本書圍繞優選技術——智能裝備繫統展開，主要介紹智能裝備概念和發展趨勢、智能裝備機械本體的設計方法和數字化設計、智能裝備驅動繫統的設計和智能驅動繫統、智能裝備的感知繫統和智能傳感技術、智能裝備控制繫統的設計和實現、智能物聯網繫統的概念和應用等，並以作者所在課題組研發的自動塗膠機為例，介紹了中空玻璃成型工藝和高性能運動控制裝備繫統的設計和開發過程。全書內容豐富，材料翔實，技術優選，可供裝備設計和控制繫統研發人員使用，也可供高等院校相關專業師生閱讀參考。

●第1章智能制造裝備概述1
1.1智能制造裝備的概念、組成及特點2
1.1.1智能制造裝備的概念2
1.1.2智能制造裝備的組成6
1.1.3智能制造裝備的特點及關鍵技術7
1.1.4智能裝備應用領域11
1.2智能制造裝備的發展概況16
1.2.1數控機床發展現狀17
1.2.2工業機器人發展現狀19
1.2.3未來的智能制造裝備發展21
1.3智能制造裝備研發內容22
1.3.1智能機床與基礎制造裝備22
1.3.2工業機器人23
1.3.3增材制造26
1.4智能制造裝備的發展趨勢29
1.4.1智能機床裝備29
1.4.2智能工程機械32
1.4.3智能動力裝備32
1.4.4智能機器人33
1.4.5智能終端產品33
1.5本章小結33

第2章智能制造裝備機械本體設計34
2.1機械設計的基本要求34
2.2智能制造裝備機械本體整體設計37
2.2.1機械結構設計的任務37
2.2.2機械結構設計的特點37
2.2.3機械結構件的結構要素和設計方法38
2.3智能制造裝備本體設計的主要內容39
2.3.1功能原理設計39
2.3.2方案評價與篩選42
2.3.3機械結構設計的基本要求44
2.3.4機械結構基本設計準則45
2.3.5機械結構設計步驟52
2.4智能制造裝備進給傳動繫統設計53
2.4.1智能制造裝備進給傳動繫統的功能要求53
2.4.2智能制造裝備進給傳動繫統的組成54
2.4.3智能制造裝備傳動繫統的分析及計算55
2.4.4智能制造裝備傳動繫統結構的設計57
2.4.5滾動導軌副的設計57
2.4.6滾珠絲杠的設計60
2.5智能制造裝備支承繫統設計66
2.5.1設計支承繫統需注意的問題66
2.5.2支承件的設計67
2.5.3旋轉支承部件設計72
2.5.4移動支承部件結構方案設計81
2.6智能制造裝備執行繫統設計87
2.7智能制造裝備本體動態設計99
2.7.1動態設計的原則99
2.7.2機體動態設計的步驟99
2.7.3智能制造裝備本體動態性能分析100
2.8智能制造裝備本體優化設計103
2.8.1本體設計的主要內容103
2.8.2結構模塊的優化設計103
2.8.3繫統模塊的優化設計104
2.8.4產品特征的優化設計104
2.8.5機械結構優化方法106
2.9智能制造裝備數字化設計106
2.9.1數字化設計的現狀107
2.9.2數字化設計的發展109
2.9.3數字化設計制造的主要方法和常用文件交換類型110
2.9.4數字化設計制造的未來趨勢115
2.9.5智能制造裝備數字化設計117
2.9.6綠色設計118
2.10本章小結119

第3章智能制造裝備驅動繫統設計120
3.1驅動機構的分類和特性120
3.1.1驅動機構的分類120
3.1.2驅動機構的技術特性122
3.2電機驅動繫統124
3.2.1電機驅動繫統概述124
3.2.2步進電機的選擇137
3.2.3伺服電機的選擇原則137
3.2.4伺服電機選擇注意的問題139
3.2.5根據負載轉矩選擇伺服電機140
3.2.6根據負載慣量選擇伺服電機141
3.2.7根據電機加減速時的轉矩選擇伺服電機142
3.2.8根據電機轉矩均方根值選擇伺服電機143
3.2.9伺服電機選擇的步驟、方法、公式144
3.3液壓驅動繫統145
3.3.1概述146
3.3.2液壓繫統的形式149
3.3.3液壓繫統性能評價157
3.3.4液壓動力繫統158
3.3.5液壓繫統設計162
3.4氣壓傳動繫統設計165
3.5驅動機構的發展方向170
3.6本章小結173

第4章智能制造裝備感知繫統設計174
4.1傳感器的概念174
4.1.1傳感器的概念和組成174
4.1.2傳感器的特性175
4.1.3智能傳感器的特點和作用179
4.1.4傳感器的分類180
4.1.5微機電繫統（MEMS）傳感器182
4.1.6傳感器的發展188
4.2智能制造裝備傳感器189
4.2.1概述189
4.2.2智能制造裝備傳感器的作用190
4.2.3智能制造裝備傳感器的分類191
4.2.4無線傳感器網絡192
4.2.5模糊傳感器194
4.3智能制造裝備傳感器的選擇195
4.4智能制造裝備感知繫統設計198
4.4.1感知繫統定制開發198
4.4.2感知繫統定制開發方式及案例203
4.5工業機器人的傳感器207
4.5.1工業機器人的感覺繫統207
4.5.2工業機器人內部傳感器208
4.5.3工業機器人外部傳感器209
4.6智能制造裝備傳感器的發展趨勢211
4.7本章小結213

第5章智能制造裝備控制繫統設計214
5.1智能控制概述214
5.2智能制造裝備的控制繫統分類217
5.2.1分級遞階控制繫統217
5.2.2模糊控制繫統219
5.2.3神經網絡控制繫統220
5.2.4專家控制繫統221
5.2.5仿人智能控制222
5.2.6集成智能控制繫統223
5.3智能制造裝備控制繫統的硬件平臺設計227
5.3.1概述227
5.3.2常見控制繫統硬件229
5.3.3機器人控制繫統229
5.4智能制造裝備控制繫統的軟件設計232
5.4.1概述232
5.4.2智能控制繫統常用的軟件設計方法234
5.5現代工業裝備自動控制技術235
5.5.1概述235
5.5.2可編程邏輯控制器236
5.5.3DCS控制繫統244
5.5.4現場總線250
5.5.5PC數控260
5.5.6優選控制技術方法263
5.6PLC控制繫統設計264
5.6.1PLC控制繫統的硬件設計265
5.6.2PLC控制繫統的軟件設計269
5.6.3PLC繫統的抗干擾設計284
5.6.4PLC繫統的調試285
5.7電氣控制繫統設計286
5.7.1概述286
5.7.2常用的控制線路的基本回路287
5.7.3常用保護環節288
5.7.4故障維修289
5.8本章小結290

第6章智能物聯網機電裝備繫統的設計291
6.1物聯網概述292
6.1.1物聯網的主要功能294
6.1.2物聯網的關鍵技術295
6.1.3物聯網的應用297
6.2物聯網架構308
6.3物聯網的終端310
6.3.1物聯網終端的概念310
6.3.2物聯網終端的基本原理及作用310
6.3.3物聯網終端的分類310
6.3.4物聯網終端的標準化313
6.4物聯網技術在裝備中的應用313
6.5機電裝備物聯網設計316
6.5.1概述316
6.5.2物聯網平臺架構設計過程316
6.6本章小結319

第7章具有復雜工藝與高性能運動要求的工業裝備繫統320
7.1案例一中空玻璃全自動塗膠機開發320
7.1.1中空玻璃全自動塗膠機機械本體設計321
7.1.2中空玻璃全自動塗膠機驅動繫統設計323
7.1.3中空玻璃全自動塗膠機控制繫統324
7.1.4中空玻璃全自動塗膠機下位控制338
7.2案例二全自動立式玻璃磨邊機開發343
7.2.1全自動立式玻璃磨邊機機械本體設計343
7.2.2全自動立式玻璃磨邊機控制繫統設計348

附錄2015年全國智能制造試點示範典型經驗349
附錄一：2015年全國智能制造試點示範典型經驗（一）——九江石化建設智能工廠，培育核心優勢349
附錄二：2015年全國智能制造試點示範典型經驗（二）——濰柴以智能制造推動企業快速發展351
附錄三：2015年全國智能制造試點示範典型經驗（三）——海爾智能制造創新實踐352
附錄四：2015年全國智能制造試點示範典型經驗（四）——長虹以大規模個性化定制驅動產業智能轉型354
附錄五：2015年全國智能制造試點示範典型經驗（五）——和利時用智能控制繫統助力制造業轉型升級355

參考文獻358

本書圍繞智能制造裝備繫統展開，內容涵蓋智能制造裝備基礎知識，智能制造裝備機械本體的設計方法和數字化設計，智能制造裝備驅動繫統的設計和智能驅動繫統，智能制造裝備感知繫統的設計和智能傳感技術的發展趨勢，智能制造裝備控制繫統的設計和實現，智能物聯網繫統的概念和應用，最後以作者所在課題組研發的自動塗膠機為例，介紹了中空玻璃成型工藝和高性能運動控制裝備繫統的設計和開發過程。 全書內容豐富，材料翔實，可供裝備設計和控制繫統研發人員使用，也可供高等院校相關專業師生閱讀參考。

徐明剛 等 著