機(jī)器人控制與應(yīng)用編程/高等學(xué)校智能制造與工業(yè)信息化類專業(yè)“十三五”課改規(guī)劃教材
定 價(jià):57 元
叢書名:高等學(xué)校應(yīng)用型新工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃指定教材高等學(xué)校智能制造與工業(yè)信息化類專業(yè)“十三五”課改規(guī)劃教材
- 作者:青島英谷教育科技股份有限公司 編
- 出版時(shí)間:2018/2/1
- ISBN:9787560648330
- 出 版 社:西安電子科技大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TP24
- 頁(yè)碼:342
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
機(jī)器人是先進(jìn)制造業(yè)的關(guān)鍵支撐裝備,其研發(fā)和應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家創(chuàng)新和高端制造發(fā)展水平的重要標(biāo)志,對(duì)推動(dòng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和改善人民生活水平具有重要意義。
《機(jī)器人控制與應(yīng)用編程/高等學(xué)校智能制造與工業(yè)信息化類專業(yè)“十三五”課改規(guī)劃教材》以教學(xué)機(jī)器人和ABB工業(yè)機(jī)器人為例,深入淺出地講解了兩種典型機(jī)器人控制系統(tǒng)的整體概念和編程方法。
《機(jī)器人控制與應(yīng)用編程/高等學(xué)校智能制造與工業(yè)信息化類專業(yè)“十三五”課改規(guī)劃教材》共分為7章,第1章簡(jiǎn)要介紹了機(jī)器人的發(fā)展歷史和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu);第2、3章結(jié)合實(shí)例介紹了教學(xué)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(shí)和編程方法;第4、5章介紹了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)和軌跡仿真;第6、7章結(jié)合實(shí)際案例介紹了工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(shí)和編程方法。理論講解結(jié)合實(shí)踐練習(xí),幫助讀者迅速掌握機(jī)器人控制系統(tǒng)開發(fā)的必備知識(shí),全面提高實(shí)際動(dòng)手能力。
《機(jī)器人控制與應(yīng)用編程/高等學(xué)校智能制造與工業(yè)信息化類專業(yè)“十三五”課改規(guī)劃教材》內(nèi)容精煉、實(shí)用性強(qiáng),可作為高校智能制造專業(yè)的教材,也可為有志于從事機(jī)器人行業(yè)的讀者提供理論參考。
隨著以智能制造為代表的新一輪產(chǎn)業(yè)變革的迅猛發(fā)展,高端智能裝備成為制造業(yè)升級(jí)改造的主要助力。為加速我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)、提質(zhì)增效,國(guó)務(wù)院提出了“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略目標(biāo),明確將智能制造作為主攻方向,致力于加速培育我國(guó)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)動(dòng)力,力爭(zhēng)搶占新一輪產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。
備受關(guān)注的機(jī)器人無(wú)疑是先進(jìn)制造業(yè)的關(guān)鍵支撐設(shè)備。工信部、發(fā)改委、財(cái)政部聯(lián)合印發(fā)的《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》將機(jī)器人作為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域作了進(jìn)一步詳細(xì)部署,意在盡快打造中國(guó)制造新優(yōu)勢(shì),加快制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)。當(dāng)前形勢(shì)下,舊的增長(zhǎng)模式不可持續(xù),工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)意義重大,機(jī)器人則是這場(chǎng)變革的關(guān)鍵。工信部部長(zhǎng)苗圩曾指出,要以工業(yè)機(jī)器人為抓手,通過(guò)工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用,提升我國(guó)工業(yè)制造過(guò)程的自動(dòng)化和智能化水平。
當(dāng)前,我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)正處于高速增長(zhǎng)期。自2013年以來(lái),我國(guó)已連續(xù)五年成為全球機(jī)器人第一大市場(chǎng)。伴隨著勞動(dòng)力成本的增加以及政策的推動(dòng),“機(jī)器換人”成為國(guó)內(nèi)諸多制造企業(yè)升級(jí)改造的重要手段。歷史表明,廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用將帶來(lái)技術(shù)的飛速提升。因此,我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人雖然起步較晚,但是隨著應(yīng)用的不斷擴(kuò)大以及國(guó)家的各種政策扶持,有望在未來(lái)進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。
發(fā)展機(jī)器人是大勢(shì)所趨,行業(yè)前景廣闊,但由于種種原因,目前該領(lǐng)域人才供求失衡嚴(yán)重:一方面,機(jī)器人廠商、系統(tǒng)集成商及加工制造業(yè)等求賢若渴;另一方面,人才供給嚴(yán)重不足,難以滿足企業(yè)用人需求。究其原因,主要的,一是相對(duì)于近年來(lái)國(guó)內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)性發(fā)展態(tài)勢(shì),高校、職校等的課程設(shè)置滯后,反應(yīng)速度過(guò)慢;二是大機(jī)器人廠商有技術(shù)壁壘,雖然提供相關(guān)培訓(xùn),但存在品牌針對(duì)性過(guò)強(qiáng)、配套設(shè)施不足、培訓(xùn)網(wǎng)點(diǎn)有限等缺陷,難以形成系統(tǒng)的教學(xué)流程和人才培養(yǎng)體系。這些因素在阻礙著中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
本書就是致力于解決上述兩個(gè)問(wèn)題的產(chǎn)物——根據(jù)機(jī)器人相關(guān)企業(yè)需求設(shè)置課程內(nèi)容,并開發(fā)了相關(guān)配套設(shè)施(英谷教學(xué)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)),試圖形成系統(tǒng)的機(jī)器人教學(xué)流程,著力增強(qiáng)動(dòng)手實(shí)操能力,以為中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展輸送更多人才。
本書是面向高等院校智能制造專業(yè)、機(jī)器人專業(yè)方向的標(biāo)準(zhǔn)化教材,包含四個(gè)方面的內(nèi)容:機(jī)器人的發(fā)展歷史和基礎(chǔ)知識(shí)、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)及逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與仿真、教學(xué)機(jī)器人編程及ABB工業(yè)機(jī)器人編程和仿真。這四個(gè)方面的知識(shí)合理分布于整套教材,章節(jié)間銜接流暢,由淺入深,理論講解結(jié)合實(shí)踐練習(xí),讓讀者既能對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)有一個(gè)整體清晰的認(rèn)識(shí),又能具備基礎(chǔ)編程能力,提高學(xué)以致用和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
第1章 機(jī)器人概述
1.1 機(jī)器人的起源與發(fā)展
1.1.1 機(jī)器人的發(fā)展歷史
1.1.2 機(jī)器人的定義和特點(diǎn)
1.1.3 機(jī)器人的分類
1.1.4 機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1.5 機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)
1.2 機(jī)器人的結(jié)構(gòu)
1.2.1 機(jī)械系統(tǒng)
1.2.2 控制系統(tǒng)
1.2.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
1.2.4 感知系統(tǒng)
1.2.5 機(jī)器人與人工智能
1.3 工業(yè)機(jī)器人
1.3.1 工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)
1.3.2 工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)
1.3.3 常見工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用
1.3.4 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展前景
1.3.5 工業(yè)機(jī)器人的知識(shí)體系
本章小結(jié)
本章練習(xí)
第2章 教學(xué)機(jī)器人基礎(chǔ)
2.1 教學(xué)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
2.1.1 機(jī)械臂
2.1.2 運(yùn)動(dòng)元件
2.1.3 執(zhí)行單元
2.1.4 控制方式
2.1.5 控制單元
2.2 教學(xué)機(jī)器人操作
2.3 上位機(jī)控制程序
2.3.1 上位機(jī)程序安裝
2.3.2 上位機(jī)控制軟件界面
2.3.3 上位機(jī)控制功能
2.3.4 上位機(jī)通信演示
2.4 開發(fā)環(huán)境搭建
2.4.1 MDK安裝步驟
2.4.2 安裝芯片支持包
2.4.3 創(chuàng)建程序模板
2.4.4 使用固件庫(kù)
2.4.5 MDK選項(xiàng)設(shè)置頁(yè)
2.4.6 仿真器ST-LINK的連接和驅(qū)動(dòng)
本章小結(jié)
本章練習(xí)
第3章 教學(xué)機(jī)器人編程
3.1 PWM控制信號(hào)
3.2 控制系統(tǒng)編程
3.2.1 單片機(jī)基礎(chǔ)
3.2.2 定時(shí)器的PWM輸出模式
3.2.3 舵機(jī)控制編程
3.2.4 代碼優(yōu)化
3.2.5 舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)演示
3.2.6 多舵機(jī)并行
3.2.7 舵機(jī)并行演示
3.3 外設(shè)與接口
3.3.1 指示燈
3.3.2 按鍵
3.3.3 USART串行接口
3.3.4 存儲(chǔ)芯片
3.3.5 I2C接口
3.4 與上位機(jī)通信
3.4.1 通信協(xié)議
3.4.2 通信協(xié)議處理流程
3.5 函數(shù)列表
本章小結(jié)
本章練習(xí)
第4章 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)
4.1 機(jī)器人坐標(biāo)系
4.2 機(jī)器人坐標(biāo)變換
4.2.1 齊次坐標(biāo)
4.2.2 平移變換
4.2.3 旋轉(zhuǎn)變換
4.2.4 坐標(biāo)系變換的一般情況
4.3 機(jī)器人連桿坐標(biāo)系
4.3.1 機(jī)器人連桿
4.3.2 機(jī)器人連桿參數(shù)
4.3.3 機(jī)器人連桿坐標(biāo)系
4.3.4 連桿坐標(biāo)系的建立步驟
4.3.5 教學(xué)機(jī)器人連桿坐標(biāo)系的確定
本章小結(jié)
本章練習(xí)
第5章 機(jī)器人軌跡與仿真
5.1 機(jī)器人軌跡分析
5.1.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)正問(wèn)題
5.1.2 教學(xué)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正問(wèn)題分析
5.1.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)正問(wèn)題的Matlab分析
5.1.4 教學(xué)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正問(wèn)題編程
5.1.5 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問(wèn)題
5.1.6 教學(xué)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問(wèn)題分析
5.1.7 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問(wèn)題的Matlab分析
5.1.8 教學(xué)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問(wèn)題編程
5.1.9 ABB IRB 1200機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
5.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)分析
5.2.1 矢量的速度和角速度表示方法
5.2.2 剛體的運(yùn)動(dòng)描述
5.2.3 連桿的運(yùn)動(dòng)描述
5.2.4 雅可比矩陣
5.2.5 教學(xué)機(jī)器人的雅可比矩陣
5.2.6 機(jī)械臂靜力分析
5.2.7 速度和靜力的笛卡爾變換
5.3 機(jī)器人仿真與實(shí)時(shí)控制
5.3.1 剛體加速度
5.3.2 牛頓方程和歐拉方程
5.3.3 牛頓-歐拉動(dòng)力學(xué)方程
5.3.4 拉格朗日方程
5.3.5 動(dòng)力學(xué)的Matlab分析
本章小結(jié)
本章練習(xí)
第6章 工業(yè)機(jī)器人編程基礎(chǔ)
6.1 工業(yè)機(jī)器人編程
6.1.1 控制系統(tǒng)編程
6.1.2 編程方式
6.1.3 離線編程軟件
6.1.4 離線編程語(yǔ)言
6.2 開發(fā)環(huán)境配置
6.2.1 安裝RobotStudio
6.2.2 軟件界面
6.2.3 構(gòu)建工作站
6.3 Rapid語(yǔ)言介紹
6.3.1 Rapid語(yǔ)言程序架構(gòu)
6.3.2 程序及聲明
6.3.3 數(shù)據(jù)與程序數(shù)據(jù)
6.4 Rapid數(shù)據(jù)類型
6.4.1 原子型
6.4.2 別名型
6.4.3 記錄型
6.4.4 非值型
6.4.5 組合數(shù)據(jù)類型
6.4.6 信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)類型
6.4.7 程序數(shù)據(jù)
6.4.8 數(shù)組
6.5 Rapid語(yǔ)法基礎(chǔ)
6.5.1 表達(dá)式
6.5.2 語(yǔ)句
6.5.3 指令
本章小結(jié)
本章練習(xí)
第7章 工業(yè)機(jī)器人編程實(shí)例
7.1 基本概念
7.1.1 運(yùn)動(dòng)方式
7.1.2 手動(dòng)模式
7.1.3 工作模式
7.1.4 工件坐標(biāo)系
7.2 構(gòu)建程序數(shù)據(jù)
7.2.1 設(shè)定工具坐標(biāo)系
7.2.2 設(shè)定工件坐標(biāo)系
7.2.3 設(shè)置載荷數(shù)據(jù)
7.3 機(jī)器人編程實(shí)例
7.3.1 程序創(chuàng)建及編輯
7.3.2 機(jī)器人軌跡
7.3.3 邏輯指令
7.3.4 I/O編程
7.3.5 程序仿真、調(diào)試和運(yùn)行
本章小結(jié)
本章練習(xí)
參考文獻(xiàn)