工业机器人技术与应用

第1章 工业机器人概述 001
1.1 工业机器人的基础知识 002
1.1.1 工业机器人的发展背景 002
1.1.2 工业机器人的概念特征 002
1.1.3 工业机器人的系统构成 004
1.1.4 工业机器人的关键技术 006
1.1.5 工业机器人的应用领域 007
1.2 工业机器人的类型划分 009
1.2.1 根据拓扑结构分类 009
1.2.2 根据坐标系分类 012
1.2.3 根据控制方式分类 016
1.3 工业机器人的技术参数 017
1.3.1 自由度 017
1.3.2 精度 019
1.3.3 工作空间 020
1.3.4 *大速度 020
1.3.5 承载能力 021 第2章 工业机器人机械系统 022
2.1 工业机器人的机械结构 023
2.1.1 机身部件 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 工业机器人的驱动机构 036
2.2.1 液压驱动系统 036
2.2.2 气动驱动系统 038
2.2.3 电动驱动系统 042
2.2.4 驱动系统的选用原则 044
2.3 工业机器人的传动机构 045
2.3.1 直线传动机构 045
2.3.2 旋转传动机构 047 第3章 工业机器人运动轨迹规划 050
3.1 工业机器人的路径规划 051
3.1.1 模板匹配路径规划技术 051
3.1.2 人工势场路径规划技术 052
3.1.3 地图构建路径规划技术 052
3.1.4 人工智能路径规划技术 054
3.2 工业机器人的轨迹规划 055
3.2.1 轨迹规划概述及其分类 055
3.2.2 笛卡儿空间轨迹规划 056
3.2.3 关节空间轨迹规划 058
3.2.4 *优轨迹规划算法 061

第4章 工业机器人感知系统 064
4.1 工业机器人感知系统概述 065
4.1.1 感知系统的构成与原理 065
4.1.2 机器人传感器的分类 066
4.1.3 感知系统的性能指标 069
4.2 工业机器人内部传感器 071
4.2.1 位置传感器 071
4.2.2 速度传感器 074
4.2.3 加速度传感器 075
4.2.4 扭矩传感器 076
4.3 工业机器人外部传感器 078
4.3.1 接近觉传感器 079
4.3.2 触觉传感器 081
4.3.3 力觉传感器 083
4.3.4 视觉传感器 084
4.4 多传感器信息融合技术应用 086
4.4.1 多传感器信息融合的基本原理 086
4.4.2 多传感器信息融合的系统构建 087
4.4.3 多传感器信息融合的技术路径 089
4.4.4 多传感器信息融合的关键问题 090 第5章 工业机器人控制系统 092
5.1 工业机器人控制系统概述 093
5.1.1 工业机器人控制系统的特点 093
5.1.2 工业机器人控制系统的功能 093
5.1.3 工业机器人控制系统的组成 094
5.1.4 工业机器人控制系统的分类 096
5.2 工业机器人的控制方式 099
5.2.1 点位控制 099
5.2.2 连续轨迹控制 100
5.2.3 力矩控制 100
5.2.4 智能控制 101
5.3 基于PLC控制的工业机器人系统 103
5.3.1 PLC控制技术的原理与特性 103
5.3.2 工业机器人PLC控制系统的实现 104
5.3.3 工业机器人PLC控制系统的设计 106
5.3.4 PLC控制技术在工业机器人中的应用 107 第6章 工业机器人编程操作 110
6.1 工业机器人的编程语言 111
6.1.1 机器人编程语言的发展 111
6.1.2 动作级编程语言 112
6.1.3 对象级编程语言 113
6.1.4 任务级编程语言 113
6.2 工业机器人的编程技术 114
6.2.1 示教编程技术 114
6.2.2 离线编程技术 116
6.2.3 自主编程技术 118
6.2.4 基于增强现实的编程技术 119 第7章 工业机器人虚拟仿真 120
7.1 工业机器人虚拟仿真技术的应用 121
7.1.1 虚拟仿真技术赋能智能制造 121
7.1.2 全球主流的虚拟仿真软件平台 121
7.1.3 ABB RobotStudio虚拟仿真应用 125
7.1.4 Tecnomatix虚拟仿真应用 128
7.2 基于RobotStudio的机器人码垛系统设计 130
7.2.1 机器人码垛系统总体方案设计 130
7.2.2 机器人码垛运动仿真与优化设计 133
7.2.3 机器人码垛工作站虚拟仿真设计 134
7.3 基于RoboGuide平台下仿真环境设计 135
7.3.1 RoboGuide功能模块与仿真步骤 135
7.3.2 基于RoboGuide的建模设计 137
7.3.3 基于RoboGuide的虚拟工厂环境设计 139 第8章 焊接机器人技术与应用 141
8.1 焊接机器人的基础知识 142
8.1.1 焊接机器人的发展历程 142
8.1.2 工业焊接的原理与方法 143
8.1.3 焊接机器人的类型划分 144
8.1.4 焊接机器人的发展趋势 147
8.2 焊接机器人的关键技术 148
8.2.1 焊缝识别跟踪技术 148
8.2.2 离线编程与路径规划技术 149
8.2.3 多机器人协调控制技术 151
8.2.4 专用弧焊电源技术 151
8.2.5 虚拟仿真技术 152
8.2.6 遥控焊接技术 153
8.3 焊接机器人的应用领域 154
8.3.1 汽车制造领域 154
8.3.2 工程机械领域 155
8.3.3 船舶建造领域 157
8.3.4 钢结构建筑领域 159 第9章 AGV搬运机器人技术与应用 161
9.1 AGV搬运机器人的基础知识 162
9.1.1 AGV搬运机器人的系统构成 162
9.1.2 AGV搬运机器人的关键技术 164
9.1.3 AGV搬运机器人的应用场景 166
9.1.4 基于AGV的智能物流仓储系统 167
9.2 AGV导引技术及工作原理 169
9.2.1 磁钉导引技术 169
9.2.2 磁条导航技术 170
9.2.3 激光导航技术 170
9.2.4 电磁导航技术 172
9.2.5 视觉导航技术 172
9.2.6 激光SLAM导航技术 173
9.3 基于AGV/AMR的大规模定制 175
9.3.1 AGV/AMR的典型机构形式 175
9.3.2 AGV/AMR的软件关键技术 177
9.3.3 基于AGV/AMR的大规模定制应用 179 第10章 装配机器人技术与应用 182
10.1 装配机器人的基础知识 183
10.1.1 装配机器人定义与分类 183
10.1.2 装配机器人的基本组成 184
10.1.3 装配机器人的关键技术 186
10.1.4 我国装配机器人的发展趋势 188
10.2 基于机器人的自动化装配应用 188
10.2.1 机器人自动化装配的价值 188
10.2.2 机器人自动化装配的关键技术 190
10.2.3 机器人自动化装配的应用策略 192
10.3 装配机器人在航空领域的应用 193
10.3.1 装配状态感知 193
10.3.2 装配智能控制 194
10.3.3 人机协同装配 194
10.3.4 典型应用场景 195 参考文献 197