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智造云科技 徐忠想 康亚鹏 陈灯 著

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店铺： 蓝墨水图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111580553

商品编码：19803353595

出版时间：2017-11-01

工业自动化技术前沿：机器人集成与智能制造 这是一本深入探讨工业自动化核心技术——机器人集成及其在智能制造浪潮中的关键作用的专业读物。本书旨在为读者提供一个宏观而详尽的视角，理解现代工业机器人如何从单一的自动化单元，演变为支撑整个智能工厂运作的神经中枢。我们将聚焦于机器人系统的规划、设计、部署、优化以及与MES（制造执行系统）、ERP（企业资源计划）等高级管理系统的深度融合，揭示机器人技术如何驱动生产效率的飞跃，实现柔性制造和个性化定制的可能。 第一部分：工业机器人系统架构与通信协议解析 在现代工业自动化领域，工业机器人早已不是孤立的个体，而是高度互联、协同工作的复杂系统。本部分将从系统架构的层面，深入剖析工业机器人是如何与其他自动化设备、传感器、控制器以及上位机系统进行高效通信和信息交换的。 机器人本体与控制器的交互机制： 我们将详细介绍机器人本体（机械臂、末端执行器等）与机器人控制器之间的接口标准和通信协议。这包括但不限于内部总线（如CAN、EtherCAT）、I/O接口（数字量、模拟量）的电气特性、信号传输方式以及数据格式。读者将了解到不同厂商机器人本体与控制器之间兼容性的考量因素，以及在系统集成中如何选择合适的接口和连接方式。 工业通信协议在机器人系统中的应用： 掌握高效的通信协议是实现机器人系统协同工作的基础。本部分将重点讲解当下主流的工业通信协议，如EtherNet/IP、PROFINET、CC-Link IE等，并分析它们在机器人系统中的具体应用场景。我们将探讨这些协议的网络拓扑结构、数据帧格式、报文周期、实时性要求以及如何通过这些协议实现机器人与PLC（可编程逻辑控制器）、HMI（人机界面）、视觉系统、传感器等设备的无缝连接。 机器人与PLC的协同控制： PLC作为工业自动化领域的核心控制器，在机器人集成项目中扮演着至关重要的角色。本部分将深入探讨机器人与PLC之间常见的协同控制模式，例如： PLC作为主控制器，机器人作为从设备： 详细解析PLC如何通过标准通信协议（如EtherNet/IP的CIP/IP、PROFINET的PROFIsafe）向机器人发送运动指令（如目标位置、速度、加速度）、触发机器人动作（如启动、停止、暂停），以及接收机器人状态反馈（如当前位置、报警信息、任务完成信号）。我们将通过实例，讲解如何进行PLC与机器人之间的I/O映射和数据交换，确保指令的准确下达和状态的实时监控。 机器人作为主控制器，PLC执行辅助任务： 在某些复杂的应用场景下，机器人控制器本身也可以承担部分主控制功能，例如，机器人控制器直接控制传送带、夹具或其他辅助设备。本部分将分析这种模式的优缺点，以及如何通过机器人控制器上的IO口或特定的通信接口与PLC进行协调。 分布式控制与协同作业： 随着系统复杂度的提升，分布式控制成为必然趋势。我们将探讨如何通过工业以太网将多台机器人、多台PLC以及其他自动化设备连接起来，实现更高级别的协同作业，例如，协同搬运、协同装配等。 传感器与视觉系统的数据融合： 现代工业机器人常常需要与各种传感器（如力觉传感器、接近传感器、激光测距传感器）和视觉系统（如工业相机、图像处理单元）配合使用，以实现精确的定位、避障、质量检测等功能。本部分将重点阐述传感器和视觉系统的数据如何被机器人控制器读取和解析，以及这些数据如何影响机器人的运动路径和决策。我们将讨论常见的传感器接口（如IO-Link、SSI）和视觉系统通信协议（如GigE Vision、USB3 Vision），以及如何将这些外部设备集成到机器人控制系统中。 实时操作系统（RTOS）在机器人控制中的作用： 工业机器人的运动控制对实时性有着极高的要求。本部分将简要介绍实时操作系统（RTOS）的基本概念，以及它们如何为机器人控制提供高精度、低延迟的调度和执行能力。我们将探讨RTOS在任务调度、中断处理、时间同步等方面的作用，以及这对机器人轨迹规划和动力学控制的影响。 网络安全与数据保护： 随着工业互联网的深入发展，机器人系统的网络安全问题日益凸显。本部分将触及机器人系统中的网络安全基础知识，包括常见的网络威胁（如DDoS攻击、数据篡改）、安全防护措施（如防火墙、VPN、身份认证）以及数据加密的重要性，旨在为读者构建一个安全可靠的机器人应用环境。 第二部分：先进机器人应用场景与集成解决方案 在掌握了机器人系统架构和通信协议的基础后，本部分将带领读者走进更广阔的工业机器人应用领域，探讨各种先进的应用场景，并提供针对性的系统集成解决方案。 协作机器人（Cobots）的崛起与应用： 协作机器人因其安全性高、易于编程、部署灵活等特点，正成为制造业的新宠。本部分将深入分析协作机器人的技术优势，例如，内置的安全传感器、力控感知能力、直观的编程方式等。我们将详细介绍协作机器人在装配、搬运、检测、人机协同作业等场景下的具体应用案例，以及如何设计和部署一个安全有效的协作机器人工作单元，使其能够与人类员工和谐共处，共同完成生产任务。 AGV/AMR与固定式机器人的联动： 在智能仓储和柔性生产线上，自动导引车（AGV）和自主移动机器人（AMR）与固定式工业机器人之间的协同工作至关重要。本部分将探讨如何通过高级调度系统和通信协议，实现AGV/AMR与固定式机器人的无缝对接。例如，AGV/AMR将物料精准地搬运到固定式机器人指定的位置，机器人完成加工或装配后，AGV/AMR再将成品或半成品运走。我们将分析不同类型的AGV/AMR（如磁条导航、激光导航、SLAM导航）与机器人系统集成的技术要点，以及如何实现全局路径规划和动态避障。 机器人与3D视觉的深度融合： 3D视觉技术为机器人赋予了“眼睛”，使其能够感知三维空间信息，从而实现更复杂的抓取、装配和检测任务。本部分将详细介绍各类3D视觉技术（如结构光、激光三角测量、立体视觉、ToF相机）的工作原理，以及它们如何与机器人系统集成。我们将探讨如何利用3D点云数据进行目标识别、位姿估计、三维路径规划，以及在不定姿态抓取、堆叠、拆垛等场景下的应用。 柔性装配与机器人示教： 柔性装配是实现多品种小批量生产的关键。本部分将分析如何利用机器人实现柔性装配，包括： 通用型末端执行器与快速更换系统： 介绍各种通用夹爪、真空吸盘以及机器人末端工具快速更换（ATC）系统，以适应不同形状和尺寸的工件。 基于视觉的装配引导： 探讨如何利用视觉系统引导机器人完成高精度装配，例如，将一个零件精确插入另一个零件的孔中，或者实现螺丝的自动拧紧。 机器人示教与离线编程（OLP）： 详细介绍机器人示教（在线编程）与离线编程（OLP）的技术方法。我们将讲解如何通过示教器进行轨迹点和动作的编程，以及如何利用专业的OLP软件（如RobotStudio, RoboDK, CATIA）在计算机上创建、模拟和优化机器人程序，从而大幅缩短现场调试时间，提高编程效率。 机器人与物联网（IoT）的整合： 工业物联网（IIoT）正在重塑制造业的面貌，机器人作为IIoT的重要节点，其价值得以进一步放大。本部分将探讨机器人如何接入IIoT平台，实现数据的采集、传输、存储和分析。我们将分析如何通过机器人传感器数据、运行状态、能耗信息等，实现设备的远程监控、预测性维护、工艺优化和生产过程的可视化。 机器人与人工智能（AI）的结合： AI技术的飞速发展为机器人带来了更高的智能化水平。本部分将介绍AI在机器人领域的最新应用，例如： 机器学习驱动的机器人学习： 探讨如何利用机器学习算法，使机器人能够从经验中学习，例如，通过试错学习更优的抓取策略，或者通过模仿学习执行复杂的技能。 强化学习在机器人路径规划和控制中的应用： 分析强化学习如何帮助机器人学习在复杂未知环境中做出最优决策，实现自主导航和高效作业。 自然语言处理（NLP）在机器人交互中的应用： 探讨如何通过NLP技术，使操作员能够使用自然语言与机器人进行交互，简化编程和操作流程。 特种机器人应用： 除了传统的工业场景，机器人还在不断拓展应用边界。本部分将简要介绍一些特种机器人应用，如： 仓储物流机器人： 自动叉车、拣选机器人、分拣机器人等。 检测与巡检机器人： 用于电力、石油、化工等行业的危险环境检测。 服务机器人（在工业领域的应用）： 例如，在大型工厂内部进行物料配送或辅助人员进行操作。 第三部分：机器人系统集成项目管理与生命周期维护 一个成功的工业机器人应用项目，离不开有效的项目管理和贯穿始终的生命周期维护。本部分将聚焦于这些关键的实践环节。 项目启动与需求分析： 详细阐述在项目启动阶段，如何进行全面的需求分析，包括明确应用目标、评估生产工艺、分析现有自动化水平、识别潜在风险等。我们将强调定义清晰的项目范围和可衡量的成功指标。 机器人选型与供应商评估： 基于需求分析，本部分将指导读者如何进行机器人本体、控制器、末端执行器、传感器以及其他外围设备的选型。我们将讨论评估供应商的技术实力、服务支持、产品可靠性以及长期合作的可能性。 系统设计与集成方案制定： 详细介绍机器人系统集成方案的设计流程，包括工作单元布局、安全区域规划、电气设计、气动设计、网络架构设计等。我们将强调遵循相关的国际和行业标准，确保系统的安全性、可靠性和易维护性。 安全设计与风险评估： 工业机器人操作的安全至关重要。本部分将深入探讨机器人系统安全设计的原则，包括安全防护（如安全围栏、安全光幕、急停按钮）、安全区域的划分、安全联锁机制、风险评估方法（如HAZOP）以及符合相关安全标准（如ISO 10218）。 编程、调试与验证： 详细介绍机器人程序的编写、逻辑调试、运动调试以及系统验证的过程。我们将强调在模拟环境下进行充分的离线调试，以及在现场进行精细化的参数调整和性能测试，确保系统达到预期的工作效果。 项目实施与现场部署： 讲解机器人系统在工厂现场的安装、接线、调试、集成以及最终交付的过程。我们将关注现场施工的安全管理、进度控制以及与其他生产线的协调。 操作员培训与技能提升： 强调对现场操作员和维护人员进行系统化的培训，使其能够熟练掌握机器人系统的操作、日常维护、简单故障排除以及基础的程序修改。 系统优化与性能改进： 工业机器人系统的性能并非一成不变。本部分将探讨如何通过数据分析、工艺评估等手段，对已部署的机器人系统进行持续的优化，例如，提高生产节拍、降低能耗、减少返工率等。 预防性维护与故障诊断： 介绍机器人系统的预防性维护计划，包括定期检查、润滑、清洁、部件更换等。我们将提供常见的故障诊断方法和排除技巧，以及如何利用机器人的自诊断功能来快速定位问题。 备件管理与生命周期成本： 探讨如何建立有效的备件管理体系，确保关键部件的及时供应。我们将分析机器人系统全生命周期的成本构成，包括购置成本、运行成本、维护成本以及报废成本，以指导读者做出更经济高效的决策。 法规与行业标准： 简要介绍与工业机器人应用相关的关键国际和行业标准，例如，ISO系列标准、ANSI/RIA标准等，以及它们在系统设计、安全规范和性能评估中的重要作用。 通过以上三个部分的详细阐述，本书将为读者构建一个全面、深入且实用的工业机器人应用技术知识体系，使其能够更好地理解、设计、部署和管理高效、安全的机器人自动化系统，从而在日益激烈的市场竞争中，迈向智能制造的全新高度。

评分☆☆☆☆☆

评价四： 我是一名资深的自动化工程师，长期致力于工业自动化系统的集成和维护。虽然我对通用型的机器人控制系统比较熟悉，但近年来FANUC机器人市场份额的不断扩大，让我意识到深入学习其特定技术的重要性。我购买这本书，是希望能够快速掌握FANUC机器人核心技术，特别是其独特的编程方式和控制系统。我期待书中能够提供一些进阶的应用案例，例如在汽车制造、电子加工等行业中的典型应用场景，以及如何利用FANUC机器人的高级功能，如视觉引导、力控等，来解决复杂的工艺难题。同时，我也希望这本书能够对FANUC机器人的故障诊断和维护提供一些实用的建议和方法，这对于我们一线工程师来说，能够极大地提高工作效率和降低停机时间。我相信，这本书的深度和广度，能够帮助我迅速提升在FANUC机器人领域的专业能力。

评分☆☆☆☆☆

评价二： 作为一名正在学习工业自动化专业的大学生，我一直想找一本能够系统学习FANUC机器人应用技术的教材。市面上关于机器人技术的书籍不少，但真正能够兼顾理论深度和实践指导的并不多。这本书的标题“FANUC工业机器人应用工程师实训系列教材”立刻吸引了我，让我觉得它可能就是我一直在寻找的那本。我特别关注书中的实训内容，因为理论知识的学习固然重要，但只有通过实际操作才能真正掌握一项技能。我希望这本书能够提供丰富的实训案例，从简单的搬运、码垛到复杂的装配、焊接，能够循序渐进地引导我们完成实际操作。同时，我也期待书中能够详细讲解FANUC机器人特有的编程语言和软件工具，比如Teach Pendant的操作、 ROBOGUIDE仿真软件的应用等，这些都是未来成为一名合格的FANUC机器人应用工程师必备的技能。如果这本书能够提供配套的练习题或者思考题，那就更完美了，可以帮助我们巩固所学知识。

评分☆☆☆☆☆

评价一： 这本书的装帧设计就给我一种非常扎实、专业的感觉，封面色调沉稳，字体清晰，一看就知道是为专业学习者准备的。我是一名在小型制造企业工作的技术工人，平时接触一些自动化设备，但对于工业机器人尤其是FANUC的产品，了解得并不深入。最近公司考虑引入FANUC机器人来提升生产效率，我便主动请缨，希望通过学习来为后续的培训打下基础。翻开这本书，首先映入眼帘的是目录，非常详尽，涵盖了从基础概念到具体应用的全过程。我最期待的部分是关于机器人基础操作和编程的部分，希望这本书能用通俗易懂的语言，配合清晰的图示，来讲解如何进行机器人的基本启停、坐标系理解、直线和圆弧插补等关键操作。同时，我对书中介绍的FANUC机器人常用指令和逻辑控制部分也充满了好奇，希望能了解它们是如何协同工作，实现复杂的自动化任务的。这本书的出版，无疑为我们这些一线技术人员提供了一个宝贵的学习资源，让我看到了在工业自动化领域深入发展的希望。

评分☆☆☆☆☆

评价三： 我是一名对工业机器人技术充满热情，但缺乏系统学习机会的爱好者。平时通过网络视频和一些零散的文章了解工业机器人，但总觉得不够深入和系统。这次偶然发现了这本书，被它的“入门”和“实训”字样所吸引。我希望这本书能够帮助我建立起对FANUC工业机器人的整体认知，了解它们的基本结构、工作原理以及在不同工业场景下的应用。我尤其关注书中关于机器人选型、安装调试以及安全操作的部分。毕竟，在实际工作中，了解如何根据生产需求选择合适的机器人型号，如何进行规范的安装和调试，以及如何确保操作人员的安全，都是至关重要的。这本书能否用通俗易懂的语言，避免过多晦涩的专业术语，让像我这样的初学者也能轻松理解？我期待它能够像一位经验丰富的老师傅，循序渐进地引导我入门，让我对FANUC机器人有一个全面而清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

评价五： 这本书的出版，对于所有希望在工业机器人领域发展，特别是专注于FANUC机器人技术的同仁来说，无疑是一个令人振奋的消息。我是一名在校的机械电子工程专业的学生，未来职业规划就是成为一名工业机器人工程师。在校期间，我们接触了大量的理论知识，但对于实际操作和工程师思维的培养，仍然存在一定的不足。我非常期待这本书能够提供一套完整的实训流程，包括从机器人模型介绍、基本操作、编程调试，到集成应用等一系列的环节。我尤其关注书中是否会介绍一些FANUC机器人特有的高级功能，例如其在智能制造中的应用，如柔性生产线、人机协作等，这些都是当前工业机器人发展的前沿方向。如果书中能够提供一些实际案例分析，并指导我们如何运用所学知识解决实际工程问题，那么这本书的价值将是巨大的，它将真正帮助我们从理论走向实践，为我们未来的职业生涯打下坚实的基础。