工業機器人技術

工業機器人相比於傳統的機電產品，具有更好的環境適應性和智能，其涉及大量*新的機械與自動化知識。本書注重基礎，內容深度控制在機械類學生能夠接受的範圍，既力求通俗易懂又不失先進性和前沿性。本書的內容十分廣泛，包括工業機器人設計、開發、使用、維護所涉及的運動學、動力學、機械系統、動力系統、感知系統、控制系統、通信及編程。

本書可作為機械工程、林業工程、礦業工程、農業工程等機械類、近機械類專業的教材。

前言

第1章工業機器人概論1

11工業機器人的定義及發展1

111工業機器人的定義1

112工業機器人的發展2

12工業機器人的基本組成及技術參數2

121工業機器人的基本組成2

122工業機器人的技術參數4

13工業機器人的分類及應用5

131工業機器人的分類5

132工業機器人的應用7

習題11

第2章工業機器人運動學和動力學12

21工業機器人運動學12

211工業機器人位姿描述12

212齊次變換和運算16

213工業機器人的連桿參數和齊次

變換矩陣19

214工業機器人的運動學方程20

22工業機器人動力學25

221工業機器人速度雅可比及速度

分析25

222工業機器人力雅可比及靜力

分析28

223工業機器人動力學分析32

23工業機器人運動軌跡規劃33

231路徑和軌跡33

232軌跡規劃34

233關節空間的軌跡規劃35

習題37

第3章工業機器人機械系統38

31工業機器人的底座39

311工業機器人底座的結構和放置

形式39

312工業機器人底座的材料和技術

要求41

32工業機器人的機座41

321工業機器人的行走機構41

322輪式行走機構42

323履帶式行走機構43

324足式行走機構44

33工業機器人的機身和臂部46

331工業機器人的機身46

332工業機器人的臂部49

34工業機器人的腕部55

341工業機器人腕部的運動55

342工業機器人腕部的分類57

343工業機器人腕部的典型結構58

35工業機器人的末端執行器60

351末端執行器的特點60

352手部的分類61

36工業機器人的傳動機構66

361工業機器人的驅動方式66

362機器人的傳動機構67

363工業機器人中主要使用的

減速器68

習題71

第4章工業機器人動力系統72

41動力系統分類72

411電動驅動系統72

412液壓驅動系統75

413氣動驅動系統77

414三種驅動方式對照79

42交流伺服系統79

421概述79

422驅動器82

423交流永磁同步伺服系統的工作及

控制原理83

43液壓伺服系統88

431液壓伺服驅動系統88

432電液比例控制90

433電液比例換向閥90

434擺動缸91

435齒條傳動液壓缸91

436液壓伺服馬達92

44氣動系統93

441氣壓驅動迴路93

442氣源系統的組成93

443氣壓驅動器95

習題96

第5章工業機器人感知系統97

51工業機器人傳感器概述97

511工業機器人傳感器的分類97

512多傳感器信息融合技術的發展98

52工業機器人內部傳感器99

521位置和角度傳感器99

522姿態傳感器103

53工業機器人外部傳感器105

531觸覺傳感器105

532距離傳感器110

54工業機器人視覺技術112

541機器視覺概述112

542工業機器人視覺系統113

543CCD原理114

544機器視覺幾何115

545視覺信號處理119

習題119

第6章工業機器人控制系統121

61概述121

611基本特點、要求、功能121

612硬件結構123

613控制算法124

614控制方式125

62關節運動控制126

621關節伺服控制126

622計算力矩方法127

63分解運動控制132

631關節座標與直角座標間的運動

關係133

632分解運動速度控制134

633分解運動加速度控制135

634分解運動力控制136

習題138

第7章工業機器人通信139

71工業機器人編程接口139

711RS232C接口標準139

712RS485接口標準141

713以太網143

72DeviceNet144

721DeviceNet概述144

722CAN總線145

723DeviceNet現場總線154

習題161

第8章工業機器人編程162

81工業機器人編程的概念及特點162

811示教再現編程的概念及其特點162

812離線編程的概念及其特點163

82工業機器人的示教器164

821工業機器人示教的硬件環境164

822機器人的示教器及其操作166

83機械手的座標系168

84工業機器人示教的主要內容170

841運動軌跡的示教170

842作業條件的示教171

843作業順序的示數172

85工業機器人的手動操作172

851三個重要數據的設定172

852機械手手動操作的三種模式173

853單軸運動手動操作174

854線性運動手動操作175

855增量模式手動操作176

856重定位手動操作176

86工業機器人編程的語言及常見指令178

861程序的新建與加載179

862自動運行程序180

863運動指令180

864I/O指令181

865條件邏輯判斷指令181

87創建例行程序181

88定義例行程序中的參數182

89指令添加183

810編輯指令變量183

811弧焊編程184

習題188

參考文獻189