本书是结合大中专院校现有的实训模式和实训环节，综合现代智能制造、先进制造、工业机器人、数控设备、数字孪生等技术，为构建新型智能制造综合实训教学而编写的。本书内容注重理论结合实践、聚焦行业热点和技术发展趋势等。本书在所需的基本理论和实践基础上，引入了实训环节，具备大中专院校实训教学的实用性。全书共6章，主要包括智能制造实训概论、3D打印应用实训、虚拟数控加工实训、工业机器人实训、数字孪生技术实训和柔性制造系统基本功能单元操作实训等。每章均附有与实训内容相关的思考题，供学生练习与思考。本书可作为机械设计制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论和智能制造工程等专业的智能制造实训教材或参考书。

张成雷，男（1985.04- ），山东兰陵县人。现任临沂大学机械与车辆工程学院机械工程系副教授、博士后。2018年6月于武汉理工大学机电工程学院获工学博士学位，2018年7月至今，在临沂大学机械与车辆工程学院任职，2020年3月进入山东理工大学电气工程博士后工作站。已在Int J Adv Manuf Technol、IEEE Access、Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing、Soft Computing、计算机集成制造系统CIMS等10余种国内外学术期刊发表学术论文20余篇，其中SCI检索12篇，EI检索6篇，ISTP检索2篇。主持或参与国家级、省部级、市厅级等课题9项。先后主讲过“智能检测与控制”“机械工程测试与信号处理”“现代智能制造技术”“智能制造实训”“机械设计基础”“机械设计课程设计”等课程。先后获中国物流与采购科技进步奖2项、中国商业联合会科技进步奖2项和中国商业联合会服务业科技创新奖2项，市级科技进步奖等多项。

目 录
第1章 智能制造实训概论 1
1.1 智能制造的时代背景 1
1.1.1 制造业的发展历程 2
1.1.2 智能制造的产生背景 3
1.2 智能制造概述 4
1.2.1 智能制造的概念 4
1.2.2 智能制造标准化参考模型 5
1.2.3 智能制造标准体系框架 7
1.3 智能制造技术特征 8
1.3.1 工业机器人 8
1.3.2 物联网 11
1.3.3 工业大数据 13
1.3.4 增材制造技术 15
1.3.5 人工智能 21
1.3.6 智能产品 25
1.4 智能制造的相关产业与产业链 28
1.5 中国智能制造发展之路 31
1.5.1 现状与形势 31
1.5.2 技术创新 31
1.5.3 体制改革 32
1.5.4 各省份对智能制造行业发展的推进 32
1.5.5 智能制造技术的前景 34
思考题 35
第2章 3D打印应用实训 36
2.1 3D打印概述 36
2.1.1 3D打印的原理 36
2.1.2 3D打印的特点与分类 38
2.1.3 3D打印机及其成型原理 39
2.2 3D打印工艺与前处理 42
2.2.1 3D打印工艺特点与工艺选择 42
2.2.2 模型构建与格式设置 46
2.2.3 切片软件 49
2.3 3D打印实训 52
2.3.1 三维扫描与逆向设计 52
2.3.2 三维建模与切片处理 58
2.3.3 路径规划与三维支撑结构的添加技巧 64
2.4 3D打印机操作和后处理 69
2.4.1 3D打印机操作 69
2.4.2 3D打印模型 73
2.4.3 3D打印的后处理 79
思考题 79
第3章 虚拟数控加工实训 80
3.1 数控加工技术概述 80
3.1.1 数控加工 80
3.1.2 数控机床 81
3.1.3 数控加工中心 83
3.1.4 XH715D数控机床虚拟仿真平台 83
3.2 数控加工工艺设计 97
3.2.1 数控加工过程 97
3.2.2 工件工艺 98
3.3 数控程序与编程技术 99
3.3.1 数控程序编程原则 99
3.3.2 数控程序 99
3.4 数控车床加工编程实例 102
3.4.1 虚拟仿真数控系统操作 102
3.4.2 外径加工编程实例 109
3.4.3 孔加工编程实例 110
思考题 111
第4章 工业机器人实训 112
4.1 工业机器人实训平台概述 112
4.1.1 工业机器人的发展历程 112
4.1.2 工业机器人在现代制造业中的作用 114
4.1.3 工业机器人实训的意义与目的 115
4.1.4 工业机器人仿真实训平台性能参数 116
4.2 工业机器人仿真建模 121
4.2.1 机器人工具模型 121
4.2.2 传动带仿真模型 124
4.2.3 机器人工作站仿真运动 134
4.3 6轴工业机器人码垛仿真实训 140
4.3.1 工业机器人码垛场景设计 141
4.3.2 机器人系统联动设置 143
4.3.3 机器人路径编程 150
4.4 智能制造工业机器人装配在线编程 160
4.4.1 工业机器人示教器创建参数 161
4.4.2 在线编程 163
4.4.3 程序调试及运行 166
思考题 170
第5章 数字孪生技术实训 172
5.1 数字孪生技术概述 172
5.1.1 数字孪生技术的提出 172
5.1.2 数字孪生的定义 175
5.1.3 数字孪生的内涵 176
5.1.4 数字孪生的特征 176
5.2 数字孪生相关概念 177
5.2.1 数字孪生与智能制造 177
5.2.2 数字孪生与信息物理系统 178
5.2.3 数字孪生与仿真 179
5.2.4 数字孪生技术开发平台 182
5.3 机电一体化概念设计系统 186
5.3.1 MCD软件安装准备 186
5.3.2 MCD软件的基本操作 206
5.4 汽车生产线的设计与仿真 215
5.4.1 汽车生产线各部件模型设计 215
5.4.2 气缸与气动控制阀创建 220
5.4.3 汽车生产线运行维护仿真 221
思考题 223
第6章 柔性制造系统基本功能单元操作实训 224
6.1 柔性生产与柔性制造系统概述 224
6.1.1 柔性生产的定义和特征 224
6.1.2 柔性制造技术的定义和发展历程 225
6.1.3 柔性制造系统的定义和发展历程 226
6.2 柔性生产线设计 229
6.2.1 柔性生产线的定义 229
6.2.2 柔性生产线的构成 231
6.2.3 控制流程设计 232
6.2.4 计算机控制系统设计 234
6.2.5 信息管理 235
6.2.6 通信设计 236
6.3 FMS仿真建模 242
6.3.1 FlexSim仿真软件简介 242
6.3.2 FlexSim仿真的基本步骤 248
6.3.3 FlexSim仿真 251
6.3.4 CIMCO加工工艺仿真 263
思考题 280
参考文献 281