5 螺旋输送机 228

7.4.6 气力输送机 229

7.5 智能分拣装备 230

7.5.1 智能分拣装备的分类与特点 230

7.5.2 交叉带式分拣装备 231

7.5.3 摆轮式分拣装备 234

7.6 AGV与RGV智能搬运设备 236

7.6.1 AGV与RGV的特点及适用场景 236

7.6.2 AGV 装备 237

7.6.3 RGV 装备 241

习题与思考 242

参考文献 243

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《智能制造技术与装备》从新工科人才教育的角度出发，阐述钙能制造过程中涉及的技术与装备，从绪论开始，先后介绍了智能制造关键技术、高端数控机床装备、增材制造装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等内容。

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