第1章 工業(yè)機器人概述 001
1.1 工業(yè)機器人的基礎(chǔ)知識 002
1.1.1 工業(yè)機器人的發(fā)展背景 002
1.1.2 工業(yè)機器人的概念特征 002
1.1.3 工業(yè)機器人的系統(tǒng)構(gòu)成 004
1.1.4 工業(yè)機器人的關(guān)鍵技術(shù) 006
1.1.5 工業(yè)機器人的應(yīng)用領(lǐng)域 007
1.2 工業(yè)機器人的類型劃分 009
1.2.1 根據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)分類 009
1.2.2 根據(jù)坐標系分類 012
1.2.3 根據(jù)控制方式分類 016
1.3 工業(yè)機器人的技術(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)機器人機械系統(tǒng) 022
2.1 工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu) 023
2.1.1 機身部件 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)機器人的驅(qū)動機構(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)機器人的傳動機構(gòu) 045
2.3.1 直線傳動機構(gòu) 045
2.3.2 旋轉(zhuǎn)傳動機構(gòu) 047

第3章 工業(yè)機器人運動軌跡規(guī)劃 050
3.1 工業(yè)機器人的路徑規(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)機器人感知系統(tǒng) 064
4.1 工業(yè)機器人感知系統(tǒng)概述 065
4.1.1 感知系統(tǒng)的構(gòu)成與原理 065
4.1.2 機器人傳感器的分類 066
4.1.3 感知系統(tǒng)的性能指標 069
4.2 工業(yè)機器人內(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)機器人控制系統(tǒng) 092
5.1 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)概述 093
5.1.1 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點 093
5.1.2 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的功能 093
5.1.3 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的組成 094
5.1.4 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的分類 096
5.2 工業(yè)機器人的控制方式 099
5.2.1 點位控制 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)機器人PLC控制系統(tǒng)的實現(xiàn) 104
5.3.3 工業(yè)機器人PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計 106
5.3.4 PLC控制技術(shù)在工業(yè)機器人中的應(yīng)用 107

第6章 工業(yè)機器人編程操作 110
6.1 工業(yè)機器人的編程語言 111
6.1.1 機器人編程語言的發(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 基于增強現(xiàn)實的編程技術(shù) 119

第7章 工業(yè)機器人虛擬仿真 120
7.1 工業(yè)機器人虛擬仿真技術(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的機器人碼垛系統(tǒng)設(shè)計 130
7.2.1 機器人碼垛系統(tǒng)總體方案設(shè)計 130
7.2.2 機器人碼垛運動仿真與優(yōu)化設(shè)計 133
7.2.3 機器人碼垛工作站虛擬仿真設(shè)計 134
7.3 基于RoboGuide平臺下仿真環(huán)境設(shè)計 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 137
7.3.3 基于RoboGuide的虛擬工廠環(huán)境設(shè)計 139

第8章 焊接機器人技術(shù)與應(yīng)用 141
8.1 焊接機器人的基礎(chǔ)知識 142
8.1.1 焊接機器人的發(fā)展歷程 142
8.1.2 工業(yè)焊接的原理與方法 143
8.1.3 焊接機器人的類型劃分 144
8.1.4 焊接機器人的發(fā)展趨勢 147
8.2 焊接機器人的關(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搬運機器人技術(shù)與應(yīng)用 161
9.1 AGV搬運機器人的基礎(chǔ)知識 162
9.1.1 AGV搬運機器人的系統(tǒng)構(gòu)成 162
9.1.2 AGV搬運機器人的關(guān)鍵技術(shù) 164
9.1.3 AGV搬運機器人的應(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 裝配機器人技術(shù)與應(yīng)用 182
10.1 裝配機器人的基礎(chǔ)知識 183
10.1.1 裝配機器人定義與分類 183
10.1.2 裝配機器人的基本組成 184
10.1.3 裝配機器人的關(guān)鍵技術(shù) 186
10.1.4 我國裝配機器人的發(fā)展趨勢 188
10.2 基于機器人的自動化裝配應(yīng)用 188
10.2.1 機器人自動化裝配的價值 188
10.2.2 機器人自動化裝配的關(guān)鍵技術(shù) 190
10.2.3 機器人自動化裝配的應(yīng)用策略 192
10.3 裝配機器人在航空領(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 人機協(xié)同裝配 194
10.3.4 典型應(yīng)用場景 195

參考文獻 197