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| 內容簡介： |
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本书介绍了基于西门子Tecnomatix的工业机器人生产工艺数字孪生建模与仿真技术，以零件、资源、操作和产品制造特征等基本工艺对象为主线进行讲解，主要内容包括：①软件功能组件（PDPS）与Oracle数据库、 eMS数据库所构成的产品制造工艺解决方案的整体架构；②设备机构的运动学建模、工具定义、坐标系与运动姿态设置等技术；③各类操作的创建、机构功能的设计、机构逻辑块、逻辑信号、内外部参数等的添加、编辑、控制与查看技术；④基于Process Simulate的虚拟调试技术；⑤产品制造特征的构建与使用机器人、焊枪等资源设备生成相应的制造加工操作轨迹等技术，以及工艺设计过程中PDPS软件的综合运用技术。此外，本书还介绍了基于Jack人体模型的人因工程建模技术。本书可作为高职高专和职业本科院校智能控制技术、智能制造工程技术、工业机器人技术、机电一体化技术和电气自动化技术等相关专业的教材或教学参考用书，也可供相关工程技术人员参考阅读。本书为新形态一体化教材，扫描二维码即可观看教学视频。本书配有电子课件，凡使用本书作为教材的教师可登录机械工业出版社教育服务网www.cmpedu.com注册后下载，咨询电话：010-88379375。
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目录CONTENTS前言二维码索引绪论·1项目1 加载与创建eMS基本对象·211.1 相关知识 22 1.1.1 清理eMS数据 22 1.1.2 窗口布局与管理241.2 项目实施 31 1.2.1 项目描述31 1.2.2 项目实施步骤概述·31 1.2.3 数据的加载与创建·33 1.2.4 创建Process Simulate研究591.3 知识拓展 62 1.3.1 项目评估与评审技术 PERT图62 1.3.2 工时测量方法65 1.3.3 签入与签出66 1.3.4 PD项目的导出与导入66 1.3.5 PS项目文件的保存与打开·701.4 小结·73项目2 机器人焊枪与夹具设备资源建模752.1 相关知识 76 2.1.1 Process Simulate软件介绍76 2.1.2 Process Simulate软件视窗操作 ·77 2.1.3 坐标系的创建与操控·812.2 项目实施 87 2.2.1 C形焊枪机构建模 87 2.2.2 X形焊枪机构建模102 2.2.3 机器人夹爪机构建模· 1142.3 知识拓展 125 2.3.1 复合设备简介125 2.3.2 创建复合设备1252.4 小结·128项目3 机器人本体及附加设备资源建模· 1313.1 相关知识 132 3.1.1 PS中的机器人概念·132 3.1.2 PS中的机器人运动学·1323.2 项目实施 134 3.2.1 机器人本体机构设计·134 3.2.2 机器人焊接回转台机构设计1453.3 知识拓展 151 3.3.1 安装机器人焊枪·151 3.3.2 安装机器人导轨·154 3.3.3 安装回转台1583.4 小结·162项目4 流水线常用设备操作建模 1634.1 相关知识164 4.1.1 “操作”简介164 4.1.2 创建设备逻辑块·1654.2 项目实施 171 4.2.1 传输带机构的操作设计 ·171 4.2.2 AGV小车机构的操作设计1784.3 知识拓展 197 4.3.1 CEE模式下的仿真·197 4.3.2 多零件外观198 4.3.3 机运线机构1984.4 小结·209项目5 高架仓库智能元件操作建模 2115.1 相关知识 2125.2 项目实施 213 5.2.1 项目描述213 5.2.2 项目准备213 5.2.3 码垛机运动学编辑·215 5.2.4 抓握机构的编辑·221 5.2.5 CEE模式下的运行仿真·2265.3 知识拓展 247 5.3.1 逻辑块中的信号与参数 ·247 5.3.2 复合设备 LB块信号连接 253 5.3.3 接近传感器与光电传感器 ·257 5.3.4 逻辑块功能函数·2635.4 小结·264项目6 机器人系统仿真与虚拟调试 · 2656.1 相关知识 266 6.1.1 虚拟调试概念266 6.1.2 虚拟调试技术特点·2676.2 项目实施 268 6.2.1 机器人工作站系统 CEE模式仿真268 6.2.2 机器人工作站系统虚拟调试3066.3 知识拓展 323 6.3.1 机器人离线编程命令概述 ·323 6.3.2 机器人标准命令·324 6.3.3 机器人条件命令·3276.4 小结·329项目7 机器人连续制造特征加工工艺建模 3317.1 相关知识 332 7.1.1 连续制造特征与电弧焊基础 ·332 7.1.2 连续制造特征的创建与查看 ·3337.2 项目实施 334 7.2.1 创建机器人电弧焊工艺 ·334 7.2.2 机器人电弧焊中变位机的使用 ·3487.3 知识拓展 360 7.3.1 焊炬设置360 7.3.2 投影连续制造特征·360 7.3.3 可达位置测试362 7.3.4 自动接近角与位置饼图 ·365 7.3.5 修改连续制造特征·368 7.3.6 工具中心点 TCP跟踪3707.4 小结·371项目8 制造特征 NC表达与机器人加工工艺建模· 3738.1 相关知识 3738.2 项目实施 374 8.2.1 创建制造特征 NC代码文件374 8.2.2 机器人外部 TCP抛光工艺操作381 8.2.3 机器人内部 TCP去毛刺工艺操作3928.3 知识拓展 401 8.3.1 生成三维布局图·401 8.3.2 生成动画图4048.4 小结 ·405项目9 工业机器人点焊工艺建模 4079.1 相关知识 408 9.1.1 点焊简介408 9.1.2 PS中的点焊操作4099.2 项目实施 410 9.2.1 Process Designer数据操作 410 9.2.2 Process Simulate仿真操作·4399.3 知识拓展 446 9.3.1 干涉检测446 9.3.2 焊点的切面448 9.3.3 焊接分布中心450 9.3.4 焊枪云与焊接质量报告 ·4539.4 小结 ·455项目10 机器人工作站人因工程操作建模 45710.1 相关知识 457 10.1.1 人体模型457 10.1.2 人体模型的参数·46010.2 项目实施 461 10.2.1 项目描述461 10.2.2 创建项目与环境布局·462 10.2.3 创建人体操作464 10.2.4 创建物料传送操作·467 10.2.5 创建自动抓放操作与搬运路径468 10.2.6 创建放置操作与人体返回路径472 10.2.7 创建机器人拾放操作·475 10.2.8 仿真运行47810.3 知识拓展 479 10.3.1 人体抓放设置479 10.3.2 行走操作命令拓展·481 10.3.3 高度过渡命令483 10.3.4 视觉窗口、视线包络与抓取包络48410.4 小结 485参考文献 486
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近几年，以西门子数字孪生（Digital Twin）技术为代表的“数据驱动”生产模式已经破土而出。在工厂生产全流程要素的相关业务中，工艺是生产的灵魂，处于基础与先导地位，故在数字化时代的大背景下，需要加强的就是生产工艺的数字化。工艺数字化需要从现有工艺开始，实行工艺标准化，推广工艺精益化，研究工艺稳健化。在此过程中，数字孪生的作用就是在虚拟数字空间中模拟现实中的环境与状态，进而对工艺、流程及规划等进行验证、反馈和完善，无论细节的加工还是宏观的规划布局，都需要在虚拟数字环境中进行验证测试，以显著提高工作效率和工艺方案的成熟度，节省大量的时间与资源。对以工业机器人为代表的智能制造而言，机器人制造工艺数字化建模就是不同行业背景下机器人应用所需要研究和解决的核心问题。西门子工业软件包 Tecnomatix为设计机器人工艺提供了一种可行的建模工具。其基础是开放式产品生命周期管理 PLM技术。Tecnomatix包含了工艺布局和设计、工艺模拟和验证、产品制造与执行等整个流程，是西门子全面数字制造解决方案的组合。它连接了制造工艺与产品工程的数据，实现了产品的加工与创新，有力地支持了机器人工艺建模的实施，无疑是数字化时代背景下工业机器人应用人员需要掌握的一门关键技术。本书是对前期教学与科研工作中有关数字孪生技术的总结，由孟庆波担任主编，靳国辉协助筹划了全书内容的架构，金文兵、王昌勇帮助整理与开发相关素材，黄恺协助完成书稿的审阅与完善。在本书的编写过程中，得到了杭州凯优科技有限公司、西门子（中国）有限公司（上海）、南京旭上数控技术有限公司、北京迪吉透科技有限公司等企业的支持与帮助，浙江机电职业技术学院“工业机器人协会”程文锋、吕俊、应国兴、孟磊、王侯蒙、张丽蝶、孟凡慧和大唐智联创新中心全华正等协助对课程项目素材进行了认真的整合，在此一并衷心地表示感谢！感谢我们所处的伟大时代，感谢相关企业的培训与帮助，感谢致力于数字孪生技术推广的西门子官方网站、西门子智能制造创新中心、匠心教育等教育网络机构，你们点燃的星星之火，必能助力我国数字工业发展成燎原之势。由于编者水平有限，书中不妥甚至错误之处在所难免，敬请广大读者批评指正。编 者
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