智能制造裝備與集成 課件全套 （徐國偉） 01 智能制造技術(shù)概論-07 典型紡織智能智能生產(chǎn)線實(shí)例

高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成智能制造裝備與集成INTELLIGENTMANUFACTURINGEQUIPMENTANDINTEGRATION高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.1制造與制造系統(tǒng)1.2制造系統(tǒng)自動(dòng)化1.3制造系統(tǒng)信息化1.4智能制造的概念與特征1.5智能制造系統(tǒng)的支撐技術(shù)第一章智能制造技術(shù)概論高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.1制造與制造系統(tǒng)制造：把原材料轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢允褂玫奈锲返倪^程和方法?，F(xiàn)代社會(huì)所有產(chǎn)品的制造都離不開機(jī)械設(shè)備。裝備制造業(yè)的發(fā)展水平代表了一個(gè)國家的先進(jìn)程度高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.1.1制造過程制造過程是包括設(shè)計(jì)在內(nèi)的所有與產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)相關(guān)聯(lián)的技術(shù)流程，包括產(chǎn)品的市場分析、設(shè)計(jì)開發(fā)、工藝規(guī)劃、加工制造以及控制管理等過程。制造過程往往指基本的生產(chǎn)過程，即針對產(chǎn)品實(shí)體的生產(chǎn)對象直接進(jìn)行工藝加工的過程?；旧a(chǎn)過程是企業(yè)的主要生產(chǎn)活動(dòng)，是制造過程的主體。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成機(jī)械制造是生產(chǎn)機(jī)器設(shè)備的工業(yè)領(lǐng)域，是通過制造工藝來完成的。制造工藝是指制造過程的順序流程及使用的各種方法，主要包括鑄造、壓力加工、焊接等毛坯成型工藝和切削加工零件成型工藝，如圖1-1所示。其中制造工藝又分為傳統(tǒng)加工工藝和先進(jìn)制造技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過編程自動(dòng)地給機(jī)床操作系統(tǒng)發(fā)出指令，從而控制機(jī)床的多維聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀具切削加工的工藝方法。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成圖1-1制造過程高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成現(xiàn)代機(jī)械工程設(shè)計(jì)可顯著降低設(shè)計(jì)成本，減少設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)周期。具體流程如圖1-2所示。圖1-2現(xiàn)代機(jī)械工程設(shè)計(jì)

高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.1.2制造系統(tǒng)制造系統(tǒng)是制造業(yè)中形成產(chǎn)生的有機(jī)整體。廣義的制造系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、配送和銷售的一體化功能。制造系統(tǒng)可從三個(gè)方面來定義:制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方面，制造系統(tǒng)是一個(gè)包括人員、生產(chǎn)設(shè)施、物料加工設(shè)備和其他附屬裝置等各種硬件的統(tǒng)一整體;制造系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變方面,制造系統(tǒng)可定義為生產(chǎn)要素的轉(zhuǎn)變過程,特別是將原材料以最大生產(chǎn)率變?yōu)楫a(chǎn)品;制造系統(tǒng)的過程方面，制造系統(tǒng)可定義為生產(chǎn)的運(yùn)行過程，包括計(jì)劃、實(shí)施和控制等。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成制造系統(tǒng)具有以下幾個(gè)方面的特征:整體性。這是由系統(tǒng)本身的特征決定的。功能性。制造系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)特定功能。協(xié)調(diào)性。協(xié)調(diào)性是制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)最重要的特征之一。環(huán)境適應(yīng)性。是在制造過程中，牢牢把握環(huán)境保護(hù)的宗旨，從設(shè)計(jì)、選材到工藝方法、輔料使用，均不以破壞環(huán)境為代價(jià)。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.2制造系統(tǒng)自動(dòng)化1.2.1自動(dòng)化概述制造系統(tǒng)自動(dòng)化是指在無人或少人的干預(yù)下將原材料加工成零件或?qū)⒘慵M裝成產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，在加工過程中實(shí)現(xiàn)管理過程和工藝過程自動(dòng)化。管理過程包括產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)、程序的編制及工藝的生成、設(shè)備的運(yùn)行及協(xié)調(diào)、材料的計(jì)劃與分配、生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控等。工藝過程包括工件的工序安排和加工過程、零件裝卸儲存和輸送、刀具的選擇安裝和調(diào)整、切削液的凈化處理等。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.2.2制造系統(tǒng)自動(dòng)化的類型及構(gòu)成制造系統(tǒng)自動(dòng)化包括剛性制造系統(tǒng)自動(dòng)化和柔性制造系統(tǒng)自動(dòng)化兩大類。剛性是指該生產(chǎn)線只能生產(chǎn)某種產(chǎn)品或工藝相近的某類產(chǎn)品，生產(chǎn)產(chǎn)品具有單一性的特點(diǎn)。柔性的含義是靈活多變，是指在制造過程中生產(chǎn)組織形式和生產(chǎn)產(chǎn)品及工藝具有多樣性和靈活性的特點(diǎn)。制造系統(tǒng)自動(dòng)化的具體類型如圖1-6所示。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成圖1-6制造系統(tǒng)自動(dòng)化的類型高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.2.3機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)電一體化系統(tǒng)指具有自動(dòng)化功能的制造系統(tǒng)，機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)。機(jī)電一體化是以機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)為主的多門技術(shù)學(xué)科在機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術(shù)學(xué)科。機(jī)電一體化是機(jī)械學(xué)、電子學(xué)與信息科學(xué)等學(xué)科相互融合而形成的學(xué)科。機(jī)電一體化是一個(gè)發(fā)展中的概念，現(xiàn)代的機(jī)電一體化不僅僅指機(jī)械、電子與信息技術(shù)的結(jié)合，還包括光(光學(xué))機(jī)電一體化、機(jī)電氣(氣壓)一體化、機(jī)電液(液壓)一體化等。機(jī)電一體化是多種技術(shù)學(xué)科有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，而不是它們的簡單疊加。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以下幾個(gè)基本組成部分:機(jī)械本體、檢測傳感部分、計(jì)算機(jī)控制單元、驅(qū)動(dòng)裝置和動(dòng)力源，各要素之間通過接口相聯(lián)系，如圖1-9所示。圖1-9機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成機(jī)電一體化系統(tǒng)的單元技術(shù)主要包括以下幾方面：機(jī)械技術(shù)傳感檢測技術(shù)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.3制造系統(tǒng)信息化制造系統(tǒng)信息化是指將信息技術(shù)用于產(chǎn)品的制造和管理過程，使制造過程更加高效、敏捷、柔性。制造系統(tǒng)信息化包括數(shù)控技術(shù)、柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)分布式數(shù)字控制、快速成型制造技術(shù)、自動(dòng)化物流技術(shù)和制造執(zhí)行系統(tǒng)等內(nèi)容。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.3.1信息技術(shù)化概述信息技術(shù)(InformationTechnology,IT)是指利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、廣播電視、媒體等各種硬件設(shè)備及軟件工具與科學(xué)方法，對文圖聲像各種信息進(jìn)行獲取、加工、存儲、傳輸與使用的技術(shù)之和。以大數(shù)據(jù)信息技術(shù)為依托的網(wǎng)絡(luò)資源具有以下三方面的突出特征:無限海量的資源。信息碎片化。共享經(jīng)濟(jì)。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.3.2制造系統(tǒng)常用的信息管理系統(tǒng)企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)和制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)是制造系統(tǒng)常用的信息管理系統(tǒng)軟件。企業(yè)資源計(jì)劃(EnterpriseResourcePlanning，ERP)是指建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上，集成信息技術(shù)與先進(jìn)管理理念，以系統(tǒng)化的管理思想，為企業(yè)員工及決策層提供決策手段的管理平臺。ERP系統(tǒng)包括以下主要功能:供應(yīng)鏈管理、制造過程管理、庫存管理、銷售與市場管理、客戶服務(wù)、財(cái)務(wù)管理、工廠與設(shè)備維護(hù)、人力資源管理、工作流服務(wù)和企業(yè)信息系統(tǒng)等。系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理如圖1-16所示。1.企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成圖1-16

ERP系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)制造執(zhí)行系統(tǒng)(ManufacturingExecutionSystem，MES)是位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與下層的工業(yè)控制之間的面向生產(chǎn)車間層的管理信息系統(tǒng)，它為操作及管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源包括人、設(shè)備、物料、客戶需求等的當(dāng)前狀態(tài)。MES是ERP系統(tǒng)計(jì)劃層與車間現(xiàn)場自動(dòng)化執(zhí)行層之間的關(guān)鍵紐帶，其主要作用是保證車間生產(chǎn)調(diào)度管理有效進(jìn)行。MES系統(tǒng)的主要功能模塊如1-17所示。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成圖1-17

MES系統(tǒng)主要功能模板高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.4智能制造的概念與特征1.4.1智能制造概述智能制造是一種集自動(dòng)化、智能化、信息化于一體的先進(jìn)制造模式，是信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造業(yè)的深度融合。目前智能制造技術(shù)的研究和應(yīng)用主要集中在智能設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)、智能管理和智能服務(wù)四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如圖1-20所示。智能化是制造自動(dòng)化的發(fā)展方向。專家系統(tǒng)技術(shù)可以用于工程設(shè)計(jì)、工藝過程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)調(diào)度、故障診斷等，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)等先進(jìn)的計(jì)算機(jī)智能方法也可以應(yīng)用于產(chǎn)品配方、生產(chǎn)調(diào)度等，實(shí)現(xiàn)制造過程智能化。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成智能制造智能設(shè)計(jì)智能生產(chǎn)智能管理智能服務(wù)系統(tǒng)建模與仿真數(shù)字化設(shè)備、工藝規(guī)劃、控制資源管理(ERP)、生產(chǎn)管理(MES)物聯(lián)網(wǎng)、智能物流服務(wù)圖1-20

智能制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.4.2智能制造系統(tǒng)的典型特征與傳統(tǒng)的制造相比，智能制造系統(tǒng)具有以下特征:自律能力；人機(jī)一體化；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；自組織超柔性；學(xué)習(xí)與維護(hù)。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.5智能制造系統(tǒng)的支撐技術(shù)1.5.1技術(shù)體系智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系被劃分為A基礎(chǔ)共性、B關(guān)鍵技術(shù)、C行業(yè)應(yīng)用三個(gè)部分，主要反映標(biāo)準(zhǔn)體系各部分的組成關(guān)系、智能制造標(biāo)準(zhǔn)、體系結(jié)構(gòu)。智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)如圖1-22所示。圖1-22

智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)智能制造系統(tǒng)包括智能裝備、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能使能技術(shù)、智能工廠和智能服務(wù)等五類關(guān)鍵技術(shù)。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.5.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(IntermetofThings)通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物體與網(wǎng)絡(luò)相連接，物體通過信息傳播媒介進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)管等功能。物聯(lián)網(wǎng)所涉及的技術(shù)包括以下幾方面：射頻技術(shù)；嵌入式系統(tǒng)；傳感器技術(shù)；無線通信技術(shù)。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.5.3大數(shù)據(jù)技術(shù)大數(shù)據(jù)(Bigdata)是一種規(guī)模大到在獲取、存儲、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合，具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型和價(jià)值密度低四大特征。適用于大數(shù)據(jù)的技術(shù)，包括大規(guī)模并行處理(MPP)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘、分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫、云計(jì)算平臺、互聯(lián)網(wǎng)和可擴(kuò)展的存儲系統(tǒng)。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成智能制造裝備與集成INTELLIGENTMANUFACTURINGEQUIPMENTANDINTEGRATION高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.1智能制造架構(gòu)2.2智能制造裝備概述2.3智能機(jī)床2.4工業(yè)機(jī)器人2.5增材制造裝備2.6智能生產(chǎn)線第二章智能制造架構(gòu)與裝備2.1智能制造架構(gòu)2.1.1智能制造的核心要素智能制造系統(tǒng)核心要素為6M：

Material——材料，包括特性和功能等

Machine——機(jī)器，包括精度、自動(dòng)化、和生產(chǎn)能力等

Methods——方法，包括工藝、效率、和產(chǎn)能等

Measurement——測量，包括六西格瑪、傳感器監(jiān)測等

Maintenance——維護(hù)，包括使用率、故障率、和運(yùn)維成本等其區(qū)別與傳統(tǒng)制造系統(tǒng)最重要的因素在于第六個(gè)M，即建模（Modeling——數(shù)據(jù)和知識建模，包括監(jiān)測、預(yù)測、優(yōu)化和防范等），并且正是通過建模來驅(qū)動(dòng)其他5個(gè)要素，從而解決和避免制造系統(tǒng)的問題。2.1智能制造架構(gòu)2.1.2智能工廠實(shí)現(xiàn)智能制造的利器就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的工具軟件和制造裝備，包括以下類型：計(jì)算機(jī)輔助工具：如CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）、CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)）、CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）、CAT（計(jì)算機(jī)輔助測試，如ICT信息測試、FCT功能測試）等；計(jì)算機(jī)仿真工具：如物流仿真、工程物理仿真（包括結(jié)構(gòu)分析、聲學(xué)分析、流體分析、熱力學(xué)分析、運(yùn)動(dòng)分析、復(fù)合材料分析等多物理場仿真）、工藝仿真等；工廠/車間業(yè)務(wù)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)：如ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）、PLM（產(chǎn)品全生命周期管理）/PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）等；智能裝備：如高檔數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人、增材制造裝備（3D打印機(jī)）、智能爐窯、反應(yīng)釜及其他智能化裝備、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等；新一代信息技術(shù)：如物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等。2.1智能制造架構(gòu)2.1.2智能工廠

在智能工廠中，借助于各種生產(chǎn)管理工具/軟件/系統(tǒng)和智能設(shè)備，打通企業(yè)從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到銷售、維護(hù)的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品仿真設(shè)計(jì)、生產(chǎn)自動(dòng)排程、信息上傳下達(dá)、生產(chǎn)過程監(jiān)控、質(zhì)量在線監(jiān)測、物料自動(dòng)配送等智能化生產(chǎn)。智能工廠模型2.1智能制造架構(gòu)2.1.3制造環(huán)節(jié)智能化數(shù)字化：

數(shù)字化是指將信息載體（文字、圖片、圖像、信號等）以數(shù)字編碼形式（通常是二進(jìn)制）進(jìn)行儲存、傳輸、加工、處理和應(yīng)用的技術(shù)途徑。數(shù)字化本身指的是信息表示方式與處理方式，但本質(zhì)上強(qiáng)調(diào)的是信息應(yīng)用的計(jì)算機(jī)化和自動(dòng)化。在智能制造領(lǐng)域，數(shù)字化是指借助于各種計(jì)算機(jī)工具，一方面在虛擬環(huán)境中對產(chǎn)品物體特征、生產(chǎn)工藝甚至工廠布局進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證；另一方面，對生產(chǎn)過程進(jìn)行數(shù)字化管理。網(wǎng)絡(luò)化：網(wǎng)絡(luò)化是指使用相同或不同的網(wǎng)絡(luò)將工廠/車間中的各種計(jì)算機(jī)管理軟件、智能裝備連接起來，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與人之間的信息互通和良好交互。

智能化可分為兩個(gè)階段，當(dāng)前階段是面向定制化設(shè)計(jì)，支持多品種小批量生產(chǎn)模式，通過使用智能化的生產(chǎn)管理系統(tǒng)與智能裝備，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的智能管理，未來愿景則是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)自感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、自我配置、精準(zhǔn)執(zhí)行的自組織生產(chǎn)。智能化：2.1智能制造架構(gòu)2.1.4網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通智能制造的首要任務(wù)是信息的處理與優(yōu)化，工廠/車間內(nèi)各種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通則是基礎(chǔ)與前提。沒有互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)采集與交互，工業(yè)云、工業(yè)大數(shù)據(jù)都將成為無源之水。圖2-1智能工廠/數(shù)字化車間典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.1智能制造架構(gòu)2.1.5端到端數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)/信息交換要求從底層現(xiàn)場層向上貫穿至執(zhí)行層甚至計(jì)劃層網(wǎng)絡(luò)，使得工廠/車間能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況與設(shè)備信息，并根據(jù)獲取的信息來優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度與資源配置。也要涉及到協(xié)同制造單位（如上游零部件供應(yīng)商、下游用戶）的信息改變，這就需要用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)與企業(yè)數(shù)據(jù)流動(dòng)。圖2-2智能制造端到端數(shù)據(jù)流2.2智能制造裝備概述

智能制造裝備是智能制造技術(shù)的重要載體。智能制造裝備融合了先進(jìn)制造技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)以及人工智能技術(shù)，具有感知、學(xué)習(xí)、決策和執(zhí)行等功能，是實(shí)現(xiàn)高效、高品質(zhì)、節(jié)能環(huán)保和安全可靠生產(chǎn)的下一代制造裝備。智能制造裝備主要包括高端數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、智能測控裝置、成套自動(dòng)化生產(chǎn)線、增材制造裝備等。2.2智能制造裝備概述2.2.1智能制造裝備的特征自我感知能力智能制造裝備具有收集和理解工作環(huán)境信息、實(shí)時(shí)獲取自身狀態(tài)信息的能力。自主規(guī)劃和決策能力智能制造裝備能夠依據(jù)不同來源的信息進(jìn)行分析、判斷和規(guī)劃自身行為。自學(xué)習(xí)和自維護(hù)能力智能制造裝備能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行故障診斷、排除及修復(fù)，并依據(jù)專家知識庫提供相應(yīng)的解決維護(hù)方案，保持系統(tǒng)在正常狀態(tài)下運(yùn)行。自優(yōu)化能力制造裝備在使用過程中不可避免地會(huì)存在損耗，傳統(tǒng)的機(jī)器或系統(tǒng)的性能因此會(huì)不斷退化，智能制造裝備能夠依據(jù)設(shè)備實(shí)時(shí)的性能，調(diào)整本身的運(yùn)行狀態(tài)，保證裝備系統(tǒng)的正常運(yùn)行。容錯(cuò)能力智能制造裝備能夠在環(huán)境異?；虿僮麇e(cuò)誤的情況下正常運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)集成能力智能制造系統(tǒng)包括了大量功能各異的子系統(tǒng)，而智能制造裝備是智能制造系統(tǒng)信息獲取和任務(wù)執(zhí)行的基本載體，它與其他子系統(tǒng)集成為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)了整體的智能化。2.2智能制造裝備概述2.2.2智能制造裝備的組成智能感知系統(tǒng)感知是智能的輸入和起點(diǎn)，也是智能發(fā)揮作用的基礎(chǔ)。感知系統(tǒng)模擬智能體的視覺、聽覺、觸覺等等。機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)裝備的執(zhí)行系統(tǒng)，也就是機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是機(jī)械工具的進(jìn)一步延伸?，F(xiàn)階段的裝備機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)，是包括產(chǎn)生特定運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)馬達(dá)等驅(qū)動(dòng)設(shè)備。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是智能發(fā)揮作用的橋梁?？刂葡到y(tǒng)可以使執(zhí)行系統(tǒng)按照給定的指令進(jìn)行復(fù)雜的操作。智能決策系統(tǒng)決策系統(tǒng)使真正的智能。決策系統(tǒng)根據(jù)各種感知系統(tǒng)收集的信息，進(jìn)行復(fù)雜的決策計(jì)算，優(yōu)化出合理的指令，指揮控制系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的智能行為。2.2智能制造裝備概述2.2.3典型智能制造裝備智能機(jī)床智能機(jī)床是能夠自主決策制造過程的機(jī)床。智能機(jī)器人智能機(jī)器人能根據(jù)環(huán)境與任務(wù)的變化，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)感知、自主規(guī)劃、自律運(yùn)動(dòng)和智能操作。增材制造裝備增材制造技術(shù)可以精確地控制物料成型，提高材料利用率，能夠生產(chǎn)傳統(tǒng)工藝無法加工的復(fù)雜零件。智能成型制造裝備實(shí)現(xiàn)材料組織性能的精確設(shè)計(jì)與制備加工過程的精確控制，獲得最佳的材料組織性能與成型加工質(zhì)量。特種智能制造裝備特種智能制造裝備是基于科學(xué)發(fā)現(xiàn)的新原理、新方法和專門的工藝知識，為適應(yīng)超常加工尺度、精度、性能、環(huán)境等特殊條件而產(chǎn)生的裝備。2.3智能機(jī)床依照智能制造的三個(gè)范式和機(jī)床的發(fā)展歷程，機(jī)床從傳統(tǒng)的手動(dòng)操作機(jī)床向智能機(jī)床演化同樣可以分為三個(gè)階段：數(shù)字化+機(jī)床（numericalcontrolmachinetool，NCMT），即數(shù)控機(jī)床；互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)控機(jī)床（smartmachinetool，SMT），即互聯(lián)網(wǎng)機(jī)床；新一代人工智能+互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)控機(jī)床，即智能機(jī)床（intelligentmachinetool，IMT）。圖2-2智能制造端到端數(shù)據(jù)流2.3智能機(jī)床2.3.1機(jī)床到智能機(jī)床的演化機(jī)床從手動(dòng)機(jī)床發(fā)展到智能機(jī)床可分為三個(gè)階段：數(shù)控機(jī)床、互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)床和智能機(jī)床。數(shù)控機(jī)床只是通過G代碼來實(shí)現(xiàn)刀具、工件的軌跡控制，缺乏對機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)（如切削力、慣性力、摩擦力、振動(dòng)、切削力、熱變形，以及環(huán)境變化等）的感知、反饋和學(xué)習(xí)建模的能力，導(dǎo)致實(shí)際路徑可能偏離理論路徑等問題，影響了加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率。2.3智能機(jī)床一、數(shù)控機(jī)床（a）數(shù)控機(jī)床控制原理

（b）數(shù)控機(jī)床的“人-信息-機(jī)系統(tǒng)”（HCPS)圖2-4

數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)2.3智能機(jī)床（一）數(shù)控機(jī)床按機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡分類圖2-5機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡控制2.3智能機(jī)床（一）數(shù)控機(jī)床按機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡分類2.3智能機(jī)床（一）數(shù)控機(jī)床按機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡分類2.3智能機(jī)床（一）數(shù)控機(jī)床按機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡分類2.3智能機(jī)床（一）數(shù)控機(jī)床按機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡分類2.3智能機(jī)床（二）數(shù)控機(jī)床按控制方式分類2.3智能機(jī)床（二）數(shù)控機(jī)床按控制方式分類2.3智能機(jī)床（二）數(shù)控機(jī)床按控制方式分類2.3智能機(jī)床（二）數(shù)控機(jī)床按控制方式分類2.3智能機(jī)床（三）數(shù)控機(jī)床按工藝用途分類2.3智能機(jī)床（三）數(shù)控機(jī)床按工藝用途分類2.3智能機(jī)床（三）數(shù)控機(jī)床按工藝用途分類2.3智能機(jī)床（三）數(shù)控機(jī)床按工藝用途分類2.3智能機(jī)床（三）數(shù)控機(jī)床按工藝用途分類2.3智能機(jī)床二、互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)床與數(shù)控機(jī)床相比，互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)床增加了傳感器，增強(qiáng)了對加工狀態(tài)感知能力；應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行設(shè)備的連接互通，實(shí)現(xiàn)機(jī)床狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和匯聚；對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工過程的實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)的反饋控制。2.3智能機(jī)床二、互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)床（a）互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)床控制原理

（b）數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)“人-信息-機(jī)系統(tǒng)”圖2-7互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)床控制原理系統(tǒng)

2.3智能機(jī)床三、智能機(jī)床智能機(jī)床是在新一代信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用新一代人工智能技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)深度融合的機(jī)床，它利用自主感知與連接獲取機(jī)床、加工、工況、環(huán)境有關(guān)的信息，通過自主學(xué)習(xí)與建模生成知識，并能應(yīng)用這些知識進(jìn)行自主優(yōu)化與決策，完成自主控制與執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)加工制造過程的優(yōu)質(zhì)、高效、安全、可靠和低耗的多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行。2.3智能機(jī)床三、智能機(jī)床圖2-8智能機(jī)床2.3智能機(jī)床2.3.2基于新一代人工智能的智能機(jī)床圖2-9智能機(jī)床控制原理2.3智能機(jī)床2.3.2基于新一代人工智能的智能機(jī)床表2-1數(shù)控機(jī)床、互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)床與智能機(jī)床2.4工業(yè)機(jī)器人三大特征：擬人功能：機(jī)器人是模仿人或動(dòng)物肢體動(dòng)作的機(jī)器，能像人那樣使用工具。因此，數(shù)控機(jī)床和汽車不是機(jī)器人；可編程性：機(jī)器人具有智力或具有感覺與識別能力，可隨工作環(huán)境變化的需要而再編程。一般的電動(dòng)玩具沒有感覺和識別能力，不能再編程，因此不能稱為機(jī)器人。通用性：一般機(jī)器人在執(zhí)行不同作業(yè)任務(wù)時(shí)，具有較好的通用性。比如，通過更換機(jī)器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執(zhí)行不同的任務(wù)。

什么是工業(yè)機(jī)器人？“工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制的操作和移動(dòng)功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)?！薄獓H標(biāo)準(zhǔn)化組織，19872.4工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（液壓缸、電機(jī)等）檢測系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作對象各組成部分關(guān)系

檢測系統(tǒng)2.4.1工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)2.4工業(yè)機(jī)器人2.4.2工業(yè)機(jī)器人的分類2.4工業(yè)機(jī)器人2.4.3工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用

汽車制造印刷和造紙金屬焊接

食品汽車裝配

木制品塑膠切割

娛樂2.4工業(yè)機(jī)器人2.4.3工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用焊接打磨裝配碼垛搬運(yùn)檢測

組裝機(jī)械加工2.5增材制造裝備增材制造（additivemanufacturing，AM）技術(shù)（也稱為3D打印技術(shù)）是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來的新型制造技術(shù)。目前，增材制造成形材料包含了金屬、非金屬、復(fù)合材料、生物材料甚至是生命材料，成形工藝能量源包括激光、電子束、特殊波長光源、電弧以及以上能量源的組合，成形尺寸從微納米元器件到10m以上大型航空結(jié)構(gòu)件，為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展以及傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供了巨大契機(jī)。2.5增材制造裝備2.5.1增材技術(shù)的種類激光增材制造技術(shù)一類以激光直接沉積（LMD）技術(shù)為代表；另一類以激光選區(qū)熔化（SLM）、激光選區(qū)燒結(jié)（SLS）為代表。電子束增材制造技術(shù)分為基于熔化同步送進(jìn)絲材的電子束自由成形制造技術(shù)（EBF3）和基于預(yù)鋪粉末的電子束選區(qū)熔化技術(shù)（EBSM）。電弧增材制造以電弧作為熱源的電弧增材制造技術(shù)（WAAM），其成形設(shè)備簡單且設(shè)備成本低，材料利用率及成形過程的沉積效率較高，適合大尺寸構(gòu)件的快速成形加工。固相增材制造以高能束流為熱源的金屬熔化增材制造技術(shù)，結(jié)合固相焊接技術(shù)方法，提出了固相增材制造技術(shù)。超聲增材制造超聲增材制造作為一種固態(tài)金屬成形加工方式，運(yùn)用超聲波焊接方法，通過周期性的機(jī)械操作，將多層金屬帶加工成三維形狀，最后成形為精確的金屬部件。2.5增材制造裝備2.5.2增材制造的應(yīng)用增材制造技術(shù)可快速地將模型轉(zhuǎn)換成物理實(shí)物模型，這樣可以方便地驗(yàn)證設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思想和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性、可裝配性、美觀性，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題可及時(shí)修改。目前，增材制造技術(shù)已在工業(yè)造型、機(jī)械制造、航空航天、軍事、建筑、影視、家電、輕工、醫(yī)學(xué)、考古、文化藝術(shù)、雕刻、首飾等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。并且隨著這一技術(shù)本身的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣埂?.5增材制造裝備2.5.3增材制造的發(fā)展增材制造過程是涉及材料、結(jié)構(gòu)、多種物理場和化學(xué)場的多因素、多層次和跨尺度耦合的極端復(fù)雜系統(tǒng)。增材制造發(fā)展的核心目標(biāo)：完全按照設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)一致的、可重復(fù)的產(chǎn)品精度和性能使以往不能制造的全新結(jié)構(gòu)和功能器件變?yōu)榭赡?.6智能產(chǎn)線2.6.1智能制造生產(chǎn)線的特點(diǎn)覆蓋自動(dòng)化設(shè)備、數(shù)字化車間、智能化工廠3個(gè)層次；貫穿智能制造6大環(huán)節(jié)（智能管理、智能監(jiān)控、智能加工、智能裝配、智能檢測、智能物流）；融合“數(shù)字化、自動(dòng)化、信息化、智能化”4化共性技術(shù)；包涵智能工廠與工廠控制系統(tǒng)、在制品與智能機(jī)器、在制品與工業(yè)云平臺（及管理軟件）、智能機(jī)器與智能機(jī)器、工廠控制系統(tǒng)與工廠云平臺（及管理軟件）、工廠云平臺（及管理軟件）與用戶、工廠云平臺（及管理軟件）與協(xié)作平臺、智能產(chǎn)品與工廠云平臺（及管理軟件）等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)8類連接的全面解決方案。2.6智能產(chǎn)線2.6.2智能制造生產(chǎn)線的構(gòu)成高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成智能制造裝備與集成INTELLIGENTMANUFACTURINGEQUIPMENTANDINTEGRATION高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.1智能制造的技術(shù)體系3.2工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)3.3大數(shù)據(jù)3.4云計(jì)算3.5人工智能3.6虛擬現(xiàn)實(shí)第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.1智能制造的技術(shù)體系

智能制造技術(shù)：在數(shù)字化、自動(dòng)化裝置及系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，將人工智能引入到制造過程中，形成以存儲、計(jì)算、邏輯、推理為特征的機(jī)器智能所驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品制造技術(shù)。智能制造技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)、人工智能技術(shù)與計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果，也是三者結(jié)合的產(chǎn)物。3.1.1智能制造技術(shù)的發(fā)展高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.1.2智能制造技術(shù)的特征智能制造技術(shù)是智能技術(shù)與制造技術(shù)不斷融合、發(fā)展和應(yīng)用的結(jié)果。其主要特征如下：智能感知；智能決策；智能學(xué)習(xí)；智能診斷；智能優(yōu)化。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.1.3智能制造的關(guān)鍵技術(shù)智能制造的關(guān)鍵技術(shù)主要分為：計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、工業(yè)電子技術(shù)、工業(yè)制造技術(shù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)在軟件方面的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)智能制造的核心與基礎(chǔ)，這些軟件主要有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助工藝(CAPP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)等。信息技術(shù)是智能制造的基礎(chǔ)與支撐，新一代信息技術(shù)包括人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成工業(yè)電子技術(shù)集成了傳感、計(jì)算和通信三大技術(shù)，為智能制造構(gòu)建了一個(gè)智能化、網(wǎng)絡(luò)化的信息物理系統(tǒng)。它包括現(xiàn)代傳感技術(shù)、射頻識別技術(shù)、制造物聯(lián)技術(shù)，以及現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的定時(shí)定位技術(shù)等。工業(yè)制造技術(shù)是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)快速、高效、高質(zhì)量生產(chǎn)的關(guān)鍵。主要包括高端數(shù)控加工技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、滿足極限工作環(huán)境與特殊工作需求的智能材料生產(chǎn)技術(shù)、基于3D打印的智能成型技術(shù)等。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.2工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)3.2.1物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings，IoT),可以認(rèn)為是指通過信息傳感設(shè)備，將物體與互聯(lián)網(wǎng)之間相互鏈接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)主要特征：全面感知可靠傳遞智能處理高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成按功能可將物聯(lián)網(wǎng)分為三層:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。從物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)來看，它主要包括兩方面的內(nèi)容:現(xiàn)代傳感器技術(shù)，將所有物品通過相應(yīng)的傳感器和射頻識別(RadioFrequencyIdentification,RFID)將感知的各種信息變成可以識別的電信號;網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)，在此技術(shù)基礎(chǔ)上擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，延伸到所有可能的物體和物體之間的通信和信息交換。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.2.2現(xiàn)代傳感技術(shù)1.基本概念

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetwork，WSN)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量微型而又廉價(jià)的傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線通信方式組成的一個(gè)多跳的具有自組織特性的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是將覆蓋區(qū)域中的感知對象的信息進(jìn)行感知、采集和處理，并最終發(fā)送給觀測者，WSN結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。圖3-1WSN結(jié)構(gòu)

高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成

傳感器(Sensor)是由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成的一種監(jiān)測裝置,它可以感受到被監(jiān)測對象的溫度、濕度等信息，并按照一定規(guī)律變換為電信號或者其他所需形式輸出，以滿足信息的傳遞、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。傳感器、感知對象和觀測者共同構(gòu)成了WSN的三個(gè)必不可少的要素。WSN因具有低成本、低功耗、自組網(wǎng)、分布式監(jiān)測、不需要固定通信設(shè)施支持等五大優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.發(fā)展歷史從1978年開始，WSN歷經(jīng)多年的發(fā)展主要經(jīng)歷了以下四個(gè)階段:第一階段:也稱第一代傳感器網(wǎng)絡(luò)，初步實(shí)現(xiàn)了信息的單向傳遞。第二階段:也稱第二代傳感器網(wǎng)絡(luò)，相對于第一代監(jiān)測系統(tǒng)有了顯著的綜合能力。第三階段:也稱第三代傳感器網(wǎng)絡(luò)，傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到局部監(jiān)測的階段。第四階段:也稱第四代傳感器網(wǎng)絡(luò)，即WSN階段，目前正處于研究開發(fā)和快速增長期。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.應(yīng)用領(lǐng)域

WSN由于其具有高監(jiān)測精度、高容錯(cuò)性、覆蓋區(qū)域大、可遠(yuǎn)程監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)。因此被廣泛應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：軍事領(lǐng)域環(huán)境監(jiān)測和預(yù)報(bào)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)智能交通醫(yī)療護(hù)理工業(yè)方面的應(yīng)用空間探索高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.2.3射頻識別技術(shù)1.基本概念

射頻識別技術(shù)(RFID)是一項(xiàng)利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞，并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的的技術(shù)。

目前，RFID技術(shù)最廣泛的應(yīng)用是各類RFID標(biāo)簽和卡的讀寫和管理。2.RFID的組成

典型的RFID系統(tǒng)由RFID標(biāo)簽(Tag)、RFID閱讀器(Reader)、天線(Antenna)、計(jì)算機(jī)四部分組成，如圖3-2所示。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成圖3-2RFID系統(tǒng)圖

RFID標(biāo)簽是RFID系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體，用以標(biāo)識目標(biāo)對象。RFID閱讀器是讀取(或?qū)懭?標(biāo)簽信息的設(shè)備。天線是將RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息傳遞給閱讀器的設(shè)備。計(jì)算機(jī)用作后臺控制系統(tǒng)。通常將電子標(biāo)簽、閱讀器和天線三者稱為前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.RFID的分類RFID系統(tǒng)按電子標(biāo)簽的供電方式可以按照有源標(biāo)簽、無源標(biāo)簽和半有源標(biāo)簽來劃分。RFID系統(tǒng)按電子標(biāo)簽的工作方式可分為主動(dòng)式、半主動(dòng)式和被動(dòng)式三種。RFID系統(tǒng)按工作頻率可以分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波(MF)四種。表3-1為RFID使用頻段對照表。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成表3-1RFID使用頻段對照表

技術(shù)簡單較高通信速度通信速率低受金屬材料影響車輛防盜超高速（UHF）433MHz技術(shù)復(fù)雜高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.RFID的基本工作原理

電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號，就能憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(即無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(即有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽)，閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

發(fā)生在閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種,分別是電感耦合方式(磁耦合)和電磁反向散射耦合方式(電磁場耦合)兩大類。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成5.RFID的特征通過電磁耦合方式實(shí)現(xiàn)的非接觸自動(dòng)識別技術(shù)。需要利用無線電頻率資源，并且須遵守?zé)o線電頻率使用的眾多規(guī)范。由于存放的識別信息是數(shù)字化的，因此通過編碼技術(shù)可以方便實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用?？梢苑奖愕剡M(jìn)行組合建網(wǎng)，以完成多種規(guī)模的系統(tǒng)應(yīng)用。涉及計(jì)算機(jī)、無線數(shù)字通信、集成電路、電磁場等眾多學(xué)科。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.2.4機(jī)器視覺技術(shù)1.機(jī)器視覺的定義

機(jī)器視覺是指用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人的視覺功能，也就是用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)對客觀的三維世界的識別，從客觀事物的圖像中提取信息，進(jìn)行處理并加以理解，最終用于實(shí)際檢測、測量和控制。

優(yōu)點(diǎn)是測量快速、準(zhǔn)確、可靠，產(chǎn)品生產(chǎn)的安全性高，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度低，可實(shí)現(xiàn)高效、安全生產(chǎn)和自動(dòng)化管理。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.機(jī)器視覺系統(tǒng)的構(gòu)成

機(jī)器視覺系統(tǒng)主要由圖像采集單元、圖像信息處理與識別單元、結(jié)果顯示單元和視覺系統(tǒng)控制單元組成。視覺系統(tǒng)控制單元根據(jù)判定結(jié)論控制現(xiàn)場設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)對象的相應(yīng)控制操作。圖像采集單元獲取被測目標(biāo)對象的圖像信息，并傳送給圖像信息處理與識別單元。圖像信息處理與識別單元提取出目標(biāo)對象的相關(guān)特征，并將其判定結(jié)論提供給視覺系統(tǒng)控制單元。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.2.5網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)

無線網(wǎng)絡(luò)指可以不通過電纜或電線，而是利用無線電技術(shù)、紅外等傳輸技術(shù)將數(shù)據(jù)從一個(gè)設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)。1.Wi-Fi

Wi-Fi是WLAN的主要技術(shù)之一，網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)主要由無線接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和支持網(wǎng)構(gòu)成。Wi-Fi與有線接入技術(shù)相比，其特點(diǎn)和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：覆蓋范圍廣、傳輸速率快；建設(shè)方便；投資經(jīng)濟(jì)性；健康安全。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.ZigBee

ZigBee

是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)。

ZigBee

的技術(shù)特點(diǎn)：低功耗；低成本；短時(shí)延；網(wǎng)絡(luò)容量大；數(shù)據(jù)傳輸可靠；安全性高。Wi-Fi技術(shù)與ZigBee技術(shù)性能比較見表3-2。表3-2Wi-Fi技術(shù)與ZigBee技術(shù)性能比較

高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.2.6物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)作為一項(xiàng)前沿技術(shù)，已經(jīng)逐步融入生產(chǎn)生活的多個(gè)應(yīng)用場景。近年來，物聯(lián)網(wǎng)開始廣泛應(yīng)用于交通、物流、家居、醫(yī)療健康等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用案例如下：應(yīng)用RFID技術(shù)于電子收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)用WSN技術(shù)于智能家居高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.3大數(shù)據(jù)3.3.1大數(shù)據(jù)概述1.基本概念

大數(shù)據(jù)技術(shù)是一系列面向海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、計(jì)算與分析，并從中提取信息和知識的技術(shù)總稱。方面特征容量(Volume)數(shù)據(jù)量巨大，來源多渠道種類(Variety)數(shù)據(jù)類型的多樣性速度(Velocity)獲得數(shù)據(jù)的速度價(jià)值(Value)合理運(yùn)用大數(shù)據(jù)，以低成本創(chuàng)造高價(jià)值表3-2Wi-Fi技術(shù)與ZigBee技術(shù)性能比較

大數(shù)據(jù)指具有4V特征，即Volume(數(shù)據(jù)量大)Variety(類型復(fù)雜)、Velocity(速度快)和Value(價(jià)值)的數(shù)據(jù)集合。大數(shù)據(jù)的特征如表3-3所示。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.發(fā)展歷史萌芽階段(20世紀(jì)90年代末至21世紀(jì)初)：作為一個(gè)設(shè)想或概念出現(xiàn)。發(fā)展階段(21世紀(jì)初至2012)：在Hadoop基礎(chǔ)之上、用于大規(guī)模數(shù)據(jù)分析和挖掘的工具產(chǎn)品相繼出現(xiàn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)生態(tài)逐漸形成。應(yīng)用階段(2012年至今)：大數(shù)據(jù)迎來了全面興盛的時(shí)期，底層技術(shù)基本成熟，成為支撐型的信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施。目前大數(shù)據(jù)已在制造業(yè)，金融行業(yè)利、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)等領(lǐng)域深入應(yīng)用。而且我國大數(shù)據(jù)技術(shù)整體發(fā)展屬于“全球第一梯隊(duì)”。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.3.2數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理數(shù)據(jù)采集是從傳感器、社交網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息傳遞方式中收集、獲取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)預(yù)處理是通過對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、集成、轉(zhuǎn)換等一系列操作，填補(bǔ)遺漏、消除重復(fù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成分類、統(tǒng)一、適合挖掘的形式，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。1.數(shù)據(jù)采集的常用方法系統(tǒng)日志采集方法網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集方法數(shù)據(jù)庫采集系統(tǒng)高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.數(shù)據(jù)清洗數(shù)據(jù)清洗是做好數(shù)據(jù)分析并以此做出數(shù)據(jù)判斷的基礎(chǔ)工作，其主要任務(wù)是通過識別缺失值、異常數(shù)據(jù)、不一致數(shù)據(jù)和重復(fù)數(shù)據(jù)。3.數(shù)據(jù)變換數(shù)據(jù)變換是將數(shù)據(jù)從一種格式或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為另一種格式或結(jié)構(gòu)的過程，將數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理，這對于數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)管理等活動(dòng)具有至關(guān)重要的作用。

數(shù)據(jù)變換的方法一般包括規(guī)范化和函數(shù)變換。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.3.3數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)規(guī)模的飛速增大，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲需求顯著增多。以適當(dāng)?shù)姆绞浇M織和管理數(shù)據(jù)不僅使得大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲成為可能，也利于后續(xù)的訪問和部署。3.3.4數(shù)據(jù)存儲與管理1.數(shù)據(jù)挖掘的定義數(shù)據(jù)挖掘又譯為資料探勘、數(shù)據(jù)采礦，是利用各種分析工具在海量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)模型和數(shù)據(jù)之間關(guān)系的過程。其具有如下特征：1)是交叉復(fù)合領(lǐng)域

2)不追求處理方法，只是為了獲取知識3)是一種探索性的活動(dòng)4)數(shù)據(jù)挖掘是有目的的活動(dòng)高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.數(shù)據(jù)挖掘與分析的常見方法1)聚類分析

2)關(guān)聯(lián)規(guī)則

3)決策樹

4)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)3.3.5數(shù)據(jù)可視化1.數(shù)據(jù)可視化的定義數(shù)據(jù)可視化旨在借助于圖形化手段，清晰有效地傳達(dá)與溝通信息。其與信息圖形、信息可視化、科學(xué)可視化以及統(tǒng)計(jì)圖形密切相關(guān)。2.數(shù)據(jù)可視化的常見方法1)地理空間數(shù)據(jù)可視化

2)時(shí)間數(shù)據(jù)可視化

3)多維方法數(shù)據(jù)可視化

4)層次化數(shù)據(jù)可視化

5)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.3.6大數(shù)據(jù)的應(yīng)用大數(shù)據(jù)在各行各業(yè)特別是公共服務(wù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，也會(huì)對社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生深刻的影響，如今各行各業(yè)開始高度關(guān)注大數(shù)據(jù)的研究和應(yīng)用。在云計(jì)算技術(shù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的助力下，大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為當(dāng)前學(xué)術(shù)界、工業(yè)界的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。相關(guān)案例：案例1:株洲冶煉集團(tuán)智能工廠案例2:海爾集團(tuán)基于社群生態(tài)的客戶需求挖掘和市場創(chuàng)造高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.4云計(jì)算3.4.1云計(jì)算概述1.基本概念云計(jì)算是一種通過網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一組織和靈活調(diào)用各種ICT信息資源，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模計(jì)算的信息處理方式。2.發(fā)展歷史形成階段(2006-2010年)。云計(jì)算的商業(yè)模式得到業(yè)界和大眾的廣泛認(rèn)可。發(fā)展階段(2010-2015年)。云計(jì)算功能日趨完善、種類日趨多樣。應(yīng)用階段(2015年至今)。云計(jì)算的應(yīng)用逐漸向傳統(tǒng)行業(yè)拓展。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成未來，云計(jì)算將呈現(xiàn)布局邊緣化、技術(shù)精細(xì)化、應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的特點(diǎn)，并成為新的基礎(chǔ)設(shè)施。具體表現(xiàn)：云布局從中心走向邊緣。云技術(shù)從粗放走向精細(xì)。云應(yīng)用從消費(fèi)領(lǐng)域走向工業(yè)領(lǐng)域。隨著發(fā)展，云計(jì)算的應(yīng)用開始從醫(yī)療、金融、礦誦T物流向時(shí)在政務(wù)云基等傳統(tǒng)行業(yè)滲透。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.4.2虛擬化技術(shù)虛擬化技術(shù)是將一臺計(jì)算機(jī)虛擬為多臺邏輯計(jì)算機(jī)，每個(gè)邏輯計(jì)算機(jī)可運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，如圖3-14所示。圖3-14虛擬化示意圖

云計(jì)算對于資源的關(guān)鍵要求包括兩個(gè)方面:一是資源的整合；二是統(tǒng)一資源的匯聚。虛擬化正是一種解決上述要求的核心技術(shù)。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成虛擬化作為一種資源管理技術(shù)，將計(jì)算機(jī)的各種實(shí)體資源，如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存及存儲等，予以抽象、轉(zhuǎn)換后呈現(xiàn)出來，打破實(shí)體結(jié)構(gòu)間的不可切割的障礙，使用戶可以比原本的組態(tài)更好的方式來應(yīng)用這些資源。虛擬化技術(shù)的特點(diǎn)見表3-4。表3-4虛擬化技術(shù)的特點(diǎn)

封裝硬件獨(dú)立高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成虛擬化技術(shù)主要針對硬件和軟件。硬件虛擬化主要包括計(jì)算能力、存儲能力和網(wǎng)絡(luò)能力的虛擬化;軟件虛擬化一類關(guān)鍵性技術(shù)就是桌面虛擬化。計(jì)算虛擬化是向客戶端操作系統(tǒng)提供一個(gè)虛擬日獨(dú)立的服務(wù)器硬件環(huán)境，，以提高資源利用率和靈活性。存儲虛擬化就是對硬件存儲資源進(jìn)行抽象化，使存儲與網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用等管理分離，提升資源利用率。網(wǎng)絡(luò)虛擬化是對物理網(wǎng)絡(luò)及其組件(比如交換機(jī)、端口以及路電器)進(jìn)行抽象，并從中分離網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的一種方式。桌面虛擬化是將用戶的桌面環(huán)境與其他的終端設(shè)備解耦合。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.4.3分布式技術(shù)分布式是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特別是云化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心思想之一，分布式系統(tǒng)也是分布式計(jì)算和分布式存儲的支撐主體。1.分布式系統(tǒng)分布式，就是一件事分給多臺機(jī)器干，所有機(jī)器一起合作完成任務(wù)。分布式系統(tǒng)通常定義為一組通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信、為了完成共同的任務(wù)而協(xié)調(diào)工作的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)組成的系統(tǒng)。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.分布式存儲/數(shù)據(jù)管理分布式存儲，利用多臺服務(wù)器分擔(dān)存儲負(fù)荷，提高了系統(tǒng)的可靠性、存取效率和可擴(kuò)展性。分布式存儲系統(tǒng)=對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的技術(shù)主要包括以下兩部分:分布式文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于客戶機(jī)/服務(wù)器模式，存儲在其中的數(shù)據(jù)被分為很多塊，這些塊分布于通過網(wǎng)絡(luò)連接的不同的服務(wù)器中，供多個(gè)用戶進(jìn)行讀/寫和刪除等操作。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常使用較小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，每臺計(jì)算機(jī)可單獨(dú)放在一個(gè)地方，每臺計(jì)算機(jī)中都可能有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的一份完整拷貝副本，共同組成一個(gè)完整的、全局的邏輯上集中、物理上分布的大型數(shù)據(jù)庫。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.4.4并行計(jì)算技術(shù)并行計(jì)算是將一個(gè)任務(wù)分解成若干個(gè)小任務(wù)并協(xié)同執(zhí)行以完成求解的過程。并行計(jì)算處理問題一般分為三步：將工作分離成離散獨(dú)立部分，有助于同時(shí)解決。同時(shí)并及時(shí)地執(zhí)行多個(gè)程序指令。將處理完的結(jié)果返回主機(jī)，經(jīng)一定處理后顯示輸出并行計(jì)算須滿足以下幾個(gè)基本條件:并行計(jì)算機(jī)。應(yīng)用問題必須具有并行度。并行編程。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.4.5云計(jì)算的應(yīng)用分在“互聯(lián)網(wǎng)+”政策和產(chǎn)業(yè)背景下，我國云計(jì)算產(chǎn)業(yè)逐步進(jìn)入成熟和產(chǎn)業(yè)發(fā)展加速階段，落地的應(yīng)用突飛猛進(jìn)，云計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)逐步形成和完善。經(jīng)過近十年的快速發(fā)展，我國云計(jì)算產(chǎn)業(yè)已成為信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的著力點(diǎn)，云計(jì)算市場保持了并將繼續(xù)保持高速增長態(tài)勢。有關(guān)云計(jì)算的案例如下：案例1:12306火車票購票系統(tǒng)案例2:華為云計(jì)算高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.5人工智能現(xiàn)階段人工智能的應(yīng)用場景不斷擴(kuò)展:在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，可應(yīng)用于生物識別技術(shù)；在智能制造領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)智能制造的新模式、新手段、新業(yè)態(tài);在電力領(lǐng)域，可以保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。3.5.1人工智能概述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是最早被提出的人工智能技術(shù)也是沿用至今應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓展的深度學(xué)習(xí)技術(shù)是目前最為先進(jìn)的學(xué)習(xí)算法。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成人工智能可以被定義為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，致力于智能行為的自動(dòng)化。其存在兩個(gè)比較明顯的發(fā)展方向，即強(qiáng)人工智能和弱人工智能。弱人工智能是指通過人類編寫好的算法或者軟件智能化地去解決和計(jì)算某些問題。強(qiáng)人工智能是指通過對生物行頭或大腦的研究和模仿，以期達(dá)到對意識、情感、理智三位一體的人工智能建模。智能制造的關(guān)鍵技術(shù)中，涉及的人工智能技術(shù)主要包括模式識別、機(jī)器學(xué)習(xí)和智能算法。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.5.2模式識別模式識別是人工智能的基礎(chǔ)技術(shù)，是通過計(jì)算機(jī)用數(shù)學(xué)技術(shù)方法對物理量及其變化過程進(jìn)行描述與分類的一門技術(shù)，通常用來對圖像、文字、照片以及聲音等信息進(jìn)行識別、處理和分類。基本方法分為統(tǒng)計(jì)模式識別和句法模式識別。統(tǒng)計(jì)模式識別首先是將被識別對象數(shù)字化，轉(zhuǎn)換為適于計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信息。句法模式識別則用符號描述圖像特征。將統(tǒng)計(jì)模式識別或句法模式識別與機(jī)器學(xué)習(xí)中的其他技術(shù)相結(jié)合，衍生出應(yīng)用廣泛的熱門技術(shù)，如聲紋識別技術(shù)、指紋識別技術(shù)及數(shù)字水印技術(shù)等。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.5.3機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)是基于已有數(shù)據(jù)、知識或經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)模型或發(fā)現(xiàn)新知識的一個(gè)研究領(lǐng)域。深度學(xué)習(xí)與機(jī)器學(xué)習(xí)的區(qū)別如圖3-21所示。圖3-21機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)

高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.機(jī)器學(xué)習(xí)方法機(jī)器學(xué)習(xí)分為監(jiān)督學(xué)習(xí)、無監(jiān)督學(xué)習(xí)、半監(jiān)督學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)。監(jiān)督學(xué)習(xí)監(jiān)督學(xué)習(xí)從給定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中學(xué)習(xí)出一個(gè)函數(shù)(模型參數(shù))，當(dāng)新的數(shù)據(jù)到來時(shí)，可以根據(jù)這個(gè)函數(shù)預(yù)測結(jié)果。無監(jiān)督學(xué)習(xí)在無監(jiān)督學(xué)習(xí)中,數(shù)據(jù)并不被特別標(biāo)識,學(xué)習(xí)模型是為了推斷出數(shù)據(jù)的一些內(nèi)在結(jié)構(gòu)。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成半監(jiān)督學(xué)習(xí)輸入數(shù)據(jù)部分被標(biāo)識，部分沒有被標(biāo)識，這種學(xué)習(xí)模型可以用來進(jìn)行預(yù)測，但是首先需要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)以便合理地組織數(shù)據(jù)來進(jìn)行預(yù)測。強(qiáng)化學(xué)習(xí)輸入數(shù)據(jù)作為對模型的反饋，不像監(jiān)督型那樣，輸入數(shù)據(jù)僅僅是作為一個(gè)檢查模型對錯(cuò)的方式。2.機(jī)器學(xué)習(xí)算法分類1)回歸算法

2)基于實(shí)例的算法

3)決策樹算法4)貝葉斯算法5)基于核的算法6)聚類算法7)降低維度算法高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.5.4智能算法智能計(jì)算也有人稱之為“軟計(jì)算”，是人們受白然(生物界)規(guī)律的啟迪，根據(jù)其原理，模仿求解問題的算法。1.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法“人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”是在對人腦組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制的認(rèn)識理解基礎(chǔ)之上模擬其結(jié)構(gòu)和智能行為的一種工程系統(tǒng)。2.遺傳算法遺傳算法(GeneticAlgorithms)是基于生物進(jìn)化理論的原理發(fā)展起來的一種廣為應(yīng)用的、高效的隨機(jī)搜索與優(yōu)化的方法。其主要特點(diǎn)是群體搜索策略和群體中個(gè)體之間的信息交換，搜索不依賴于梯度信息。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.模擬退火算法模擬退火算法:由初始解i和控制參數(shù)初值t開始，對當(dāng)前解重復(fù)“產(chǎn)生新解?計(jì)算目標(biāo)函數(shù)差?接受或舍棄”的迭代，并逐步衰減t值，算法終止時(shí)的當(dāng)前解即為所得近似最優(yōu)解。4.群集智能技術(shù)通過對社會(huì)性昆蟲的模擬產(chǎn)生了一系列對于傳統(tǒng)問題的新的解決方法，所謂群集智能，指的是“無智能的主體通過合作表現(xiàn)出智能行為的特性”。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.5.5人工智能的應(yīng)用人工智能正在給各行業(yè)帶來變革與重構(gòu)，一方面，將人工智能技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有的產(chǎn)品中可以創(chuàng)新產(chǎn)品并發(fā)展新的應(yīng)用場景;另一方面，人工智能技術(shù)的發(fā)展正在顛覆傳統(tǒng)行業(yè)人工智能對人工的替代趨勢不可逆轉(zhuǎn)。如何實(shí)現(xiàn)人工智能產(chǎn)業(yè)自身的創(chuàng)新并應(yīng)用到集體場景中，將會(huì)是各行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。相關(guān)案例如下：案例1:利用人工智能技術(shù)輔助診斷新冠肺炎案例2:百度機(jī)器翻譯高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.6虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)指本來沒有的事物和環(huán)境，通過各種技術(shù)虛擬出來，讓你感覺就如同置身于真實(shí)世界中一樣。VR技術(shù)的主要特征是:用戶能夠進(jìn)入到一個(gè)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)生成的交互式的三維虛擬環(huán)境可以與之進(jìn)行交互。通過參與者與仿直環(huán)境的相互作用，并利用人類本身對所接觸中事物的感知和認(rèn)知能力，幫助啟發(fā)參與者的思維，全方位地獲取事物的各種空間信息和邏輯信息。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.6.1虛擬現(xiàn)實(shí)概述VR技術(shù)的發(fā)展大致分為三個(gè)階段:20世紀(jì)50年代到70年代，是VR技術(shù)的探索階；20世紀(jì)80年代初期到80年代中期，是VR技術(shù)系統(tǒng)化、從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱玫碾A段；20世紀(jì)80年代末期到21世紀(jì)初，是VR技術(shù)高速發(fā)展的階段。在應(yīng)用方面，十年來，國內(nèi)外對此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛在軍事、航空航天、科技開發(fā)、商業(yè)、醫(yī)療、教育、娛樂等多個(gè)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。VR系統(tǒng)的目標(biāo)是由計(jì)算機(jī)生成虛擬世界，用戶能與之進(jìn)行視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等全方位交互。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.6.2環(huán)境建模技術(shù)虛擬環(huán)境建模的目的是獲取實(shí)際環(huán)境的三維數(shù)據(jù)，并根據(jù)應(yīng)用的需要，利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。VR系統(tǒng)中環(huán)境的建模技術(shù)主要特點(diǎn)表現(xiàn)在以下3個(gè)方面:虛擬環(huán)境中可以有很多物體；虛擬環(huán)境中有些物體有自己的行為；虛擬環(huán)境中的物體必須有良好的操縱性能。環(huán)境建模一般主要是三維視覺建模。三維視覺建模又可細(xì)分為幾何建模、物理建模、行為建模等。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.6.3實(shí)時(shí)三維圖形繪制技術(shù)實(shí)時(shí)三維圖形繪制技術(shù)指利用計(jì)算機(jī)為用戶提供一個(gè)能從任意視點(diǎn)及方向?qū)崟r(shí)觀察維場景的手段,它要求當(dāng)用戶的視點(diǎn)改變時(shí),圖形顯示速度也必須跟上視點(diǎn)的改變速度,否則就會(huì)產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象。1.基于幾何圖形的實(shí)時(shí)繪制技術(shù)用于降低場景的復(fù)雜度，以提高三維場景的動(dòng)態(tài)顯示速度的常用方法有預(yù)測計(jì)算、脫機(jī)計(jì)算、場景分塊、可見消隱、細(xì)節(jié)層次模型等，其中細(xì)節(jié)層次模型應(yīng)用較為普遍。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.基于圖像的實(shí)時(shí)繪制技術(shù)基于圖像的繪制技術(shù)(lmageBasedRendering，IBR)是采用一些預(yù)先生成的場景畫面對接近于視點(diǎn)或視線方向的畫面進(jìn)行變換、插值與變形，從而快速得到當(dāng)前視點(diǎn)處的場景畫面。目前，基于圖像的繪制技術(shù)主要有以下兩種：全景技術(shù)。圖像的插值及視圖變換技術(shù)。此外，其他的還有基于分層表示及全視函數(shù)等方法。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.6.4三維虛擬聲音顯示技術(shù)三維虛擬聲音定位技術(shù)的主要特征如下：全向三維定位特性三維實(shí)時(shí)跟蹤特性沉浸感與交互性3.6.5虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用案例:虛擬現(xiàn)實(shí)在智慧博物館中的應(yīng)用高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成智能制造裝備與集成INTELLIGENTMANUFACTURINGEQUIPMENTANDINTEGRATION高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.1工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀4.2工業(yè)機(jī)器人技術(shù)4.3工業(yè)機(jī)器人操作4.4工業(yè)機(jī)器人案例應(yīng)用第四章機(jī)器人技術(shù)及智能生產(chǎn)中的應(yīng)用

高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.1工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T12643-90定義工業(yè)機(jī)器人為：一種能自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、多功能、多自由度的操作機(jī)，能搬運(yùn)材料、工件或操持工具，用以完成各種作業(yè)。美國機(jī)器人協(xié)會(huì)(RIA)曾把機(jī)器人定義為一種用于移動(dòng)各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置的，通過可編程序動(dòng)作來執(zhí)行種種任務(wù)的，并具有編程能力的多功能機(jī)械手。日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會(huì)(JIRA)把工業(yè)機(jī)器人定義為一種裝備有記憶裝置和末端執(zhí)行器(endeffector)的，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)并通過自動(dòng)完成各種移動(dòng)來代替人類勞動(dòng)的通用機(jī)器。機(jī)器人的概念：高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.1.1工業(yè)機(jī)器人分類工業(yè)機(jī)器人按照機(jī)械結(jié)構(gòu)方式可以分為串聯(lián)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人兩大類。1.串聯(lián)機(jī)器人串聯(lián)機(jī)器人是一種開式運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)器人，它是由一系列連桿通過轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)或移動(dòng)關(guān)節(jié)串聯(lián)形成的，一個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)會(huì)改變另一個(gè)軸的坐標(biāo)狀態(tài)。2.并聯(lián)機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器人是一種封閉式運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)器人，一般由上下運(yùn)動(dòng)平臺和兩條或者兩條以上運(yùn)動(dòng)支鏈構(gòu)成，一個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)不會(huì)改變另一個(gè)軸的坐標(biāo)狀態(tài)。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1、

串聯(lián)機(jī)器人根據(jù)自由度數(shù)不同，目前市場上串聯(lián)機(jī)器人主要分為6-DOF串聯(lián)機(jī)器人和4-DOF串聯(lián)機(jī)器人。6-DOF串聯(lián)機(jī)器人主要結(jié)構(gòu)形式為6關(guān)節(jié)機(jī)械臂。該機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)末端6個(gè)維度的運(yùn)動(dòng)，分別為：沿X、Y、Z軸的平移和繞X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)。4-DOF串聯(lián)機(jī)器人主要結(jié)構(gòu)形式為SCARA機(jī)器人。該種機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)末端4個(gè)維度的運(yùn)動(dòng)，分別為：沿X、Y、Z軸的平移和繞Z軸的旋轉(zhuǎn)。6-DOF串聯(lián)機(jī)械臂4-DOF串聯(lián)機(jī)械臂圖4-1串聯(lián)機(jī)器人高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2、

并聯(lián)機(jī)器人根據(jù)自由度數(shù)不同，并聯(lián)機(jī)器人同樣可以分為6-DOF串聯(lián)機(jī)器人和4-DOF串聯(lián)機(jī)器人。6-DOF并聯(lián)機(jī)器人主要結(jié)構(gòu)形式如圖所示，可以實(shí)現(xiàn)上運(yùn)動(dòng)平臺6個(gè)維度的運(yùn)動(dòng)，分別為：沿X、Y、Z軸的平移和繞X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)。4-DOF并聯(lián)機(jī)器人主要結(jié)構(gòu)形式為DELTA機(jī)器人，如圖4-2（b）所示?？梢詫?shí)現(xiàn)下運(yùn)動(dòng)平臺4個(gè)維度的運(yùn)動(dòng)，分別為：沿X、Y、Z軸的平移和繞Z軸的6-DOF并聯(lián)機(jī)械臂4-DOF并聯(lián)機(jī)械臂圖4-2并聯(lián)機(jī)器人高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成串聯(lián)和并聯(lián)機(jī)器人的特點(diǎn)：類別串聯(lián)機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器人工作空間大小剛度較高高負(fù)載能力大較大位置精度誤差累計(jì)誤差平均化速度較低較高加速度較低較高慣量大小承載力單桿限制多桿積累運(yùn)動(dòng)學(xué)正解容易困難運(yùn)動(dòng)學(xué)反解困難容易奇異性問題不多較多由于串聯(lián)與并聯(lián)機(jī)器人各自特點(diǎn)的不同，主要應(yīng)用的行業(yè)領(lǐng)域也有所不同。串聯(lián)機(jī)器人由于結(jié)構(gòu)串聯(lián)，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能相互疊加，運(yùn)動(dòng)誤差依次累計(jì)，所以串聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度、加速度及精度較并聯(lián)機(jī)器人都較低。但是串聯(lián)結(jié)構(gòu)會(huì)帶來工作空間大、工作空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)靈活的優(yōu)勢，加上合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，串聯(lián)機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)掛載較重的負(fù)載，所以串聯(lián)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于搬運(yùn)、焊接、噴涂等領(lǐng)域，市場占有率較高。表4-1串聯(lián)機(jī)器人與并聯(lián)機(jī)器人的區(qū)別高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3、

混聯(lián)機(jī)器人隨著技術(shù)的發(fā)展，近代衍生出一種新的機(jī)器人結(jié)構(gòu)，將串聯(lián)型機(jī)器人和并聯(lián)型機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，組成混聯(lián)機(jī)器人?；炻?lián)機(jī)器人在操作空間內(nèi)擁有靈活多角度的操作，又兼具高速高精度的特性，剛度高，承載能力強(qiáng)。右圖為天津大學(xué)研發(fā)的6自由度的混聯(lián)機(jī)器人，主要應(yīng)用于航空航天特種加工領(lǐng)域。圖4-3混聯(lián)機(jī)器人高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.1.2工業(yè)機(jī)器人組成從工作原理角度出發(fā)，工業(yè)機(jī)器人整個(gè)系統(tǒng)主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)由四部分組成。各組成部分相互配合形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，工作原理如圖所示。圖4-4機(jī)器人工作原理圖高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.1.3工業(yè)機(jī)器人技術(shù)指標(biāo)工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)包括：自由度、重復(fù)定位精度、工作范圍、最大工作速度和承載能力等。自由度：自由度是衡量機(jī)器人動(dòng)作靈活性的重要指標(biāo)。工作精度：機(jī)器人的工作精度主要指絕對定位精度和重復(fù)定位精度。它是衡量機(jī)器人工作精細(xì)程度的重要指標(biāo)。工作范圍：工作范圍又稱為工作空間、工作行程，它是衡量機(jī)器人作業(yè)空間能力的重要指標(biāo)。額定負(fù)載：額定負(fù)載是指機(jī)器人在作業(yè)空間內(nèi)所能承受的最大負(fù)載。它是衡量機(jī)器人作業(yè)負(fù)載能力的重要指標(biāo)。最大工作速度：最大工作速度指在各軸聯(lián)動(dòng)情況下，機(jī)器人手腕中心所能達(dá)到的最大線速度。它是衡量機(jī)器人工作效率的重要指標(biāo)。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.2工業(yè)機(jī)器人技術(shù)4.2.1空間描述

1.位置描述圖4-5點(diǎn)相對于坐標(biāo)系的位置矢量

高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.姿態(tài)描述4.2.1空間描述圖4-6目標(biāo)坐標(biāo)系相對于參考坐標(biāo)系的姿態(tài)

描述空間中的點(diǎn)，不僅需要描述該點(diǎn)位置，經(jīng)常還需要描述空間中點(diǎn)的姿態(tài)。為了描述姿態(tài)，通常在該點(diǎn)固定一個(gè)坐標(biāo)系來描述該點(diǎn)的方向指向，并且給出此坐標(biāo)系相對于參考坐標(biāo)系的表達(dá)。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.2.1空間變換1.平移變換平移變換指物體在空間中保持姿態(tài)不變的運(yùn)動(dòng)，則圖可表示為：

圖4-7平移映射高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.2.1空間變換2.旋轉(zhuǎn)變換平移變換指物體在空間中保持位置不變的運(yùn)動(dòng)，則圖可表示為：

圖4-8旋轉(zhuǎn)映射高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.2.1空間變換3.平移+旋轉(zhuǎn)的復(fù)合變換既有平移變換，又有旋轉(zhuǎn)變換，則圖可表示為：

圖4-9一般情況下的矢量變換高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.2.1變換矩陣1.齊次變換矩陣為了可以用矩陣更方便的表示，將復(fù)合變換公式改寫成：

紅色矩陣為4X4矩陣，被稱為齊次變換矩陣，可以描述坐標(biāo)系{B}相對于{A}的位姿變換，即：

高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.2.1變換矩陣2.平移矩陣

沿x軸平移d的距離，記為：沿y軸平移d的距離，記為：沿z軸平移d的距離，記為：高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.2.1變換矩陣3.旋轉(zhuǎn)矩陣

高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.2.2運(yùn)動(dòng)學(xué)1.正運(yùn)動(dòng)學(xué)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)，在給定所有關(guān)節(jié)的角度值和所有連桿幾何參數(shù)下，求解機(jī)器人末端TCP相對于基座的位置和姿態(tài)。D-H參數(shù)方法是建立串聯(lián)型機(jī)器人數(shù)學(xué)模型的一種基本方法。通過規(guī)定連桿間坐標(biāo)系建立的規(guī)則，通過這個(gè)規(guī)則可以實(shí)現(xiàn)連桿坐標(biāo)系之間進(jìn)行有序的變換，進(jìn)而完成整個(gè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。D-H參數(shù)包含四個(gè)參數(shù)：

高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成改進(jìn)型D-H參數(shù)法：改進(jìn)型D-H參數(shù)的約定：

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圖4-10D-H參數(shù)連桿示意圖高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成

高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成對于串聯(lián)型機(jī)械臂可以得到后一個(gè)關(guān)節(jié)相對于前一個(gè)關(guān)節(jié)的位姿變換矩陣，依次相乘，即可得機(jī)器人末端TCP的笛卡爾值與各關(guān)節(jié)值之間的關(guān)系：

高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.2.2運(yùn)動(dòng)學(xué)2.逆運(yùn)動(dòng)學(xué)逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)，在給定機(jī)器人末端TCP相對于基座的位置和姿態(tài)，以及所有連桿的幾何參數(shù)的情況下，求取所有關(guān)節(jié)的位置。一般情況下，對于六自由度串聯(lián)機(jī)器人，可以發(fā)現(xiàn)串聯(lián)機(jī)器人的逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題需要求解非線性方程組。有3個(gè)方程與其齊次變換矩陣中的位置矢量有關(guān)，另外3個(gè)與旋轉(zhuǎn)矩陣有關(guān)。由于旋轉(zhuǎn)矩陣的獨(dú)立性問題，這3個(gè)方程不能來自相同的行或列，導(dǎo)致非線性方程組可能無解或者存在多解。對于一個(gè)存在的解，末端的期望位置和姿態(tài)一定位于機(jī)器人工作空間。對于確實(shí)存在解的情況，這些解常常不能表示為閉式解，所以需要采用數(shù)值方法。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1）閉式解閉式解方法分為代數(shù)法和幾何法。代數(shù)法涉及辨別含有關(guān)節(jié)變量的有效方程，并將其處理成可解的形式。

一種常用的策略是簡化為單變量超越方程，如：

高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1）閉式解另一種特別有用的策略，是簡化為具有如下形式的一對方程：

高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2）數(shù)值解最常用的數(shù)值解方法分為符號消元法、延拓法和迭代法。符號消元法符號消元法涉及從非線性方程系統(tǒng)刪除變量的解析操作，以便將其化簡為含有較少方程的方程組。Raghavan和Roth采用析配消元法，將通用六自由度旋轉(zhuǎn)式串聯(lián)機(jī)器人的逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題化簡為一個(gè)16階多項(xiàng)式，并求取所有可能的解。延拓法延拓法涉及解的路徑跟蹤。延拓法從具有已知解的起始系統(tǒng)開始，隨起始系統(tǒng)到目標(biāo)系統(tǒng)的變換，跟蹤到求解的目標(biāo)系統(tǒng)。這些技術(shù)已用于逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題，其多項(xiàng)式系統(tǒng)的特殊性可用于求取所有可能的解。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2、數(shù)值解迭代法迭代法基于初始猜測，大部分迭代法能夠收斂于一個(gè)單解。因此，初始猜測的質(zhì)量對求解時(shí)間具有很大的影響。Newton-Raphson法提供了一種對原始方程進(jìn)行一階近似的基本方法。優(yōu)化方法將逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題形式化為非線性優(yōu)化問題，并采用搜索技術(shù)從初始猜測移動(dòng)到解。求解運(yùn)動(dòng)率控制將上述問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)微分方程，而且是一種修正的預(yù)測—矯正算法可用于對關(guān)節(jié)速度的積分。高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.3工業(yè)機(jī)器人操作4.3.1機(jī)器人的組成機(jī)器人構(gòu)成主要包括四部分：機(jī)器人本體、機(jī)器人電控柜、示教器以及供電電纜（機(jī)器人本體與機(jī)器人電控柜之間的電纜），如下圖所示。機(jī)器人本體機(jī)器人控制柜示教器供電電纜圖4-11機(jī)器人組成高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.3.2機(jī)器人示教操作示教器由兩部分組成：觸屏顯示界面與按鍵操作界面。詳細(xì)操作請參考書籍手冊。圖4-13觸屏顯示界面圖4-14按鍵操作界面高等學(xué)校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.3.3機(jī)器人坐標(biāo)系機(jī)器人系統(tǒng)通常包括以下幾個(gè)坐標(biāo)系：關(guān)節(jié)坐標(biāo)系A(chǔ)CS、機(jī)器人坐標(biāo)系KCS、世界坐