本书共分8章，以工业机器人关键技术的应用为主线编写，重点介绍工业机器人在典型行业的应用实例，为读者从事工业机器人相关工作打下坚实基础，具体内容如下：
第1章介绍了机器人的定义、分类、组成、技术参数等基础知识；第2章主要介绍了工业机器人的基本结构、组成特点；第3章主要介绍了工业机器人的运动学、动力学等工业机器人的理论知识；第4章主要对工业机器人控制系统的基本分类、运动轨迹规划、示教与再现、编程语言等做了介绍；第5章主要介绍了工业机器人运动轴与坐标系、示教器、安全操作规程、手动移动工业机器人、工具坐标系与工件坐标系标定等手动操纵工业机器人的内容；第6章主要介绍了码垛机器人的分类及特点、系统组成、作业示教、典型作业任务、工作站布局等技术应用；第7章主要介绍了焊接机器人的分类及特点、系统组成、作业示教、典型作业任务、工作站布局等技术应用；第8章主要介绍了装配机器人的分类及特点、系统组成、作业示教、典型作业任务、工作站布局等技术应用。
本书主要作为高职高专学校工业机器人技术、机械制造与自动化、机电一体化技术、电气自动化技术等装备制造相关专业的教学用书，也可供工程技术人员参考。
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适读人群 ：高职高专院校工业机器人技术、机械制造及其自动化、机电一体化、自动化等专业学生，工程技术人员
★ 兼顾理论与实践操作，侧重于工业机器人技术的工程应用
★ 重点介绍了码垛、焊接、装配机器人的应用实例
随着国家大力推广工业4.0，工业机器人作为智能制造自动化领域的明珠，已迎来爆发式增长时代，工业机器人专业人才配备缺失的现象日益凸显。工业机器人是典型的机电一体化产品，工业机器人技术是一门多学科交叉的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。同时，工业机器人又是一个复杂的系统工程，不是买来就能用的，需要对其进行编程，把机器人本体与控制软件、应用软件、外围设备等结合起来，组成一条完整的生产线，才能进行生产。但是，相关具体的操作，由于技术要求较高，并且属于新兴领域，人才缺口巨大。
本书兼顾理论与实践操作，侧重于工业机器人操作实践和应用，以工业机器人关键技术的应用为主线编写，重点介绍工业机器人在典型行业的应用实例，为读者从事工业机器人相关工作打下坚实的基础。主要内容包括工业机器人的定义、分类、组成、技术参数等机器人基础知识；工业机器人的机身、臂部、腕部、手部、驱动与传动等工业机器人的机械结构；工业机器人的运动学、动力学等工业机器人的理论知识；工业机器人控制系统的基础、分类、运动轨迹规划、示教与再现、编程语言等工业机器人的控制基础；工业机器人运动轴与坐标系、示教器、安全操作规程、手动移动工业机器人、工具坐标系与工件坐标系标定等手动操纵工业机器人；码垛机器人的分类及特点、系统组成、作业示教、典型作业任务、工作站布局等技术应用；焊接机器人的分类及特点、系统组成、作业示教、典型作业任务、工作站布局等技术应用；装配机器人的分类及特点、系统组成、作业示教、典型作业任务、工作站布局等技术应用。
本书主要作为高职高专学校工业机器人技术、机械制造与自动化、机电一体化技术、电气自动化技术等装备制造相关专业的教学用书，书中的一些章节具有一定的独立性，因此可根据课程标准要求分别选用，安排32～96学时的教学内容。其他相关专业可根据需要选用不同的章节。
本书由屈金星主编，崔宝才主审。本书在编写过程中得到了江苏汇博机器人技术股份有限公司的大力支持。同时，在编写过程中我们参考并引用了大量有关机器人方面的教材、专著、论文、网络文献等资料，在此，编者对各位原编著者表示衷心的感谢。
由于编者学识有限，书中难免有疏漏和不足之处，恳请读者批评指正。
编 者
出版说明
前言
第1章 机器人基础知识1
1.1 引言1
1.2 机器人的定义与特点1
1.2.1 机器人的定义2
1.2.2 机器人的特点3
1.3 机器人的分类3
1.4 机器人的基本组成9
1.5 机器人的技术参数10
1.6 机器人的应用13
1.7 机器人的发展16
1.8 习题19
第2章 工业机器人的机械结构20
2.1 工业机器人机身结构20
2.2 工业机器人臂部结构22
2.2.1 机器人臂部的组成22
2.2.2 机器人机身和臂部的配置22
2.2.3 机器人臂部机构24
2.3 工业机器人腕部结构25
2.3.1 机器人手腕的典型结构26
2.3.2 柔顺手腕结构29
2.4 工业机器人手部结构30
2.4.1 工业机器人手部的特点30
2.4.2 工业机器人手部的分类31
2.4.3 工业机器人的夹持式手部32
2.4.4 工业机器人的吸附式手部37
2.4.5 仿人手机器人手部39
2.5 工业机器人驱动与传动40
2.5.1 驱动装置40
2.5.2 传动机构41
2.6 习题45
第3章 工业机器人的运动学和动力学47
3.1 工业机器人的运动学47
3.1.1 工业机器人位姿描述47
3.1.2 齐次变换和运算52
3.1.3 工业机器人的连杆参数及其坐标变换58
3.1.4 工业机器人的正运动学方程60
3.1.5 工业机器人的逆运动学方程67
3.2 工业机器人的动力学70
3.3 习题70
第4章 工业机器人的控制72
4.1 工业机器人的控制基础72
4.1.1 工业机器人控制系统的特点72
4.1.2 工业机器人控制系统的主要功能73
4.1.3 工业机器人控制系统的基本组成与结构73
4.2 工业机器人的控制分类76
4.2.1 位置控制77
4.2.2 速度控制79
4.2.3 力控制80
4.3 工业机器人的运动轨迹规划82
4.4 工业机器人的示教与再现86
4.4.1 示教再现原理86
4.4.2 示教再现操作方法88
4.4.3 离线编程92
4.5 工业机器人的编程语言96
4.6 习题99
第5章 手动操纵工业机器人100
5.1 工业机器人运动轴与坐标系100
5.1.1 工业机器人的运动轴100
5.1.2 工业机器人的坐标系101
5.2 认识和使用示教器106
5.3 工业机器人安全操作规程109
5.3.1 在线示教安全操作109
5.3.2 再现和自动运行安全操作109
5.3.3 安全守则109
5.3.4 现场作业产生的废弃物处理110
5.4 手动移动工业机器人110
5.4.1 机器人系统的启动和关闭110
5.4.2 移动方式110
5.4.3 典型坐标系下的手动操作111
5.4.4 六自由度工业机器人奇异点113
5.5 工业机器人工具坐标系与工件坐标系的标定115
5.5.1 工具坐标系标定方法115
5.5.2 工件（用户）坐标系标定方法121
5.6 习题121
第6章 码垛机器人及其技术应用123
6.1 码垛机器人的分类及特点123
6.2 码垛机器人的系统组成124
6.3 码垛机器人的作业示教127
6.4 码垛机器人典型作业任务134
6.4.1 任务描述134
6.4.2 任务实施135
6.5 码垛机器人工作站布局143
6.5.1 周边设备143
6.5.2 工位布局146
6.6 习题147
第7章 焊接机器人及其技术应用150
7.1 焊接机器人的分类及特点150
7.2 焊接机器人的系统组成153
7.2.1 点焊机器人153
7.2.2 弧焊机器人157
7.3 焊接机器人的作业示教158
7.3.1 点焊机器人作业示教158
7.3.2 弧焊机器人作业示教161
7.4 焊接机器人典型作业任务168
7.4.1 任务描述168
7.4.2 任务实施168
7.5 焊接机器人工作站布局174
7.5.1 周边设备174
7.5.2 工位布局181
7.6 习题185
第8章 装配机器人及其技术应用187
8.1 装配机器人的分类及特点187
8.2 装配机器人的系统组成190
8.3 装配机器人的作业示教194
8.4 装配机器人典型作业任务197
8.4.1 任务描述197
8.4.2 任务实施198
8.5 装配机器人工作站布局204
8.5.1 周边设备205
8.5.2 工位布局205
8.6 习题206
参考文献208
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