本书是“十四五”职业教育国家规划教材｡

本书主要介绍先进制造业数字化生产设备中典型的智能制造单元,以及其在一定生产工艺要求下的集成调试思路和应用方法｡以汽车行业轮毂生产为背景,围绕工件的仓储､数控加工､打磨､检测及分拣等工序阶段,讲述相关智能制造单元的功能及构成､涉及的关键应用技术,分析各个制造单元集成应用的控制系统总体结构及通信方式,讲解如何对单一制造单元进行智能化改造,如何实现单元间的两两集成,进而逐步完成由多个单元组合而成的数字化制造系统的集成调试,应用集成系统完成复杂工艺流程｡

本书运用丰富的图文实例对讲授内容进行描述｡在每个项目后附有知识测评,方便知识的温习｡本书可将北京华航唯实机器人科技股份有限公司的CHL-DS-11型智能制造单元系统集成应用平台作为实训载体设备进行教学工作｡同时华航唯实也提供虚拟仿真资源,可进行虚拟仿真教学｡

本书实现了互联网与传统教育的完美融合,采用“纸质教材+数字课程”的出版形式,以新颖的留白编排方式,突出资源的导航,扫描二维码,即可观看微课､动画类数字资源,随扫随学,突破传统课堂教学的时空限制,激发学生的自主学习,打造高效课堂｡资源具体下载和获取方式请见“智慧职教”服务指南｡选用本书授课的教师可发送电子邮件至gzdz@pub.hep.cn获取教学资源｡

本书适合作为高职智能制造专业群相关专业(如智能控制技术､工业机器人技术､机电一体化技术､电气自动化技术等专业)的教材或企业培训用书,也可作为中高职院校相关专业学生的实践选修课教材,还可供工程技术人员参考｡

前辅文
项目一 认识智能制造单元与柔性制造
  学习任务
  学习目标
  任务1.1 认识智能制造单元与轮毂产品
   1.1.1 轮毂产品的结构
   1.1.2 智能制造单元的构成及功能
   1.1.3 智能制造单元的电气接口
   1.1.4 智能制造单元的通信模块与接口
  任务1.2 了解柔性制造
   1.2.1 什么是柔性制造
   1.2.2 智能制造单元与柔性制造
  任务1.3 智能制造单元集成调试的总体设计
   1.3.1 执行单元的有效工作范围
   1.3.2 规划集成系统的布局形式
   1.3.3 控制系统总体结构及通信方式
  知识测评
项目二 执行单元的集成调试与应用
  学习任务
  学习目标
  任务2.1 伺服驱动功能调试
   2.1.1 任务操作——执行单元的拼接及接线
   2.1.2 伺服控制原理
   2.1.3 任务操作——伺服轴控制的硬件组态
   2.1.4 轴运动工艺参数
   2.1.5 任务操作——组态轴运动工艺参数
   2.1.6 任务操作——利用轴控制面板进行轴运动调试
   2.1.7 任务操作——伺服轴控制的PLC编程
  任务2.2 执行单元智能化改造
   2.2.1 DeviceNet通信与远程I/O模块
   2.2.2 任务操作——配置DeviceNet远程I/O模块
   2.2.3 任务操作——定义执行单元I/O信号
   2.2.4 任务操作——手动测试快换工具动作
   2.2.5 伺服轴与机器人之间的通信
   2.2.6 任务操作——伺服轴自动运行的编程及调试
   2.2.7 任务操作——利用执行单元取放工具
  知识测评
项目三 仓储单元的集成调试与应用
  学习任务
  学习目标
  任务3.1 基于工业网络的分布式I/O通信应用
   3.1.1 ProfiNet I/O通信
   3.1.2 PLC与远程I/O模块的ProfiNet通信
   3.1.3 任务操作——GSD文件的安装
   3.1.4 任务操作——PLC与仓储单元远程I/O模块组态
  任务3.2 仓储单元智能化改造
   3.2.1 仓储单元与机器人之间的通信
   3.2.2 任务操作——实现仓储单元取放料流程
   3.2.3 任务操作——仓储单元轮毂顺序调整
  知识测评
项目四 检测单元的集成调试与应用
  学习任务
  学习目标
  任务4.1 视觉检测系统的工作原理及通信设置
   4.1.1 视觉检测系统工作原理
   4.1.2 机器人与视觉系统支持的通信方式
   4.1.3 任务操作——视觉检测系统通信设置
   4.1.4 任务操作——设置机器人的IP地址
  任务4.2 视觉检测系统的成像调节及流程编制
   4.2.1 任务操作——视觉检测成像调节
   4.2.2 任务操作——编辑视觉检测流程
  任务4.3 触发视觉检测及结果回传
   4.3.1 视觉检测系统通信指令与回传结果
   4.3.2 任务操作——机器人与视觉通信程序的编写与调试
  任务4.4 检测单元智能化改造
   4.4.1 视觉检测与流程判定
   4.4.2 任务操作——轮毂状态检测
   4.4.3 排序算法
   4.4.4 任务操作——轮毂排序
  知识测评
项目五 打磨单元及分拣单元的集成调试与应用
  学习任务
  学习目标
  任务5.1 打磨单元智能化改造
   5.1.1 翻转工装的功能
   5.1.2 任务操作——翻转工装功能的实现
   5.1.3 任务操作——轮毂的正反面打磨
  任务5.2 分拣单元智能化改造
   5.2.1 分拣机构的构成与工作原理
   5.2.2 任务操作——分拣功能的实现
   5.2.3 任务操作——轮毂正反二维码取余分拣
  知识测评
项目六 加工单元的集成调试与应用
  学习任务
  学习目标
  任务6.1 数控系统通信模块的应用
   6.1.1 数控系统及通信模块
   6.1.2 任务操作——数控系统PLC程序的上传和下载
   6.1.3 任务操作——数控系统PLC程序测试
  任务6.2 数控加工前的准备
   6.2.1 刀具管理
   6.2.2 任务操作——在数控系统中新建刀具
   6.2.3 数控铣床的坐标系
   6.2.4 面板操作单元和机床控制面板
   6.2.5 机床设置与手动功能
   6.2.6 任务操作——数控加工前的对刀
  任务6.3 加工单元智能化改造
   6.3.1 任务操作——自动启动数控加工
   6.3.2 任务操作——加工成品吹屑及分拣
  知识测评
项目七 利用组态软件搭建SCADA系统
  学习任务
  学习目标
  任务7.1 SCADA系统设计及应用
   7.1.1 什么是SCADA
   7.1.2 SCADA系统设计
   7.1.3 S7 TCP通信
   7.1.4 任务操作——PLC CPU之间的通信
   7.1.5 SCADA组态软件WinCC
   7.1.6 任务操作——WinCC设备的添加及与PLC之间的通信设置
   7.1.7 任务操作——监控变量转换及编程
   7.1.8 任务操作——添加SCADA系统监控变量
   7.1.9 任务操作——SCADA系统画面组态
   7.1.10 任务操作——SCADA系统功能测试
  任务7.2 基于工业网络的数据传输通信应用
   7.2.1 OPC UA通信
   7.2.2 任务操作——WinCC与数控系统的通信设置
   7.2.3 任务操作——添加数控系统监控变量
   7.2.4 任务操作——数控系统监控界面组态及测试
  知识测评
项目八 智能制造系统综合集成调试
  项目背景与目标
  项目任务描述
  项目实施
   任务一 明确工艺流程
   任务二 平台搭建
   任务三 通信组态
   任务四 功能定义及信号分配
   任务五 程序规划及编制
   任务六 SCADA监控
   任务七 仿真调试
   任务八 真机调试
   任务九 设备归位
  项目评价
参考文献

“十四五”职业教育国家规划教材