工業機器人技術

本書是面向工業機器人技術現場應用的教材，包括機器人技術基礎知識和工業機器人技術應用兩部分。基礎知識包括第1～5章，內容涉及機器人的運動學、動力學、控制技術，以及機器人末端執行器設計，構成相對完整的工業機器人技術知識體系，是研究和應用機器人技術解決實際問題的基礎。應用部分包括第6～10章，主要在工業機器人涉及的關鍵技術基礎上，突出應用工業機器人技術解決工程實際問題的方法。本書邀請長期從事工業機器人應用開發的企業技術人員參與工程案例的撰寫，指導學生應用總線技術以及PLC技術，將工業機器人與生產系統相集成，從而完成既定目標。教材力爭做到入門內容淺顯易懂，利用實例和實驗將與工業機器人相關的知識點有機串聯起來。本書依託增強現實（AR）技術，將視頻等數字資源與紙質教材交互，為讀者帶來更豐富有效的閲讀體驗。

本書可作為高等院校機器人技術相關專業的本科生和研究生教材，也可為學習和掌握工業機器人技術及應用的工程技術人員提供參考。 ^[1] 

第1章 緒論

1.1 工業機器人簡介

1.2 工業機器人的組成、分類及關鍵技術

1.3 工業機器人的主要技術指標

1.4 機器人編程語言

1.5 研究和應用機器人技術須具備的基礎知識

1.6 工業機器人的應用

1.7 應用工業機器人解決工程問題面臨的基本任務

第2章 剛體運動描述、座標變換及座標系變換

2.1 質點的運動描述

2.2 剛體運動描述

第3章 工業機器人正向運動學及與作業相關的座標系的建立

3.1 機器人常用運動副及機器人機構

3.2 機器人連桿及相對運動描述——D-H矩陣

3.3 機器人運動學方程

3.4 與機器人作業相關的座標系建立及座標系標定

第4章 工業機器人逆向運動學及座標系標定

4.1 工業機器人逆向運動學

4.2 機器人逆向運動學求解實例

4.3 機器人座標系的標定

第5章 工業機器人的速度、靜力分析和動力學

5.1 位置向量對時間的導數——質點速度

5.2 向量叉積的計算方法以及自由向量對時間的導數

5.3 剛體運動的線速度和角速度

5.4 機器人速度雅可比矩陣和連桿之間的速度傳遞

5.5 連桿上的靜力及其傳遞

5.6 機器人力雅可比矩陣及其作用

5.7 機器人動力學

工業機器人技術

第6章 工業機器人運動軌跡規劃

6.1 工業機器人軌跡規劃概述

6.2 插補方式與軌跡控制

6.3 機器人軌跡插值計算

6.4 軌跡規劃的實施過程

6.5 基於動力學的機器人軌跡規劃

第7章 機器人編程語言

7.1 機器人編程語言的基本功能

7.2 工業機器人編程語言的分類

7.3 主流工業機器人編程語言及其分類

7.4 通用離線編程語言

第8章 工業機器人末端執行器以及工裝和夾具設計

8.1 機器人末端執行器的類型

8.2 機器人夾持式和吸附式末端執行器的設計方法

8.3 專用末端執行器的選配

8.4 機器人作業工裝設計

8.5 機器人作業夾具設計

8.6 機器人焊接工裝和夾具設計

8.7 機器人噴塗工裝和夾具設計

8.8 機器人搬運工裝和夾具設計

8.9 機器人裝配工裝和夾具設計

8.10 機器人激光加工工裝和夾具設計

8.11 機器人光整加工工裝和夾具設計

8.12 機器人測量和檢測工裝與夾具設計

第9章 工業機器人與外圍設備及生產系統的集成

9.1 工業機器人與外圍設備及生產系統相集成的基本問題

9.2 工業機器人與外圍設備相集成的技術途徑

9.3 機器人與外圍設備相集成的工作流程

第10章 工業機器人應用實例

10.1 作業要求

10.2 副車架生產工藝流程

10.3 機器人工作站總體佈置方案

10.4 產能和設備開動率以及機器人工作站生產節拍

10.5 弧焊機器人選型及外圍設備配置

10.6 作業工序

10.7 用户界面及應用程序

後記 ^[1] 

荊學東，工學博士，現為上海應用技術大學機械工程學院教授、上海應用技術大學和陝西科技大學研究生導師，主要從事智能檢測技術及機器人技術的研究，科技部國際合作項目評審專家。2010年赴日本研修節能技術；1997.10-1998.9赴日本國立高知大學留學，研究TIG焊接及機器人控制技術。具有較豐富的相關科研經驗。