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商品簡介
名人/編輯推薦
序
目次
商品簡介
本書從機器人自動化集成系統的角度，對所涉及的機器人、PLC、設計模擬、數字孿生、並行協同、網絡通信和自動化集成等方面的理論和技術進行細緻講解，結合NX MCD模擬工具，對典型案例進行總體設計和技術剖析，既充分體現各相關技術的無縫集成，又突出系統技術之間的內在聯繫。
本書面向機器人自動化集成系統設計和模擬領域，以系統集成為核心，體現系統觀點；理論與實踐緊密結合，體現開放性特點；從不同角度進行提煉總結，理論分析、性能模擬、軟件發展、系統測試有機融合，形成一個完整體系。
本書可供機器人技術相關領域的工程技術人員學習使用，也可作為高等院校機器人、自動化、機電一體化、機械製造及相關專業高年級學生或研究生的教材或參考書。
本書面向機器人自動化集成系統設計和模擬領域，以系統集成為核心，體現系統觀點；理論與實踐緊密結合，體現開放性特點；從不同角度進行提煉總結，理論分析、性能模擬、軟件發展、系統測試有機融合，形成一個完整體系。
本書可供機器人技術相關領域的工程技術人員學習使用，也可作為高等院校機器人、自動化、機電一體化、機械製造及相關專業高年級學生或研究生的教材或參考書。
名人/編輯推薦
1.以智能製造為出發點，按照“理論分析+案例設計+模擬工具+信息交互”的編寫思路，在不同程度上滿足高、中、低等讀者用戶學習和研究需求。
2.從技術角度出發，以系統集成為核心，體現系統觀點。書中對於機器人集成技術、數字孿生技術、機電軟協同設計等智能製造領域關鍵技術，展開豐富的介紹。
3.引入模擬軟件NX MCD，從不同角度進行提煉和分類，將理論分析、性能模擬、軟件發展、硬體測試有機融合，形成一個完整體系。
4.提供詳細的應用完全解決方案和典型案例，包括激光熔覆、自動化線和磨削加工領域的機器人自動化集成系統案例設計過程和技術解析。
2.從技術角度出發，以系統集成為核心，體現系統觀點。書中對於機器人集成技術、數字孿生技術、機電軟協同設計等智能製造領域關鍵技術，展開豐富的介紹。
3.引入模擬軟件NX MCD，從不同角度進行提煉和分類，將理論分析、性能模擬、軟件發展、硬體測試有機融合，形成一個完整體系。
4.提供詳細的應用完全解決方案和典型案例，包括激光熔覆、自動化線和磨削加工領域的機器人自動化集成系統案例設計過程和技術解析。
序
“工業4.0”和“中國製造2025”推動製造業向數字化、智能化轉型。數字孿生通過對物理物件進行完全數字化重構，實現物理設備設計、製造、調試和運行維護的全生命週期鏡像可視化，逐漸引起製造業廣泛關注。受人口老齡化影響，勞動力成本不斷上升，製造業產業結構逐漸由勞動密集型向技術密集型轉變，工業機器人已成為製造業轉型的重要樞紐，機器換人是大勢所趨。機器人集成系統以工業機器人為基礎，與PLC、傳感器、執行器、智能型儀器表、智能控制器等設備構建機器人自動化生產系統，是機器人產業鏈最後一個環節。機器人集成系統項目是非標準化的，難以批量複製，不同項目需要根據現場的具體生產要求進行“私人定制”。
機器人自動化集成技術是一門綜合性、多學科交叉的技術，對於從事該領域設計開發的技術人員具有巨大挑戰性。術業有專攻，機電軟協同，工欲善其事，必先利其器。為了給廣大讀者提供一本實用的專業教材和參考書，根據行業需求，結合作者在燕山大學的技術研發積累和廣東利元亨智能裝備股份有限公司的工程應用實踐編著了本書。本書力圖通過深入淺出的語言和典型實用的案例，按照“理論分析+案例設計+模擬工具+信息交互”的編寫思路，形成機器人自動化集成系統整體設計的系統思維和應用基礎，使讀者真正掌握機器人自動化集成技術。
本書共6章，主要包括以下內容：
第1章 機器人集成技術，包括機器人、PLC、通信系統和視覺系統，系統接口和工業通信網絡等內容；
第2章 數字孿生技術，包括建模仿真、數字孿生、虛擬調試、數物交互等內容；
第3章 機電軟協同設計，包括系統模組化、機電軟模組化設計，多學科並行協同設計等內容；
第4章 NX MCD操作基礎，包括NX MCD中的機械、電氣定義，控制序列設置，虛擬模擬運行等基本操作；
第5章 基於數字孿生的自動化集成技術，包括控制、資料集成，系統、工藝、工廠分級模擬，物聯交互等內容；
第6章 工程設計案例，包括激光熔覆、自動化線和磨削加工領域的機器人自動化集成系統案例設計過程和技術解析。
他山之石，可以攻玉。希望本書能起到拋磚引玉的作用，廣大讀者閱讀本書後，要多練習多實踐，知其然知其所以然（Know-how Know-why），最終能夠使用NX MCD軟件快速高效地進行設計開發。
本書由鄭魁敬、姚建濤共同編著完成，鄭魁敬負責統稿。
本書編寫過程中，參考了許多有關文獻，特此向這些作者表示感謝。同時感謝代方園、廉磊、王萌萌、郝任義、郜秀春等研究生的辛勤付出。最後感謝廣東利元亨智能裝備股份有限公司周俊傑副總經理的精誠合作和謝冬梅經理的密切配合。
由於作者水準有限，書中不當之處敬請讀者批評指正。
編著者
2022年2月於燕山大學機械館
機器人自動化集成技術是一門綜合性、多學科交叉的技術，對於從事該領域設計開發的技術人員具有巨大挑戰性。術業有專攻，機電軟協同，工欲善其事，必先利其器。為了給廣大讀者提供一本實用的專業教材和參考書，根據行業需求，結合作者在燕山大學的技術研發積累和廣東利元亨智能裝備股份有限公司的工程應用實踐編著了本書。本書力圖通過深入淺出的語言和典型實用的案例，按照“理論分析+案例設計+模擬工具+信息交互”的編寫思路，形成機器人自動化集成系統整體設計的系統思維和應用基礎，使讀者真正掌握機器人自動化集成技術。
本書共6章，主要包括以下內容：
第1章 機器人集成技術，包括機器人、PLC、通信系統和視覺系統，系統接口和工業通信網絡等內容；
第2章 數字孿生技術，包括建模仿真、數字孿生、虛擬調試、數物交互等內容；
第3章 機電軟協同設計，包括系統模組化、機電軟模組化設計，多學科並行協同設計等內容；
第4章 NX MCD操作基礎，包括NX MCD中的機械、電氣定義，控制序列設置，虛擬模擬運行等基本操作；
第5章 基於數字孿生的自動化集成技術，包括控制、資料集成，系統、工藝、工廠分級模擬，物聯交互等內容；
第6章 工程設計案例，包括激光熔覆、自動化線和磨削加工領域的機器人自動化集成系統案例設計過程和技術解析。
他山之石，可以攻玉。希望本書能起到拋磚引玉的作用，廣大讀者閱讀本書後，要多練習多實踐，知其然知其所以然（Know-how Know-why），最終能夠使用NX MCD軟件快速高效地進行設計開發。
本書由鄭魁敬、姚建濤共同編著完成，鄭魁敬負責統稿。
本書編寫過程中，參考了許多有關文獻，特此向這些作者表示感謝。同時感謝代方園、廉磊、王萌萌、郝任義、郜秀春等研究生的辛勤付出。最後感謝廣東利元亨智能裝備股份有限公司周俊傑副總經理的精誠合作和謝冬梅經理的密切配合。
由於作者水準有限，書中不當之處敬請讀者批評指正。
編著者
2022年2月於燕山大學機械館
目次
第1章 機器人集成技術 001
1.1 機器人技術 001
1.1.1 機器人發展概述 001
1.1.2 機器人基本組成 003
1.1.3 機器人常見類型 007
1.2 系統集成 013
1.2.1 控制系統 013
1.2.2 通信系統 019
1.2.3 視覺系統 023
1.3 接口技術 029
1.3.1 系統接口 029
1.3.2 工業通信網絡 031
1.3.3 OPC技術 034
第2章 數字孿生技術 039
2.1 模擬技術 039
2.1.1 建模仿真 040
2.1.2 設計與模擬融合 043
2.1.3 聯合模擬 046
2.2 數字孿生 049
2.2.1 概述 050
2.2.2 智能製造數字孿生 052
2.2.3 裝備行業數字孿生 059
2.3 虛擬調試 063
2.3.1 概述 064
2.3.2 軟件/硬體在環 069
2.3.3 數物交互 073
第3章 機電軟協同設計 077
3.1 系統模組化 077
3.1.1 模組化設計思想 077
3.1.2 系統功能設計 079
3.1.3 系統模組設計 080
3.2 功能模組化 081
3.2.1 機械模組化 082
3.2.2 電氣模組化 084
3.2.3 軟件模組化 085
3.3 並行協同 087
3.3.1 系統化設計 087
3.3.2 並行設計 089
3.3.3 協同設計 092
第4章 NX MCD操作基礎 097
4.1 NX MCD概述 097
4.1.1 基本特點 097
4.1.2 主要功能 098
4.1.3 實現步驟 100
4.2 NX MCD基本操作 101
4.2.1 機械模型 101
4.2.2 電氣模型 112
4.2.3 模擬控制 123
4.3 操作演示 136
4.3.1 模型定義 137
4.3.2 模擬設置 149
4.3.3 虛擬運行 156
第5章 基於數字孿生的自動化集成技術 158
5.1 多元集成 158
5.1.1 工業自動化系統 158
5.1.2 控制集成 161
5.1.3 資料集成 164
5.2 分級設計 166
5.2.1 製造系統數字孿生 166
5.2.2 製造工藝過程模擬 169
5.2.3 製造工廠系統模擬 176
5.3 物聯交互 184
5.3.1 機器互聯 184
5.3.2 IT與OT融合 187
5.3.3 工業物聯網 195
第6章 工程設計案例 200
6.1 機器人激光熔覆系統（NX MCD） 200
6.1.1 系統構成 201
6.1.2 虛擬調試 206
6.1.3 系統測試 220
6.2 機器人自動化線集成系統（Demo3D） 223
6.2.1 系統構成 223
6.2.2 虛擬調試 230
6.2.3 系統測試 239
6.3 機器人磨削加工集成系統（NX MCD） 245
6.3.1 系統構成 245
6.3.2 虛擬調試 248
6.3.3 系統測試 264
參考文獻 268
1.1 機器人技術 001
1.1.1 機器人發展概述 001
1.1.2 機器人基本組成 003
1.1.3 機器人常見類型 007
1.2 系統集成 013
1.2.1 控制系統 013
1.2.2 通信系統 019
1.2.3 視覺系統 023
1.3 接口技術 029
1.3.1 系統接口 029
1.3.2 工業通信網絡 031
1.3.3 OPC技術 034
第2章 數字孿生技術 039
2.1 模擬技術 039
2.1.1 建模仿真 040
2.1.2 設計與模擬融合 043
2.1.3 聯合模擬 046
2.2 數字孿生 049
2.2.1 概述 050
2.2.2 智能製造數字孿生 052
2.2.3 裝備行業數字孿生 059
2.3 虛擬調試 063
2.3.1 概述 064
2.3.2 軟件/硬體在環 069
2.3.3 數物交互 073
第3章 機電軟協同設計 077
3.1 系統模組化 077
3.1.1 模組化設計思想 077
3.1.2 系統功能設計 079
3.1.3 系統模組設計 080
3.2 功能模組化 081
3.2.1 機械模組化 082
3.2.2 電氣模組化 084
3.2.3 軟件模組化 085
3.3 並行協同 087
3.3.1 系統化設計 087
3.3.2 並行設計 089
3.3.3 協同設計 092
第4章 NX MCD操作基礎 097
4.1 NX MCD概述 097
4.1.1 基本特點 097
4.1.2 主要功能 098
4.1.3 實現步驟 100
4.2 NX MCD基本操作 101
4.2.1 機械模型 101
4.2.2 電氣模型 112
4.2.3 模擬控制 123
4.3 操作演示 136
4.3.1 模型定義 137
4.3.2 模擬設置 149
4.3.3 虛擬運行 156
第5章 基於數字孿生的自動化集成技術 158
5.1 多元集成 158
5.1.1 工業自動化系統 158
5.1.2 控制集成 161
5.1.3 資料集成 164
5.2 分級設計 166
5.2.1 製造系統數字孿生 166
5.2.2 製造工藝過程模擬 169
5.2.3 製造工廠系統模擬 176
5.3 物聯交互 184
5.3.1 機器互聯 184
5.3.2 IT與OT融合 187
5.3.3 工業物聯網 195
第6章 工程設計案例 200
6.1 機器人激光熔覆系統（NX MCD） 200
6.1.1 系統構成 201
6.1.2 虛擬調試 206
6.1.3 系統測試 220
6.2 機器人自動化線集成系統（Demo3D） 223
6.2.1 系統構成 223
6.2.2 虛擬調試 230
6.2.3 系統測試 239
6.3 機器人磨削加工集成系統（NX MCD） 245
6.3.1 系統構成 245
6.3.2 虛擬調試 248
6.3.3 系統測試 264
參考文獻 268
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