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智能制造基礎(chǔ)理論與創(chuàng)新實踐案例(馮毅萍) 版權(quán)信息
- ISBN：9787122445506
- 條形碼：9787122445506 ; 978-7-122-44550-6
- 裝幀：平裝
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
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智能制造基礎(chǔ)理論與創(chuàng)新實踐案例(馮毅萍) 內(nèi)容簡介
智能制造背景下，培養(yǎng)具有創(chuàng)新實踐能力的智能制造復(fù)合型人才成為新工科教育的重要目標(biāo)。本書從智能制造成熟度等級模型的角度，分析了新型智能制造人才的培養(yǎng)需求，構(gòu)建了智能制造教學(xué)工廠的概念模型、面向服務(wù)的組成域模型及全生命周期數(shù)字化資源模型；分專題討論了智能產(chǎn)線、柔性生產(chǎn)、機(jī)器視覺、智能物流AGV、工業(yè)機(jī)械臂、復(fù)合機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人、數(shù)字孿生、可重構(gòu)產(chǎn)線等核心技術(shù)，并圍繞這些核心技術(shù)問題設(shè)計了一系列創(chuàng)新實踐案例。 本書在內(nèi)容安排上緊密圍繞智能制造核心技術(shù)，在案例設(shè)置上貼合工業(yè)4.0 智能制造應(yīng)用場景，助力解決行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用；理論與實踐結(jié)合，由淺入深，幫助讀者建立智能制造基本概念及創(chuàng)新能力。另外，為了方便讀者學(xué)習(xí)，本書配套的彩圖可掃描封四二維碼隨時觀看。 本書可作為自動化、智能制造等相關(guān)專業(yè)智能制造相關(guān)課程和課外創(chuàng)新實踐競賽的參考教材，也可面向廣大工程技術(shù)人員作為智能制造系統(tǒng)應(yīng)用的參考書目。
智能制造基礎(chǔ)理論與創(chuàng)新實踐案例(馮毅萍) 目錄
第1章 智能制造內(nèi)涵與發(fā)展概論
1.1 智能制造發(fā)展的歷史背景 001
1.2 智能制造的基本內(nèi)涵 003
1.3 智能制造核心技術(shù) 004
1.4 智能制造的特點 008
1.5 智能工廠 009
1.5.1 流程工業(yè)智能工廠 010
1.5.2 離散制造智能工廠 011
1.5.3 智能工廠與傳統(tǒng)工廠的區(qū)別 013
1.5.4 建設(shè)智能工廠的路徑方向 015
1.6 智能工廠的設(shè)計步驟 016
1.7 智能工廠信息化總體架構(gòu) 017
1.7.1 ERP系統(tǒng) 017
1.7.2 PLM 系統(tǒng) 018
1.7.3 MES 018
1.7.4 WMS 019
1.8 國內(nèi)外智能工廠發(fā)展現(xiàn)狀 019
1.9 本書內(nèi)容的組織及立論 025
思考題 026 第2章 智能制造背景下的新工程教育
2.1 智能制造需求下人工智能技術(shù)加速滲透 027
2.1.1 專家系統(tǒng) 028
2.1.2 機(jī)器學(xué)習(xí) 029
2.1.3 深度學(xué)習(xí)和知識圖譜 029
2.2 智能制造背景下對人才需求的分析 030
2.2.1 人機(jī)協(xié)同方式的變化 030
2.2.2 智能制造成熟度與企業(yè)人才需求 031
2.2.3 自動化專業(yè)實驗教學(xué)新挑戰(zhàn) 032
2.3 教學(xué)模式改革 033
2.3.1 基于能力培養(yǎng)的教學(xué)模式 034
2.3.2 基于項目學(xué)習(xí)的教學(xué)模式 034
2.3.3 “教學(xué)做一體”CDIO工程教學(xué)模式 036
2.4 教學(xué)工廠實踐培養(yǎng)模式 038
2.4.1 智能制造教學(xué)工廠的特征 039
2.4.2 基于教學(xué)工廠的CDIO工程教學(xué)探索 040
2.5 智能制造背景下復(fù)合型人才的培養(yǎng) 042
2.5.1 智能制造復(fù)合型人才的需求 042
2.5.2 “STEM 基于項目學(xué)習(xí)”培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才 042
2.5.3 企業(yè)數(shù)字化人才培養(yǎng)變革 044
思考題 045 第3章 智能制造教學(xué)工廠的設(shè)計理論
3.1 智能制造教學(xué)工廠的概念和組成域模型 046
3.1.1 智能工廠的架構(gòu)模型 046
3.1.2 智能制造教學(xué)工廠的概念模型 048
3.1.3 智能制造教學(xué)工廠的組成域模型 048
3.2 教學(xué)工廠智能產(chǎn)線主要設(shè)備 049
3.2.1 生產(chǎn)流水線 049
3.2.2 物流運輸設(shè)備 050
3.2.3 工業(yè)機(jī)器人 050
3.2.4 執(zhí)行器 052
3.2.5 傳感器 053
3.2.6 控制器 054
3.2.7 伺服系統(tǒng) 056
3.2.8 氣動系統(tǒng) 057
3.3 流水線自動控制系統(tǒng)的設(shè)計 057
3.3.1 流水線自動控制系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容 057
3.3.2 自動化生產(chǎn)線中人機(jī)集成的安全問題 060
3.4 智能產(chǎn)線生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng) 061
3.4.1 MES的定義 061
3.4.2 MES的功能模塊 062
3.4.3 MES在智能制造中的作用 063
3.5 柔性自動裝配系統(tǒng) 064
3.5.1 柔性自動裝配系統(tǒng)的工藝規(guī)劃 064
3.5.2 柔性裝配產(chǎn)品的設(shè)計準(zhǔn)則 064
3.5.3 智能裝配機(jī)器人 065
3.5.4 虛擬裝配 066
思考題 067 第4章 智能玩具生產(chǎn)線教學(xué)工廠的設(shè)計
4.1 智能組裝單元工藝分析 069
4.1.1 智能組裝工藝流程 069
4.1.2 智能組裝單元設(shè)備構(gòu)成 070
4.2 智能組裝單元控制系統(tǒng)設(shè)計 071
4.2.1 智能組裝單元硬件設(shè)計 071
4.2.2 智能組裝單元軟件設(shè)計 074
4.2.3 智能組裝單元控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組態(tài) 079
4.3 智能組裝單元數(shù)據(jù)管理 079
4.4 基于Profinet的工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用 081
4.5 執(zhí)行器中的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu) 086
4.6 教學(xué)工廠資源 088
4.6.1 實體資源 088
4.6.2 虛擬資源 089
4.6.3 面向服務(wù)的數(shù)字化資源的構(gòu)建 090
4.6.4 全生命周期數(shù)字化資源的構(gòu)建 090
4.7 教學(xué)工廠的運行 092
思考題 094 第5章 智能產(chǎn)線傳感與檢測桌面型實驗裝置
5.1 實驗裝置硬件設(shè)計 095
5.1.1 硬件架構(gòu)設(shè)計 095
5.1.2 傳感器和外設(shè)位置規(guī)劃與功能區(qū)設(shè)計 096
5.1.3 檢測工件設(shè)計 100
5.2 實驗裝置的系統(tǒng)設(shè)計與通信 100
5.2.1 觸摸屏人機(jī)界面設(shè)計 101
5.2.2 檢測對象圖像特征檢測界面 101
5.3 實驗內(nèi)容設(shè)計與應(yīng)用 103
5.4 案例一:基于機(jī)器視覺的流水線模擬工件特征檢測實驗 105
5.4.1 檢測對象各性能指標(biāo)要求 105
5.4.2 靜態(tài)成像系統(tǒng)硬件設(shè)計 105
5.4.3 基于LabVIEW 的工件特征檢測流程設(shè)計 107
5.5 案例二:流水線上直插式接線端子缺陷檢測實驗 115
5.5.1 工件描述及缺陷定義 116
5.5.2 圖像預(yù)處理 117
5.5.3 圖像校正與分割 117
5.5.4 A部缺陷檢測 120
5.5.5 B部缺陷檢測 122
5.5.6 整體流程及結(jié)果 124
思考題 125 第6章 桌面型柔性上料實驗裝置
6.1 FlexiJet柔性上料實驗裝置系統(tǒng)架構(gòu) 127
6.1.1 FlexiJet噴氣式柔性上料機(jī) 128
6.1.2 控制系統(tǒng)架構(gòu) 129
6.1.3 系統(tǒng)通信 130
6.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 130
6.2.1 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 131
6.2.2 機(jī)器視覺相關(guān)軟件設(shè)計 133
6.2.3 運動控制系統(tǒng)相關(guān)軟件設(shè)計 135
6.2.4 機(jī)械臂相關(guān)程序流程 137
6.3 FlexiJet柔性上料實驗裝置HMI上位機(jī)設(shè)計 140
6.3.1 HMI上位機(jī)功能需求分析 140
6.3.2 HMI上位機(jī)設(shè)計 140
6.4 課程實驗應(yīng)用 142
6.4.1 實驗課程應(yīng)用案例 142
6.4.2 柔性上料系統(tǒng)拓展性實驗探索 143
6.4.3 拓展性實驗案例一:視覺算法優(yōu)化 144
6.4.4 拓展性實驗案例二:機(jī)械臂算法優(yōu)化 148
6.4.5 拓展性實驗案例三:立體視覺算法仿真和實踐 149
思考題 153 第7章 AGV 與機(jī)器人協(xié)同搬運系統(tǒng)
7.1 協(xié)同搬運系統(tǒng)設(shè)計方案 154
7.1.1 硬件設(shè)計 154
7.1.2 軟件設(shè)計 156
7.1.3 實驗室倉儲環(huán)境搭建 157
7.2 導(dǎo)航運動模塊設(shè)計與優(yōu)化 157
7.2.1 環(huán)境地圖建立 157
7.2.2 AGV定位 158
7.2.3 AGV路徑規(guī)劃 159
7.3 機(jī)械臂抓取模塊 166
7.3.1 機(jī)械臂控制 166
7.3.2 氣動吸盤控制 166
7.4 機(jī)器視覺模塊 167
7.4.1 準(zhǔn)備工作 167
7.4.2 基于AR碼的精準(zhǔn)導(dǎo)航定位 169
7.4.3 基于AR碼的物塊識別抓取 171
7.4.4 物塊顏色識別 171
7.5 語音識別模塊 171
7.6 實驗成果驗證 172
7.6.1 激光雷達(dá)建圖功能 172
7.6.2 AGV導(dǎo)航避障功能 173
7.6.3 倉儲環(huán)境下貨物搬運效果展示 173
7.7 小結(jié) 177
思考題 177 第8章 魔術(shù)師機(jī)械臂力控視覺抓手
8.1 項目背景介紹 178
8.2 項目方案分析 179
8.2.1 需求分析 180
8.2.2 方案優(yōu)勢 180
8.2.3 方案缺點 181
8.3 視覺伺服仿真技術(shù)詳析 181
8.3.1 視覺伺服的原理 181
8.3.2 仿真環(huán)境 181
8.3.3 機(jī)械臂仿真模型 182
8.3.4 獲取圖像數(shù)據(jù) 184
8.3.5 色塊識別 185
8.3.6 機(jī)械臂目標(biāo)關(guān)節(jié)角 185
8.3.7 仿真結(jié)果 187
8.3.8 存在的問題與不足 187
8.4 力控視覺抓手實物 188
8.4.1 整體架構(gòu) 188
8.4.2 硬件部分 188
8.4.3 軟件部分 192
8.4.4 機(jī)械臂工作流程 195
8.5 近紅外光譜技術(shù)破損檢測實驗 195
8.6 小結(jié)與展望 197
8.6.1 電路板一體化 197
8.6.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)改進(jìn) 197
8.6.3 更精確的建模 198
8.6.4 場景擴(kuò)展 198
思考題 198 第9章 數(shù)字孿生驅(qū)動的智能裝配機(jī)械臂控制與運行監(jiān)測
9.1 數(shù)字孿生基本概念 199
9.2 數(shù)字孿生驅(qū)動的機(jī)械臂建模 200
9.2.1 基于多模型融合的數(shù)字孿生構(gòu)建 200
9.2.2 智能裝配機(jī)械臂數(shù)字孿生仿真實現(xiàn) 202
9.2.3 機(jī)械臂建模基礎(chǔ) 202
9.3 機(jī)械臂控制策略研究 204
9.3.1 虛擬仿真環(huán)境的傳感反饋與驅(qū)動機(jī)構(gòu) 204
9.3.2 機(jī)械臂關(guān)節(jié)角單回路控制 205
9.3.3 機(jī)械臂關(guān)節(jié)角串級控制 209
9.4 運行數(shù)據(jù)與處理 216
9.4.1 正常運行數(shù)據(jù)采集 216
9.4.2 故障運行數(shù)據(jù)生成、采集與對比 216
9.4.3 數(shù)據(jù)降采樣 220
9.4.4 基于機(jī)理建模的特性構(gòu)造 221
9.5 機(jī)械臂運行監(jiān)測 222
9.5.1 機(jī)械臂采樣數(shù)據(jù)特點 222
9.5.2 機(jī)械臂過程監(jiān)測方案 223
9.5.3 機(jī)械臂過程監(jiān)測結(jié)果 224
9.6 小結(jié)與展望 230
思考題 231 第10章 人機(jī)物品交接協(xié)同機(jī)器人
10.1 人機(jī)物品交接項目背景 232
10.2 本實驗主要研究內(nèi)容 232
10.3 技術(shù)理論綜述 233
10.3.1 機(jī)器視覺 233
10.3.2 目標(biāo)跟蹤與檢測 238
10.4 操作機(jī)器人運動規(guī)劃與控制 238
10.4.1 人工勢場法 238
10.4.2 導(dǎo)納控制 239
10.5 人機(jī)交接系統(tǒng)構(gòu)建與測試 240
10.5.1 實驗平臺 240
10.5.2 技術(shù)路線 242
10.5.3 具體實施 243
10.6 視覺功能測試與實驗結(jié)果 247
10.7 進(jìn)一步研究展望 249
思考題 250 第11章 多AGV 協(xié)同智慧物流仿真
11.1 背景介紹及需求分析 251
11.2 應(yīng)用場景及詳細(xì)設(shè)計方案 251
11.3 Petri網(wǎng)建模 256
11.3.1 Petri網(wǎng)基本概念 256
11.3.2 AGV協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)模型 257
11.3.3 路徑規(guī)劃算法研究 258
11.4 模型對接及方案測試 264
11.4.1 仿真事件編寫 265
11.4.2 整體流程及代碼實現(xiàn) 267
11.5 運行結(jié)果及分析小結(jié) 275
11.5.1 仿真情況展示 275
11.5.2 數(shù)據(jù)情況展示 275
11.6 項目進(jìn)一步改進(jìn)方向 278
思考題 279 第12章 智能產(chǎn)線生產(chǎn)管控可重構(gòu)實驗平臺
12.1 產(chǎn)線生產(chǎn)管控技術(shù)發(fā)展概述 280
12.2 面向?qū)嶒灲虒W(xué)的智能產(chǎn)線可重構(gòu)模型需求分析 282
12.3 智能產(chǎn)線可重構(gòu)模型的特點 284
12.4 智能制造教學(xué)工廠生產(chǎn)線可重構(gòu)模型 288
12.4.1 可重構(gòu)模型的功能層次 288
12.4.2 生產(chǎn)調(diào)度視角下的可重構(gòu)模型 289
12.5 生產(chǎn)調(diào)度可重構(gòu)模型實驗系統(tǒng) 291
12.6 基于多智能體的智能產(chǎn)線重構(gòu)模型實例 292
12.6.1 智能制造示范產(chǎn)線實例 292
12.6.2 生產(chǎn)調(diào)度場景可重構(gòu)實例分析 293
12.7 生產(chǎn)調(diào)度算法可重構(gòu)實例分析 299
12.8 基于可重構(gòu)模型的調(diào)度算法推薦實例分析 304
思考題 310 參考文獻(xiàn)
1.1 智能制造發(fā)展的歷史背景 001
1.2 智能制造的基本內(nèi)涵 003
1.3 智能制造核心技術(shù) 004
1.4 智能制造的特點 008
1.5 智能工廠 009
1.5.1 流程工業(yè)智能工廠 010
1.5.2 離散制造智能工廠 011
1.5.3 智能工廠與傳統(tǒng)工廠的區(qū)別 013
1.5.4 建設(shè)智能工廠的路徑方向 015
1.6 智能工廠的設(shè)計步驟 016
1.7 智能工廠信息化總體架構(gòu) 017
1.7.1 ERP系統(tǒng) 017
1.7.2 PLM 系統(tǒng) 018
1.7.3 MES 018
1.7.4 WMS 019
1.8 國內(nèi)外智能工廠發(fā)展現(xiàn)狀 019
1.9 本書內(nèi)容的組織及立論 025
思考題 026 第2章 智能制造背景下的新工程教育
2.1 智能制造需求下人工智能技術(shù)加速滲透 027
2.1.1 專家系統(tǒng) 028
2.1.2 機(jī)器學(xué)習(xí) 029
2.1.3 深度學(xué)習(xí)和知識圖譜 029
2.2 智能制造背景下對人才需求的分析 030
2.2.1 人機(jī)協(xié)同方式的變化 030
2.2.2 智能制造成熟度與企業(yè)人才需求 031
2.2.3 自動化專業(yè)實驗教學(xué)新挑戰(zhàn) 032
2.3 教學(xué)模式改革 033
2.3.1 基于能力培養(yǎng)的教學(xué)模式 034
2.3.2 基于項目學(xué)習(xí)的教學(xué)模式 034
2.3.3 “教學(xué)做一體”CDIO工程教學(xué)模式 036
2.4 教學(xué)工廠實踐培養(yǎng)模式 038
2.4.1 智能制造教學(xué)工廠的特征 039
2.4.2 基于教學(xué)工廠的CDIO工程教學(xué)探索 040
2.5 智能制造背景下復(fù)合型人才的培養(yǎng) 042
2.5.1 智能制造復(fù)合型人才的需求 042
2.5.2 “STEM 基于項目學(xué)習(xí)”培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才 042
2.5.3 企業(yè)數(shù)字化人才培養(yǎng)變革 044
思考題 045 第3章 智能制造教學(xué)工廠的設(shè)計理論
3.1 智能制造教學(xué)工廠的概念和組成域模型 046
3.1.1 智能工廠的架構(gòu)模型 046
3.1.2 智能制造教學(xué)工廠的概念模型 048
3.1.3 智能制造教學(xué)工廠的組成域模型 048
3.2 教學(xué)工廠智能產(chǎn)線主要設(shè)備 049
3.2.1 生產(chǎn)流水線 049
3.2.2 物流運輸設(shè)備 050
3.2.3 工業(yè)機(jī)器人 050
3.2.4 執(zhí)行器 052
3.2.5 傳感器 053
3.2.6 控制器 054
3.2.7 伺服系統(tǒng) 056
3.2.8 氣動系統(tǒng) 057
3.3 流水線自動控制系統(tǒng)的設(shè)計 057
3.3.1 流水線自動控制系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容 057
3.3.2 自動化生產(chǎn)線中人機(jī)集成的安全問題 060
3.4 智能產(chǎn)線生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng) 061
3.4.1 MES的定義 061
3.4.2 MES的功能模塊 062
3.4.3 MES在智能制造中的作用 063
3.5 柔性自動裝配系統(tǒng) 064
3.5.1 柔性自動裝配系統(tǒng)的工藝規(guī)劃 064
3.5.2 柔性裝配產(chǎn)品的設(shè)計準(zhǔn)則 064
3.5.3 智能裝配機(jī)器人 065
3.5.4 虛擬裝配 066
思考題 067 第4章 智能玩具生產(chǎn)線教學(xué)工廠的設(shè)計
4.1 智能組裝單元工藝分析 069
4.1.1 智能組裝工藝流程 069
4.1.2 智能組裝單元設(shè)備構(gòu)成 070
4.2 智能組裝單元控制系統(tǒng)設(shè)計 071
4.2.1 智能組裝單元硬件設(shè)計 071
4.2.2 智能組裝單元軟件設(shè)計 074
4.2.3 智能組裝單元控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組態(tài) 079
4.3 智能組裝單元數(shù)據(jù)管理 079
4.4 基于Profinet的工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用 081
4.5 執(zhí)行器中的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu) 086
4.6 教學(xué)工廠資源 088
4.6.1 實體資源 088
4.6.2 虛擬資源 089
4.6.3 面向服務(wù)的數(shù)字化資源的構(gòu)建 090
4.6.4 全生命周期數(shù)字化資源的構(gòu)建 090
4.7 教學(xué)工廠的運行 092
思考題 094 第5章 智能產(chǎn)線傳感與檢測桌面型實驗裝置
5.1 實驗裝置硬件設(shè)計 095
5.1.1 硬件架構(gòu)設(shè)計 095
5.1.2 傳感器和外設(shè)位置規(guī)劃與功能區(qū)設(shè)計 096
5.1.3 檢測工件設(shè)計 100
5.2 實驗裝置的系統(tǒng)設(shè)計與通信 100
5.2.1 觸摸屏人機(jī)界面設(shè)計 101
5.2.2 檢測對象圖像特征檢測界面 101
5.3 實驗內(nèi)容設(shè)計與應(yīng)用 103
5.4 案例一:基于機(jī)器視覺的流水線模擬工件特征檢測實驗 105
5.4.1 檢測對象各性能指標(biāo)要求 105
5.4.2 靜態(tài)成像系統(tǒng)硬件設(shè)計 105
5.4.3 基于LabVIEW 的工件特征檢測流程設(shè)計 107
5.5 案例二:流水線上直插式接線端子缺陷檢測實驗 115
5.5.1 工件描述及缺陷定義 116
5.5.2 圖像預(yù)處理 117
5.5.3 圖像校正與分割 117
5.5.4 A部缺陷檢測 120
5.5.5 B部缺陷檢測 122
5.5.6 整體流程及結(jié)果 124
思考題 125 第6章 桌面型柔性上料實驗裝置
6.1 FlexiJet柔性上料實驗裝置系統(tǒng)架構(gòu) 127
6.1.1 FlexiJet噴氣式柔性上料機(jī) 128
6.1.2 控制系統(tǒng)架構(gòu) 129
6.1.3 系統(tǒng)通信 130
6.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 130
6.2.1 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 131
6.2.2 機(jī)器視覺相關(guān)軟件設(shè)計 133
6.2.3 運動控制系統(tǒng)相關(guān)軟件設(shè)計 135
6.2.4 機(jī)械臂相關(guān)程序流程 137
6.3 FlexiJet柔性上料實驗裝置HMI上位機(jī)設(shè)計 140
6.3.1 HMI上位機(jī)功能需求分析 140
6.3.2 HMI上位機(jī)設(shè)計 140
6.4 課程實驗應(yīng)用 142
6.4.1 實驗課程應(yīng)用案例 142
6.4.2 柔性上料系統(tǒng)拓展性實驗探索 143
6.4.3 拓展性實驗案例一:視覺算法優(yōu)化 144
6.4.4 拓展性實驗案例二:機(jī)械臂算法優(yōu)化 148
6.4.5 拓展性實驗案例三:立體視覺算法仿真和實踐 149
思考題 153 第7章 AGV 與機(jī)器人協(xié)同搬運系統(tǒng)
7.1 協(xié)同搬運系統(tǒng)設(shè)計方案 154
7.1.1 硬件設(shè)計 154
7.1.2 軟件設(shè)計 156
7.1.3 實驗室倉儲環(huán)境搭建 157
7.2 導(dǎo)航運動模塊設(shè)計與優(yōu)化 157
7.2.1 環(huán)境地圖建立 157
7.2.2 AGV定位 158
7.2.3 AGV路徑規(guī)劃 159
7.3 機(jī)械臂抓取模塊 166
7.3.1 機(jī)械臂控制 166
7.3.2 氣動吸盤控制 166
7.4 機(jī)器視覺模塊 167
7.4.1 準(zhǔn)備工作 167
7.4.2 基于AR碼的精準(zhǔn)導(dǎo)航定位 169
7.4.3 基于AR碼的物塊識別抓取 171
7.4.4 物塊顏色識別 171
7.5 語音識別模塊 171
7.6 實驗成果驗證 172
7.6.1 激光雷達(dá)建圖功能 172
7.6.2 AGV導(dǎo)航避障功能 173
7.6.3 倉儲環(huán)境下貨物搬運效果展示 173
7.7 小結(jié) 177
思考題 177 第8章 魔術(shù)師機(jī)械臂力控視覺抓手
8.1 項目背景介紹 178
8.2 項目方案分析 179
8.2.1 需求分析 180
8.2.2 方案優(yōu)勢 180
8.2.3 方案缺點 181
8.3 視覺伺服仿真技術(shù)詳析 181
8.3.1 視覺伺服的原理 181
8.3.2 仿真環(huán)境 181
8.3.3 機(jī)械臂仿真模型 182
8.3.4 獲取圖像數(shù)據(jù) 184
8.3.5 色塊識別 185
8.3.6 機(jī)械臂目標(biāo)關(guān)節(jié)角 185
8.3.7 仿真結(jié)果 187
8.3.8 存在的問題與不足 187
8.4 力控視覺抓手實物 188
8.4.1 整體架構(gòu) 188
8.4.2 硬件部分 188
8.4.3 軟件部分 192
8.4.4 機(jī)械臂工作流程 195
8.5 近紅外光譜技術(shù)破損檢測實驗 195
8.6 小結(jié)與展望 197
8.6.1 電路板一體化 197
8.6.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)改進(jìn) 197
8.6.3 更精確的建模 198
8.6.4 場景擴(kuò)展 198
思考題 198 第9章 數(shù)字孿生驅(qū)動的智能裝配機(jī)械臂控制與運行監(jiān)測
9.1 數(shù)字孿生基本概念 199
9.2 數(shù)字孿生驅(qū)動的機(jī)械臂建模 200
9.2.1 基于多模型融合的數(shù)字孿生構(gòu)建 200
9.2.2 智能裝配機(jī)械臂數(shù)字孿生仿真實現(xiàn) 202
9.2.3 機(jī)械臂建模基礎(chǔ) 202
9.3 機(jī)械臂控制策略研究 204
9.3.1 虛擬仿真環(huán)境的傳感反饋與驅(qū)動機(jī)構(gòu) 204
9.3.2 機(jī)械臂關(guān)節(jié)角單回路控制 205
9.3.3 機(jī)械臂關(guān)節(jié)角串級控制 209
9.4 運行數(shù)據(jù)與處理 216
9.4.1 正常運行數(shù)據(jù)采集 216
9.4.2 故障運行數(shù)據(jù)生成、采集與對比 216
9.4.3 數(shù)據(jù)降采樣 220
9.4.4 基于機(jī)理建模的特性構(gòu)造 221
9.5 機(jī)械臂運行監(jiān)測 222
9.5.1 機(jī)械臂采樣數(shù)據(jù)特點 222
9.5.2 機(jī)械臂過程監(jiān)測方案 223
9.5.3 機(jī)械臂過程監(jiān)測結(jié)果 224
9.6 小結(jié)與展望 230
思考題 231 第10章 人機(jī)物品交接協(xié)同機(jī)器人
10.1 人機(jī)物品交接項目背景 232
10.2 本實驗主要研究內(nèi)容 232
10.3 技術(shù)理論綜述 233
10.3.1 機(jī)器視覺 233
10.3.2 目標(biāo)跟蹤與檢測 238
10.4 操作機(jī)器人運動規(guī)劃與控制 238
10.4.1 人工勢場法 238
10.4.2 導(dǎo)納控制 239
10.5 人機(jī)交接系統(tǒng)構(gòu)建與測試 240
10.5.1 實驗平臺 240
10.5.2 技術(shù)路線 242
10.5.3 具體實施 243
10.6 視覺功能測試與實驗結(jié)果 247
10.7 進(jìn)一步研究展望 249
思考題 250 第11章 多AGV 協(xié)同智慧物流仿真
11.1 背景介紹及需求分析 251
11.2 應(yīng)用場景及詳細(xì)設(shè)計方案 251
11.3 Petri網(wǎng)建模 256
11.3.1 Petri網(wǎng)基本概念 256
11.3.2 AGV協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)模型 257
11.3.3 路徑規(guī)劃算法研究 258
11.4 模型對接及方案測試 264
11.4.1 仿真事件編寫 265
11.4.2 整體流程及代碼實現(xiàn) 267
11.5 運行結(jié)果及分析小結(jié) 275
11.5.1 仿真情況展示 275
11.5.2 數(shù)據(jù)情況展示 275
11.6 項目進(jìn)一步改進(jìn)方向 278
思考題 279 第12章 智能產(chǎn)線生產(chǎn)管控可重構(gòu)實驗平臺
12.1 產(chǎn)線生產(chǎn)管控技術(shù)發(fā)展概述 280
12.2 面向?qū)嶒灲虒W(xué)的智能產(chǎn)線可重構(gòu)模型需求分析 282
12.3 智能產(chǎn)線可重構(gòu)模型的特點 284
12.4 智能制造教學(xué)工廠生產(chǎn)線可重構(gòu)模型 288
12.4.1 可重構(gòu)模型的功能層次 288
12.4.2 生產(chǎn)調(diào)度視角下的可重構(gòu)模型 289
12.5 生產(chǎn)調(diào)度可重構(gòu)模型實驗系統(tǒng) 291
12.6 基于多智能體的智能產(chǎn)線重構(gòu)模型實例 292
12.6.1 智能制造示范產(chǎn)線實例 292
12.6.2 生產(chǎn)調(diào)度場景可重構(gòu)實例分析 293
12.7 生產(chǎn)調(diào)度算法可重構(gòu)實例分析 299
12.8 基于可重構(gòu)模型的調(diào)度算法推薦實例分析 304
思考題 310 參考文獻(xiàn)
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