Machine Vision Applications in Industrial Inspection VII pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Tobin, Kenneth W. (EDT)/ Chang, Ning-San (EDT)/ IS & T--the Society for Imaging Science and Technolo

出品人:

页数:262

译者:

出版时间:

价格:80

装帧:Pap

isbn号码:9780819431233

丛书系列:

图书标签:

• Machine Vision
• Industrial Inspection
• Quality Control
• Computer Vision
• Image Processing
• Automation
• Manufacturing
• Defect Detection
• Non-destructive Testing
• Optical Inspection

好的，以下是根据您的要求撰写的一份图书简介，旨在详细介绍一本与《Machine Vision Applications in Industrial Inspection VII》主题不同的图书内容。 --- 工业机器人系统设计与优化：面向智能制造的集成化方法 图书简介 本书深入探讨了现代工业机器人系统的设计、集成、编程与优化，特别聚焦于如何构建高效、灵活且智能化的自动化生产线。随着工业4.0浪潮的深入，机器人不再仅仅是执行重复性任务的工具，而是成为连接物理世界与数字世界的关键节点。本书旨在为从事自动化工程、机器人系统集成以及智能制造研发的技术人员和研究人员提供一套全面且实用的理论框架和工程实践指导。 全书内容涵盖了从机器人运动学基础到复杂多机器人协同工作站的构建，系统地梳理了实现高精度、高可靠性工业自动化的核心技术要素。我们摒弃了对特定品牌设备的局限性描述，转而强调通用的工程原理、算法设计与系统集成策略。 第一部分：机器人系统基础与动力学建模 本部分奠定了理解和设计工业机器人的数学基础。我们从最基本的机械结构出发，详细解析了串联和并联机器人的运动学——包括正运动学、逆运动学、雅可比矩阵的推导及其在速度和奇异性分析中的应用。重点讲解了关节空间、工作空间以及机器人操作空间的概念，为后续的轨迹规划打下坚实基础。 在动力学方面，本书采用了拉格朗日和牛顿-欧拉方法，建立了机器人的动力学模型，讨论了惯性、科里奥利力和重力对控制性能的影响。这一部分对于理解机器人在高速运动下的行为至关重要，并为设计精确的力控制和阻抗控制策略提供了依据。此外，我们还引入了现代机器人控制理论，如基于模型的控制器设计，包括PID控制、前馈控制以及更先进的鲁棒控制和自适应控制技术，确保机器人在面对外部干扰和参数不确定性时仍能保持优异的性能。 第二部分：传感器融合与环境感知 现代工业机器人必须具备与环境交互的能力。本部分聚焦于非视觉类传感器在机器人应用中的集成与数据处理。内容涵盖了激光雷达 (LiDAR) 的原理、点云数据处理技术，以及其在三维环境重建和避障导航中的应用。我们详细探讨了力/力矩传感器的标定、数据滤波以及如何利用这些信息实现高精度的力控装配、打磨和抛光操作。 此外，超声波传感器、接近传感器和编码器等传统传感器的应用场景、误差分析与数据融合技术被深入讨论。本书强调了卡尔曼滤波及其扩展形式在多传感器数据融合中的应用，以获取环境状态的可靠估计，这是实现机器人自主决策和安全交互的前提。对于数据的实时性要求，我们分析了不同的通信协议和数据传输架构，确保感知信息能够及时反馈给控制系统。 第三部分：任务规划与离线编程 工业机器人任务的复杂性要求高效的规划算法。本部分侧重于轨迹规划，包括点到点规划、曲线插补（如三次样条和平滑过渡）以及避免碰撞的路径搜索算法。我们深入探讨了A、RRT (Rapidly-exploring Random Tree) 等经典路径规划算法在复杂三维工作空间中的改进与应用，特别关注如何将动态约束（如最大加速度和角速度）集成到规划过程中，生成符合机器人运动学和动力学限制的平滑轨迹。 在编程方面，本书详细介绍了离线编程 (OLP) 的方法论和主流工具链。讨论了如何从CAD模型中自动生成机器人程序，并通过仿真环境验证程序的正确性和碰撞安全性。我们还探讨了如何利用机器人描述语言 (RDL) 或其他高级编程框架，实现任务逻辑的模块化和可重用性，从而大幅缩短现场调试时间。 第四部分：多机器人协同与系统集成 在高度自动化的车间中，单台机器人往往无法满足生产节拍要求，因此多机器人协同系统成为必然趋势。本部分详细介绍了分布式与集中式控制架构的优劣对比。核心内容包括： 1. 任务分配策略： 探讨了基于拍卖机制、市场机制和基于约束的优化方法，用于高效地将生产任务分配给不同的机器人单元。 2. 时间与空间同步： 深入讲解了如何通过精确的时间同步和共享状态空间，实现机器人间的精确时序配合，例如在大型工件的协同搬运或装配中的应用。 3. 冲突检测与避免： 描述了用于预测和解决多机器人路径交叉冲突的实时算法，保障系统运行的流畅性和安全性。 此外，系统集成部分聚焦于人机协作（HRC） 的安全标准和工程实现。我们分析了安全区域划分、力矩限制以及基于意图预测的人机交互模式，确保机器人系统能够在共享工作空间中安全、高效地与人类操作员共存。 第五部分：面向智能制造的优化与诊断 本书的最后一部分将视野拓展到整个制造系统的优化层面。内容涉及系统级性能评估指标的建立，如OEE（设备综合效率）、节拍时间敏感度分析等。我们引入了数字孪生 (Digital Twin) 的概念，展示了如何利用仿真模型对现有或规划中的机器人工作站进行虚拟调试、性能瓶颈分析和“假设-验证”场景的快速迭代。 在维护诊断方面，本书讨论了基于状态的监测技术。通过分析电机电流、关节负载和控制误差的历史数据，运用统计过程控制 (SPC) 和机器学习方法，提前预测潜在的机械故障，实现从被动维修到主动维护的转变，最大化设备正常运行时间。 目标读者： 本书适合于自动化工程硕士及博士研究生、从事机器人集成与调试的工程师、工厂自动化规划师，以及希望深入理解工业机器人系统底层逻辑和先进控制策略的工业界专业人士。阅读本书需要具备线性代数、基础控制理论和编程语言（如C++或Python）的使用经验。本书提供丰富的工程案例分析，旨在帮助读者将理论知识转化为实际的生产力。

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