工业机器人技术及应用

项目1 工业机器人的认知1 导读1 任务1.1 工业机器人的定义及发展2 任务目标2 知识点学习2 1.1.1 工业机器人的定义2 1.1.2 工业机器人的发展3 1.1.3 工业机器人的品牌6 小测验6 任务1.2 工业机器人的基本组成和技术参数7 任务目标7 知识点学习7 1.2.1 工业机器人的基本组成7 1.2.2 工业机器人的技术参数10 小测验12 任务1.3 工业机器人的分类和应用12 任务目标12 知识点学习12 1.3.1 工业机器人的分类12 1.3.2 工业机器人的应用16 小测验18 实践训练1 识别实训室内不同种类的工业机器人18 项目总结19 思考与练习119 项目2 工业机器人的运动学基础20 导读20 任务2.1 工业机器人的轴和坐标系21 任务目标21 知识点学习21 2.1.1 工业机器人的轴21 2.1.2 工业机器人常用坐标系21 2.1.3 工业机器人的运动简图22 小测验24 任务2.2 工业机器人的位姿描述24 任务目标24 知识点学习25 2.2.1 工业机器人的矩阵表示25 2.2.2 工业机器人的坐标关系描述26 小测验28 任务2.3 工业机器人的坐标变换28 任务目标28 知识点学习28 2.3.1 平移坐标变换29 2.3.2 旋转坐标变换30 2.3.3 复合坐标变换31 2.3.4 相对于运动坐标系的变换33 小测验34 任务2.4 工业机器人的运动学35 任务目标35 知识点学习35 2.4.1 连杆和关节变量36 2.4.2 工业机器人D-H模型37 小测验41 项目总结41 思考与练习241 项目3 工业机器人的机械系统43 导读43 任务3.1 工业机器人的基座44 任务目标44 知识点学习44 3.1.1 固定式基座44 3.1.2 移动式基座45 3.1.3 轮式行走机构46 3.1.4 履带式行走机构48 3.1.5 足式行走机构49 小测验50 任务3.2 工业机器人的臂部51 任务目标51 知识点学习51 3.2.1 臂部的特点51 3.2.2 臂部的配置形式52 3.2.3 臂部的驱动方式53 小测验54 任务3.3 工业机器人的腕部55 任务目标55 知识点学习55 3.3.1 腕部的运动形式55 3.3.2 腕部的分类56 3.3.3 腕部的驱动方式58 小测验59 任务3.4 工业机器人的末端执行器60 任务目标60 知识点学习60 3.4.1 末端执行器的特点60 3.4.2 末端执行器的分类60 3.4.3 夹钳式末端执行器62 3.4.4 吸附式末端执行器64 3.4.5 其他形式的末端执行器65 小测验68 任务3.5 工业机器人的传动机构68 任务目标68 知识点学习68 3.5.1 谐波减速器68 3.5.2 RV减速器70 小测验72 实践训练2 工业机器人的机械系统认知72 项目总结72 思考与练习373 项目4 工业机器人的动力系统74 导读74 任务4.1 动力系统的类型及组成75 任务目标75 知识点学习75 4.1.1 动力系统的类型75 4.1.2 动力系统的组成76 4.1.3 伺服系统的分类79 小测验80 任务4.2 步进伺服系统81 任务目标81 知识点学习81 4.2.1 步进电动机的分类81 4.2.2 反应式步进电动机的结构及工作原理82 4.2.3 步进电动机的主要性能指标83 4.2.4 步进电动机驱动控制电路84 4.2.5 步进伺服系统的控制特征及硬件接线85 小测验86 任务4.3 直流伺服系统87 任务目标87 知识点学习87 4.3.1 直流伺服电动机的分类87 4.3.2 直流伺服电动机的结构及工作原理88 4.3.3 直流伺服电动机调速89 小测验92 任务4.4 交流伺服系统92 任务目标92 知识点学习92 4.4.1 交流伺服电动机的分类93 4.4.2 交流伺服电动机的结构及工作原理93 4.4.3 交流伺服驱动器的工作原理及控制方式94 小测验97 实践训练3 工业机器人的动力系统认知97 实践训练4 步进电动机的接线与调试97 实践训练5 交流伺服电动机调速及位置控制98 项目总结98 思考与练习499 项目5 工业机器人的传感系统100 导读100 任务5.1 传感器基础知识101 任务目标101 知识点学习101 5.1.1 传感器的定义102 5.1.2 传感器的分类102 5.1.3 工业机器人对传感器的性能要求103 5.1.4 传感器的性能指标103 小测验105 任务5.2 工业机器人的内部传感器105 任务目标105 知识点学习106 5.2.1 位置传感器和位移传感器106 5.2.2 速度传感器110 5.2.3 力传感器112 小测验112 任务5.3 工业机器人的外部传感器113 任务目标113 知识点学习113 5.3.1 触觉传感器113 5.3.2 接近觉传感器115 5.3.3 其他外部传感器116 小测验117 任务5.4 工业机器人的机器视觉系统117 任务目标117 知识点学习118 5.4.1 机器视觉系统的定义118 5.4.2 机器视觉系统的组成119 5.4.3 机器视觉系统的应用120 小测验122 实践训练6 辨识工业机器人传感器122 项目总结122 思考与练习5123 项目6 工业机器人的控制系统124 导读124 任务6.1 控制系统的基本组成125 任务目标125 知识点学习125 6.1.1 控制系统的功能125 6.1.2 控制系统的组成126 6.1.3 典型工业机器人控制系统127 小测验130 任务6.2 工业机器人控制系统的分类130 任务目标130 知识点学习130 6.2.1 按控制方式分类130 6.2.2 按被控对象分类133 小测验135 任务6.3 工业机器人控制系统的结构135 任务目标135 知识点学习135 6.3.1 工业机器人控制器的功能136 6.3.2 工业机器人常用的控制器的结构136 6.3.3 工业机器人控制系统的通信139 小测验140 实践训练7 认识工业机器人的控制系统140 项目总结141 思考与练习6141 项目7 工业机器人的示教与编程142 导读142 任务7.1 工业机器人的编程要求和工业机器人语言143 任务目标143 知识点学习143 7.1.1 工业机器人的编程要求143 7.1.2 工业机器人语言144 小测验146 任务7.2 工业机器人的编程方式147 任务目标147 知识点学习147 7.2.1 示教编程147 7.2.2 离线编程147 小测验149 任务7.3 工业机器人的编程实践150 任务目标150 知识点学习150 7.3.1 坐标系认知150 7.3.2 示教器认知153 7.3.3 编程指令157 7.3.4 编程实例分析165 小测验166 实践训练8 ESTUN工业机器人轨迹路线的示教编程167 实践训练9 ESTUN工业机器人搬运任务的示教编程167 实践训练10 FANUC工业机器人搬运任务的示教编程168 实践训练11 ABB工业机器人取料任务的示教编程168 项目总结169 思考与练习7169 项目8 工业机器人的典型应用170 导读170 任务8.1 焊接机器人171 任务目标171 知识点学习171 8.1.1 焊接机器人定义171 8.1.2 焊接机器人工作站系统组成171 8.1.3 焊接机器人分类172 小测验177 任务8.2 搬运机器人178 任务目标178 知识点学习178 8.2.1 搬运机器人特点和分类178 8.2.2 搬运机器人工作站系统组成179 8.2.3 搬运机器人工作站系统外围设备180 小测验181 任务8.3 装配机器人181 任务目标181 知识点学习182 8.3.1 装配机器人特点和分类182 8.3.2 装配机器人工作站系统组成183 8.3.3 装配机器人工作站系统外围设备184 小测验185 实践训练12 认识典型工业机器人工作站系统186 项目总结186 思考与练习8186 参考文献187