本書以實際應用基本規(guī)律為主線，講述了機器人系統(tǒng)組成、機器人坐標系統(tǒng)、機器人示教盒介紹、機器人虛擬示教編程、機器人輸入／輸出信號、機器人在線示教編程、機器視覺在機器人生產(chǎn)線上的應用、機器人運動學分析、機器人動力學分析、機器人應用生產(chǎn)線的規(guī)劃與設計、機器人應用生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試等內(nèi)容。
內(nèi)容全面，案例講解，適合教學。講解了機器人系統(tǒng)組成、機器人坐標系統(tǒng)、機器人示教盒的介紹、機器人虛擬示教編程、機器人輸入／輸出信號、機器人在線示教編程、機器視覺在機器人生產(chǎn)線上的應用、機器人的運動學分析、機器人的動力學分析、機器人應用生產(chǎn)線的規(guī)劃與設計、機器人應用生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試等。
作者經(jīng)驗豐富，配套課件、視頻。
工業(yè)機器人是面向工業(yè)領域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器人，是一種仿人操作、自動控制、可重復編程，能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設備，特別適合于多品種、小批量柔性生產(chǎn)。工業(yè)機器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復的長時間作業(yè)，或是危險、惡劣環(huán)境下的作業(yè)。工業(yè)機器人主要應用于汽車、現(xiàn)代制造、電子生產(chǎn)企業(yè)、塑料制品、食品、飲料、醫(yī)藥、煙草、家政服務、電力設施、自動化辦公等行業(yè)。尤其在毛坯制造、沖壓、壓鑄、鍛造、焊接、熱處理、表面涂覆、上下料、裝配、運輸、檢測及倉庫堆垛等作業(yè)中，工業(yè)機器人更是作為標準設備得到廣泛應用。
中國是全球最大的機器人市場，機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要強力的機器人技術(shù)支撐，機器人及其智能裝備發(fā)展創(chuàng)造了更多的工作機會，工業(yè)機器人及其智能裝備的集成設計、編程操作以及日常維護、修理等方面都需要各方面的專業(yè)人才，為了適應人才培養(yǎng)需要，我們編寫了本書。
本書內(nèi)容包括機器人系統(tǒng)組成、機器人坐標系統(tǒng)、機器人示教盒介紹、機器人虛擬示教編程、機器人輸入／輸出信號、機器人在線示教編程、機器視覺在機器人生產(chǎn)線上的應用、機器人運動學分析、機器人動力學分析、機器人應用生產(chǎn)線的規(guī)劃與設計、機器人應用生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試等，以實際應用基本規(guī)律為主線，理論知識與具體操作相結(jié)合，教材內(nèi)容豐富。
本書可作為高等院校機械類、電氣類相關(guān)專業(yè)的教材，并可供相關(guān)技術(shù)人員參考。通過本教材的學習和訓練，使學生掌握工業(yè)機器人現(xiàn)場編程相關(guān)專業(yè)知識，具有工業(yè)機器人基本操作與應用、工業(yè)機器人編程、工業(yè)機器人生產(chǎn)線規(guī)劃、工業(yè)機器人基本系統(tǒng)維護等能力。
本書由王忠策、王海波主編，呂慶軍、林森、齊明洋副主編，鐘聞宇、陳立秋、劉長龍、張晨參編。
由于編者水平有限，不足之處在所難免，請讀者批評指正。
編者
第1章工業(yè)機器人概述1
1.1工業(yè)機器人的定義1
1.2工業(yè)機器人的分類和應用2
1.2.1工業(yè)機器人的分類2
1.2.2工業(yè)機器人的應用3
1.3工業(yè)機器人的安全知識3
1.3.1工業(yè)機器人的主要危險3
1.3.2工業(yè)機器人的安全使用要求5
習題6
第2章機器人系統(tǒng)組成7
2.1機器人本體的構(gòu)成7
2.1.1機械臂的結(jié)構(gòu)7
2.1.2機器人作業(yè)范圍10
2.1.3末端執(zhí)行器11
2.2機器人控制系統(tǒng)的組成16
2.2.1主體16
2.2.2驅(qū)動裝置16
2.2.3機器人的控制系統(tǒng)17
2.2.4工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點18
2.2.5機器人控制系統(tǒng)基本功能19
2.2.6工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的分類19
2.3機器人本體連接(通信)26
習題29
第3章機器人坐標系統(tǒng)30
3.1機器人坐標系的分類30
3.2工具坐標系的設定34
3.2.1坐標系畫面設定法34
3.2.2激活工具坐標系38
3.2.3檢驗工具坐標系39
3.2.4檢驗TCP位置39
3.3用戶坐標系的設定40
3.3.1三點法設置用戶坐標系40
3.3.2激活用戶坐標系42
3.3.3檢驗用戶坐標系43
3.4手動坐標系的設定44
習題44
第4章機器人示教盒介紹45
4.1FANUC機器人示教盒普通功能的介紹45
4.1.1認識示教盒45
4.1.2新示教盒介紹47
4.1.3示教盒操作鍵介紹47
4.2通電/關(guān)電51
4.2.1通電51
4.2.2關(guān)電52
4.3點動機器人52
4.3.1點動機器人的條件52
4.3.2坐標介紹52
4.3.3位置狀態(tài)54
4.4模式開關(guān)與程序動作的關(guān)系55
習題55
第5章機器人虛擬示教編程56
5.1ROBOGUIDE簡介56
5.2軟件安裝58
5.3建立Work cell59
5.4界面介紹和基本操作61
5.4.1界面介紹61
5.4.2常用工具條功能介紹62
5.5機器人相關(guān)設備的添加65
5.5.1機器人的添加和更改65
5.5.2編輯機器人65
5.5.3機器人搬運手爪的添加和設置66
5.5.4周邊設備的添加69
5.6編程75
5.6.1Simulation程序75
5.6.2編寫示教盒程序77
習題78
第6章機器人輸入/輸出信號79
6.1輸入/輸出信號的分類79
6.1.1通用信號79
6.1.2專用信號79
6.1.3I/O分配79
6.2輸入/輸出信號的接線與機架配置80
6.2.1配置80
6.2.2連接81
6.3輸入/輸出信號的仿真與應用81
6.3.1強制輸出81
6.3.2仿真輸入/輸出81
6.4系統(tǒng)信號的介紹82
6.4.1系統(tǒng)輸入/輸出信號（UOP）82
6.4.2專用輸入輸出信號83
習題84
第7章機器人在線示教編程85
7.1示教程序的創(chuàng)建86
7.2機器人程序指令與指令示教87
7.2.1動作指令及示教動作指令87
7.2.2控制指令及示教控制指令91
7.2.3位置寄存器指令及示教位置寄存器指令93
7.2.4I/O 指令及示教I/O 指令96
7.2.5轉(zhuǎn)移指令99
7.2.6待命指令101
7.3示教程序的修改102
7.3.1選擇程序102
7.3.2修改動作指令103
7.3.3程序編輯指令106
7.4 示教程序的測試運轉(zhuǎn)108
7.4.1逐步測試運轉(zhuǎn)（步驟運轉(zhuǎn)）108
7.4.2連續(xù)測試運轉(zhuǎn)109
7.5機器人文件的拷貝與還原109
7.5.1切換文件輸入/輸出裝置109
7.5.2保存數(shù)據(jù)110
7.5.3文件操作110
7.5.4加載程序文件111
7.5.5加載備份功能111
7.6FANUC機器人在自動生產(chǎn)線上的應用編程112
習題113
第8章機器視覺在機器人生產(chǎn)線上的應用114
8.1機器視覺的定義114
8.2機器視覺系統(tǒng)的構(gòu)成114
8.3機器視覺在機器人生產(chǎn)線上的應用115
8.3.1藥丸實驗115
8.3.2工件尺寸檢測案例126
8.3.3字符串提取實驗131
8.3.4相機通信135
8.3.5應用向?qū)?37
習題143
第9章機器人運動學分析144
9.1工業(yè)機器人的運動學基礎144
9.1.1典型FANUC工業(yè)機器人簡介144
9.1.2六軸工業(yè)機器人數(shù)學理論基礎145
9.1.3六軸工業(yè)機器人連桿參數(shù)與坐標148
9.1.4建立運動學方程150
9.2六軸工業(yè)機器人正逆運動學151
9.2.1六軸工業(yè)機器人正運動學151
9.2.2六軸工業(yè)機器人逆運動學152
9.3關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃155
9.3.1五次多項式插值法155
9.3.2拋物線擬合的線性插值法156
9.4笛卡兒空間軌跡規(guī)劃157
9.4.1直線軌跡規(guī)劃157
9.4.2圓弧軌跡規(guī)劃158
9.5六軸工業(yè)機器人運動學仿真160
9.5.1六軸工業(yè)機器人建模160
9.5.2六軸工業(yè)機器人正運動學仿真驗證164
9.5.3六軸工業(yè)機器人逆運動學仿真驗證166
9.5.4關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃170
習題172
第10章機器人動力學分析174
10.1剛體動力學174
10.1.1剛體的動能與位能175
10.1.2動力學方程的兩種求法176
10.2機械手動力學方程181
10.2.1速度的計算181
10.2.2動能和位能的計算182
10.2.3動力學方程的推導184
10.2.4動力學方程的簡化186
10.3機械手動力學方程實例189
10.3.1二連桿機械手動力學方程189
10.3.2三連桿機械手的速度和加速度方程191
習題196
第11章機器人應用生產(chǎn)線的規(guī)劃與設計199
11.1機器人應用生產(chǎn)線的規(guī)劃200
11.1.1可行性分析200
11.1.2機器人應用生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝分析201
11.1.3機器人生產(chǎn)線的節(jié)拍分析202
11.2機器人應用生產(chǎn)線的設計203
11.2.1機械傳動機構(gòu)204
11.2.2機器人和輔助設備211
11.2.3控制系統(tǒng)設計216
11.3機器人應用生產(chǎn)線設計案例分析239
11.3.1沖壓機器人應用生產(chǎn)線設計239
11.3.2噴涂機器人生產(chǎn)線241
習題244
第12章機器人應用生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試246
12.1機器人應用生產(chǎn)線的安裝246
12.1.1機器人應用生產(chǎn)線安裝的步驟及注意事項246
12.1.2工業(yè)機器人的安裝247
12.1.3控制柜的安裝250
12.1.4電氣的安裝250
12.1.5汽車保險杠噴涂機器人安裝250
12.2機器人應用生產(chǎn)線的調(diào)試256
12.2.1安全操作注意事項257
12.2.2機器人的啟動和關(guān)閉257
12.3機器人應用生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試案例分析260
12.3.1機器人智能制造生產(chǎn)線的安裝260
12.3.2機器人智能制造生產(chǎn)線的調(diào)試266
習題274
參考文獻275
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