工业机器人测试与评价技术

第1章 绪论 1
1.1 工业机器人的定义、特点及分类 1
1.1.1 工业机器人的定义 1
1.1.2 工业机器人的特点 2
1.1.3 工业机器人的分类 3
1.2 工业机器人的发展概况 3
1.2.1 国际工业机器人的发展 3
1.2.2 国内工业机器人的发展 4
1.3 工业机器人的应用 5
参考文献 7

第2章 典型工业机器人技术基础 9
2.1 机器人结构设计 9
2.1.1 操作臂的坐标形式和外形结构 9
2.1.2 手腕的传动与结构 13
2.1.3 手爪的形式结构 15
2.2 机器人运动学 19
2.2.1 齐次坐标和齐次变换 19
2.2.2 操作臂运动学 24
2.2.3 微分运动与雅可比矩阵 32
2.3 机器人动力学 43
2.3.1 概述 43
2.3.2 动力学分析基础 43
2.3.3 牛顿—欧拉迭代动力学方程 45
2.3.4 机器人拉格朗日动力学方程的建立 48
2.4 机器人软件 50
2.5 机器人控制 50
2.5.1 运动控制 50
2.5.2 关节空间控制 51
2.5.3 操作空间控制 53
2.5.4 力控制 53
2.6 机器人伺服驱动 54
2.6.1 电液伺服系统 55
2.6.2 直流伺服系统 57
2.6.3 交流伺服系统 58
2.7 机器人传感器 59
2.7.1 传感器特性 60
2.7.2 视觉传感器 63
2.7.3 测距传感器 63
2.7.4 力和压力传感器 64
2.7.5 触觉传感器 65
参考文献 66

第3章 工业机器人标准概述 67
3.1 工业机器人国外标准概述 68
3.2 工业机器人国内标准概述 71
参考文献 74

第4章 工业机器人测试技术概述 75
4.1 工业机器人整机性能及安全可靠性测试技术概述 75
4.2 工业机器人标定技术的概述 76
4.3 工业机器人软件测试技术概述 77
4.4 工业机器人关键零部件测试技术概述 79
4.5 工业机器人专项检测技术概述 80
4.6 生产线集成应用测试技术概述 83

第5章 工业机器人整机性能及安全可靠性测试技术 85
5.1 工业机器人整机性能测试 85
5.1.1 测试指标分析 85
5.1.2 测试方法及工具 88
5.1.3 测试结果分析 134
5.2 工业机器人安全性测试 136
5.2.1 测试指标分析 136
5.2.2 测试方法 140
5.2.3 测试结果分析 142
5.3 工业机器人可靠性测试 146
5.3.1 测试指标分析 146
5.3.2 测试方法 147
5.3.3 测试结果分析 149
参考文献 154

第6章 工业机器人标定技术 155
6.1 标定参数分析 155
6.1.1 工业机器人误差来源 156
6.1.2 工业机器人标定参数分析 157
6.2 标定方法及工具 158
6.2.1 工业机器人几何参数标定 158
6.2.2 工业机器人坐标系标定 174
参考文献 190

第7章 工业机器人软件测试技术 191
7.1 功能测试 191
7.1.1 测试指标分析 191
7.1.2 测试方法及工具 193
7.1.3 测试结果及分析 199
7.2 性能测试 199
7.2.1 测试指标分析 199
7.2.2 测试方法及工具 201
7.2.3 测试结果分析 204
7.3 易用性测试 205
7.3.1 测试指标分析 205
7.3.2 测试方法及工具 209
7.3.3 测试结果分析 211
7.4 维护性测试 211
7.4.1 测试指标分析 211
7.4.2 测试方法及工具 213
7.4.3 测试结果分析 214
7.5 可移植性测试 214
7.5.1 测试指标分析 214
7.5.2 测试方法及工具 216
7.5.3 测试结果分析 217
7.6 可靠性测试 218
7.6.1 测试指标分析 218
7.6.2 测试方法及工具 220
7.6.3 测试结果分析 222
7.7 代码测试 223
7.7.1 测试内容分析 223
7.7.2 测试方法及工具 229
7.7.3 测试结果分析 271
7.8 嵌入式软件测试 271
7.8.1 测试指标分析 271
7.8.2 测试方法及工具 272
7.8.3 测试结果分析 275
参考文献 275
第8章 工业机器人关键零部件测试技术 277
8.1 MEMS传感器测试 277
8.1.1 测试指标分析 277
8.1.2 测试方法及工具 279
8.1.3 测试结果分析 283
8.2 控制器测试 287
8.2.1 测试指标分析 287
8.2.2 测试方法及工具 289
8.2.3 测试结果分析 296
8.3 减速器测试 297
8.3.1 测试指标分析 297
8.3.2 测试方法及工具 298
8.3.3 测试结果分析 301
8.4 伺服电机测试 304
8.4.1 测试指标分析 304
8.4.2 测试方法及工具 305
8.4.3 测试结果分析 307
参考文献 314

第9章 工业机器人专项检测技术 315
9.1 环境检测 315
9.1.1 测试指标分析 316
9.1.2 测试方法及工具 320
9.1.3 测试结果分析 325
9.2 电磁兼容检测 326
9.2.1 测试指标分析 327
9.2.2 测试方法及工具 329
9.2.3 测试结果分析 337
9.3 材料性能检测 338
9.3.1 测试指标分析 338
9.3.2 测试方法及工具 340
9.3.3 测试结果分析 370
参考文献 370

第10章 生产线系统集成应用测试技术 371
10.1 机器人与数控机床集成应用技术 371
10.1.1 集成应用的主要形式 371
10.1.2 集成应用的主要技术 373
10.2 生产线系统集成应用测试技术 374
10.2.1 协议测试 374
10.2.2 总线性能测试 385
10.2.3 安全性测试 389
参考文献 396

第11章 工业机器人评价方法 397
11.1 评价指标 397
11.2 模糊综合评价方法 398
11.2.1 基本思想和原理 399
11.2.2 模糊综合评价方法的模型和步骤 399
11.2.3 模糊综合评价方法的优缺点 402
参考文献 403

第12章 典型测试案例分析 405
12.1 测试案例概述 405
12.2 测试前提条件 405
12.3 测试环境搭建 408
12.4 测试用例设计 409
12.5 测试过程设计 409
12.6 测试结果分析与评价 427
12.6.1 测试结果 428
12.6.2 结果分析 430