第1章 工業(yè)機(jī)器人概述 001
1.1 工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識 002
1.1.1 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展背景 002
1.1.2 工業(yè)機(jī)器人的概念特征 002
1.1.3 工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)成 004
1.1.4 工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù) 006
1.1.5 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域 007
1.2 工業(yè)機(jī)器人的類型劃分 009
1.2.1 根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類 009
1.2.2 根據(jù)坐標(biāo)系分類 012
1.2.3 根據(jù)控制方式分類 016
1.3 工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù) 017
1.3.1 自由度 017
1.3.2 精度 019
1.3.3 工作空間 020
1.3.4 最大速度 020
1.3.5 承載能力 021

第2章 工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng) 022
2.1 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu) 023
2.1.1 機(jī)身部件 023
2.1.2 手臂部件 027
2.1.3 手腕部件 030
2.1.4 手部部件 032
2.2 工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動機(jī)構(gòu) 036
2.2.1 液壓驅(qū)動系統(tǒng) 036
2.2.2 氣動驅(qū)動系統(tǒng) 038
2.2.3 電動驅(qū)動系統(tǒng) 042
2.2.4 驅(qū)動系統(tǒng)的選用原則 044
2.3 工業(yè)機(jī)器人的傳動機(jī)構(gòu) 045
2.3.1 直線傳動機(jī)構(gòu) 045
2.3.2 旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu) 047

第3章 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動軌跡規(guī)劃 050
3.1 工業(yè)機(jī)器人的路徑規(guī)劃 051
3.1.1 模板匹配路徑規(guī)劃技術(shù) 051
3.1.2 人工勢場路徑規(guī)劃技術(shù) 052
3.1.3 地圖構(gòu)建路徑規(guī)劃技術(shù) 052
3.1.4 人工智能路徑規(guī)劃技術(shù) 054
3.2 工業(yè)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃 055
3.2.1 軌跡規(guī)劃概述及其分類 055
3.2.2 笛卡兒空間軌跡規(guī)劃 056
3.2.3 關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃 058
3.2.4 最優(yōu)軌跡規(guī)劃算法 061

第4章 工業(yè)機(jī)器人感知系統(tǒng) 064
4.1 工業(yè)機(jī)器人感知系統(tǒng)概述 065
4.1.1 感知系統(tǒng)的構(gòu)成與原理 065
4.1.2 機(jī)器人傳感器的分類 066
4.1.3 感知系統(tǒng)的性能指標(biāo) 069
4.2 工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部傳感器 071
4.2.1 位置傳感器 071
4.2.2 速度傳感器 074
4.2.3 加速度傳感器 075
4.2.4 扭矩傳感器 076
4.3 工業(yè)機(jī)器人外部傳感器 078
4.3.1 接近覺傳感器 079
4.3.2 觸覺傳感器 081
4.3.3 力覺傳感器 083
4.3.4 視覺傳感器 084
4.4 多傳感器信息融合技術(shù)應(yīng)用 086
4.4.1 多傳感器信息融合的基本原理 086
4.4.2 多傳感器信息融合的系統(tǒng)構(gòu)建 087
4.4.3 多傳感器信息融合的技術(shù)路徑 089
4.4.4 多傳感器信息融合的關(guān)鍵問題 090

第5章 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng) 092
5.1 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)概述 093
5.1.1 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 093
5.1.2 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的功能 093
5.1.3 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成 094
5.1.4 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的分類 096
5.2 工業(yè)機(jī)器人的控制方式 099
5.2.1 點(diǎn)位控制 099
5.2.2 連續(xù)軌跡控制 100
5.2.3 力矩控制 100
5.2.4 智能控制 101
5.3 基于PLC控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng) 103
5.3.1 PLC控制技術(shù)的原理與特性 103
5.3.2 工業(yè)機(jī)器人PLC控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 104
5.3.3 工業(yè)機(jī)器人PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 106
5.3.4 PLC控制技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用 107

第6章 工業(yè)機(jī)器人編程操作 110
6.1 工業(yè)機(jī)器人的編程語言 111
6.1.1 機(jī)器人編程語言的發(fā)展 111
6.1.2 動作級編程語言 112
6.1.3 對象級編程語言 113
6.1.4 任務(wù)級編程語言 113
6.2 工業(yè)機(jī)器人的編程技術(shù) 114
6.2.1 示教編程技術(shù) 114
6.2.2 離線編程技術(shù) 116
6.2.3 自主編程技術(shù) 118
6.2.4 基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的編程技術(shù) 119

第7章 工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真 120
7.1 工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用 121
7.1.1 虛擬仿真技術(shù)賦能智能制造 121
7.1.2 全球主流的虛擬仿真軟件平臺 121
7.1.3 ABB RobotStudio虛擬仿真應(yīng)用 125
7.1.4 Tecnomatix虛擬仿真應(yīng)用 128
7.2 基于RobotStudio的機(jī)器人碼垛系統(tǒng)設(shè)計(jì) 130
7.2.1 機(jī)器人碼垛系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 130
7.2.2 機(jī)器人碼垛運(yùn)動仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì) 133
7.2.3 機(jī)器人碼垛工作站虛擬仿真設(shè)計(jì) 134
7.3 基于RoboGuide平臺下仿真環(huán)境設(shè)計(jì) 135
7.3.1 RoboGuide功能模塊與仿真步驟 135
7.3.2 基于RoboGuide的建模設(shè)計(jì) 137
7.3.3 基于RoboGuide的虛擬工廠環(huán)境設(shè)計(jì) 139

第8章 焊接機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 141
8.1 焊接機(jī)器人的基礎(chǔ)知識 142
8.1.1 焊接機(jī)器人的發(fā)展歷程 142
8.1.2 工業(yè)焊接的原理與方法 143
8.1.3 焊接機(jī)器人的類型劃分 144
8.1.4 焊接機(jī)器人的發(fā)展趨勢 147
8.2 焊接機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù) 148
8.2.1 焊縫識別跟蹤技術(shù) 148
8.2.2 離線編程與路徑規(guī)劃技術(shù) 149
8.2.3 多機(jī)器人協(xié)調(diào)控制技術(shù) 151
8.2.4 專用弧焊電源技術(shù) 151
8.2.5 虛擬仿真技術(shù) 152
8.2.6 遙控焊接技術(shù) 153
8.3 焊接機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域 154
8.3.1 汽車制造領(lǐng)域 154
8.3.2 工程機(jī)械領(lǐng)域 155
8.3.3 船舶建造領(lǐng)域 157
8.3.4 鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域 159

第9章 AGV搬運(yùn)機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 161
9.1 AGV搬運(yùn)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識 162
9.1.1 AGV搬運(yùn)機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)成 162
9.1.2 AGV搬運(yùn)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù) 164
9.1.3 AGV搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用場景 166
9.1.4 基于AGV的智能物流倉儲系統(tǒng) 167
9.2 AGV導(dǎo)引技術(shù)及工作原理 169
9.2.1 磁釘導(dǎo)引技術(shù) 169
9.2.2 磁條導(dǎo)航技術(shù) 170
9.2.3 激光導(dǎo)航技術(shù) 170
9.2.4 電磁導(dǎo)航技術(shù) 172
9.2.5 視覺導(dǎo)航技術(shù) 172
9.2.6 激光SLAM導(dǎo)航技術(shù) 173
9.3 基于AGV/AMR的大規(guī)模定制 175
9.3.1 AGV/AMR的典型機(jī)構(gòu)形式 175
9.3.2 AGV/AMR的軟件關(guān)鍵技術(shù) 177
9.3.3 基于AGV/AMR的大規(guī)模定制應(yīng)用 179

第10章 裝配機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 182
10.1 裝配機(jī)器人的基礎(chǔ)知識 183
10.1.1 裝配機(jī)器人定義與分類 183
10.1.2 裝配機(jī)器人的基本組成 184
10.1.3 裝配機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù) 186
10.1.4 我國裝配機(jī)器人的發(fā)展趨勢 188
10.2 基于機(jī)器人的自動化裝配應(yīng)用 188
10.2.1 機(jī)器人自動化裝配的價(jià)值 188
10.2.2 機(jī)器人自動化裝配的關(guān)鍵技術(shù) 190
10.2.3 機(jī)器人自動化裝配的應(yīng)用策略 192
10.3 裝配機(jī)器人在航空領(lǐng)域的應(yīng)用 193
10.3.1 裝配狀態(tài)感知 193
10.3.2 裝配智能控制 194
10.3.3 人機(jī)協(xié)同裝配 194
10.3.4 典型應(yīng)用場景 195

參考文獻(xiàn) 197