內容簡介
本書主要內容包括機器人的發展概況、工業機器人的結構、工業機器人的運動學及動力學、
工業機器人的環境感覺技術、 工業機器人的控制、工業機器人的編程、
工業機器人系統等。書中以三菱裝配機器人為例，系統地講述了工業機器人各大組成部分及其套用。
本書是一本理論與實用技術兼顧的關於工業機器人技術的入門教材，取材新穎，並附有習題。
本書可作為套用型大學機電一體化、機械等專業的本科教材，也可作為有關工程技術人員的參考書。
★ 本書配有電子教案，需要者可登錄出版社網站，免費下載。
目錄
第1章 緒論 1
1.1 機器人的分類 1
1.2 工業機器人的套用和發展 4
1.2.1 工業機器人的套用 4
1.2.2 工業機器人的發展 6
1.3 工業機器人的基本組成及技術參數 10
1.3.1 工業機器人的基本組成 10
1.3.2 工業機器人的技術參數 12
1.3.3 工業機器人的坐標 17
1.3.4 工業機器人的參考坐標系 19
1.3.5 工業機器人的運動副 20
1.3.6 工業機器人機構的結構類型 23
1.3.7 並在線上器人 24
習題 26
第2章 工業機器人機構 27
2.1 機器人末端操作器 27
2.1.1 夾鉗式取料手 28
2.1.2 吸附式取料手 32
2.1.3 專用操作器及轉換器 37
2.1.4 仿生多指靈巧手 39
2.1.5 其他手 40
2.2 機器人手腕 44
2.2.1 手腕的分類 44
2.2.2 手腕的典型結構 46
2.2.3 柔順手腕結構 49
2.3 機器人手臂 50
2.4 機器人機座 56
2.4.1 固定式機座 56
2.4.2 行走式機座 57
2.5 工業機器人的驅動與傳動 63
2.5.1 直線驅動機構 64
2.5.2 旋轉驅動機構 65
2.5.3 直線驅動和旋轉驅動的選用和制動 67
2.5.4 工業機器人的傳動 68
2.5.5 新型的驅動方式 70
2.5.6 驅動傳動方式的套用 72
習題 74
第3章 工業機器人運動學和動力學 75
3.1 工業機器人的運動學 75
3.1.1 工業機器人位姿描述 75
3.1.2 齊次變換及運算 79
3.1.3 工業機器人的連桿參數和齊次變換矩陣 81
3.1.4 工業機器人的運動學方程 83
3.2 工業機器人的動力學 86
3.2.1 工業機器人速度分析 86
3.2.2 工業機器人靜力學分析 88
3.2.3 工業機器人動力學分析 91
3.3 並在線上器人的運動學及動力學 93
3.3.1 並在線上器人機構位置分析 93
3.3.2 並在線上構的性能分析 98
3.4 工業機器人的運動軌跡規劃 107
3.4.1 路徑和軌跡 107
3.4.2 軌跡規劃 107
3.4.3 關節空間的軌跡規劃 108
習題 111
第4章 工業機器人的環境感覺技術 114
4.1 工業機器人的視覺 114
4.1.1 視覺系統的硬體組成 115
4.1.2 機器人視覺的套用 116
4.2 工業機器人的觸覺 118
4.2.1 機器人的接觸覺 119
4.2.2 機器人的接近覺 121
4.2.3 機器人的壓覺 122
4.2.4 機器人的滑覺 123
4.2.5 機器人的力覺 125
4.3 工業機器人的位置及位移 127
4.3.1 電位器式位移感測器 127
4.3.2 光電編碼器 128
4.3.3 角速度感測器 130
4.3.4 機器人測距感測器 131
4.4 焊接機器人感測系統 136
4.4.1 電弧感測系統 137
4.4.2 超聲感測跟蹤系統 138
4.4.3 視覺感測跟蹤系統 141
4.5 裝配機器人感測系統 143
4.5.1 位姿感測器 143
4.5.2 柔性腕力感測器 146
4.5.3 工件識別感測器 147
4.5.4 裝配機器人視覺感測技術 148
4.5.5 多感測器信息融合裝配機器人 150
習題151
第5章 工業機器人控制 152
5.1 工業機器人控制系統的特點 152
5.2 工業機器人控制系統的主要功能 153
5.2.1 示教再現控制 153
5.2.2 工業機器人的運動控制 155
5.3 工業機器人的控制方式 155
5.3.1 點位控制方式(PTP) 155
5.3.2 連續軌跡控制方式(CP) 155
5.3.3 力(力矩)控制方式 156
5.3.4 智慧型控制方式 156
5.4 電動機的控制 156
5.4.1 電動機的控制 156
5.4.2 電動機速度的控制 159
5.4.3 電動機和機械的動態特性分析 163
5.4.4 正確控制動態特性 165
5.5 機械系統的控制 168
5.5.1 機器人手指位置的確定 168
5.5.2 設計方法 169
5.5.3 電動機 169
5.5.4 驅動器 171
5.5.5 檢測位置用的脈衝編碼器(PE)和檢測速度用的測速發電機(TG) 171
5.5.6 直流電動機的傳遞函式表示法 171
5.5.7 位置控制和速度控制 173
5.5.8 通過實驗識別傳遞函式 174
5.5.9 通過比例積分微分(PID)補償改善系統特徵 175
5.5.10 通過IPD補償改善系統特性 176
5.5.11 電流控制 177
5.5.12 不產生速度模式的位置控制 178
5.5.13 力控制 179
5.6 工業機器人控制系統的組成 179
習題 181
第6章 工業機器人編程 182
6.1 編程方式介紹 182
6.2 機器人程式語言的基本要求和類別 183
6.3 程式語言的套用 185
6.3.1 AL語言 185
6.3.2 VAL-Ⅱ語言 190
6.3.3 AML語言 190
6.3.4 AUTOPASS語言 191
6.4 工業機器人程式設計過程 192
習題 195
第7章 工業機器人系統 197
7.1 在生產中引入工業機器人系統的方法 197
7.1.1 可行性分析 197
7.1.2 機器人工作站和生產線的詳細設計 197
7.1.3 製造與試運行 198
7.1.4 交付使用 199
7.2 工程工業機器人和外圍設備 199
7.3 機械加工作業的機器人系統 201
7.4 裝配作業的機器人系統 204
7.5 焊接作業的機器人系統 210
7.6 FMS和工業機器人 214
7.7 自動導引車系統 215
習題 220
附錄A 三菱裝配機器人的套用 221
A.1 Movemaster EX RV-M1裝配機器人系統 221
A.1.1 系統構成圖 221
A.1.2 標準件與選件 225
A.2 Movemaster EX RV-M1裝配機器人的機械結構 226
A.3 Movemaster EX RV-M1裝配機器人的示教 228
A.3.1 示教盒按鍵說明 228
A.3.2 示教編程舉例 230
A.4 Movemaster EX RV-M1裝配機器人的編程 233
A.4.1 指令說明 233
A.4.2 編程舉例 237
附錄B COSIMIR Industrial軟體的概述和安裝 239
B.1 概述 239
B.2 安裝 239
B.2.1 系統最小需求 239
B.2.2 安裝 239
B.3 基本使用 242
B.3.1 創建一個新項目 242
B.3.2 設定通信連線埠 243
B.3.3 編寫程式 244
B.3.4 重新排列程式的行號 247
B.3.5 創建一個新的位置點 248
B.3.6 改變位置點 248
B.3.7 機器人位置點排序 250
B.3.8 通信 251
B.3.9 下載 252
B.3.10 上載 254
B.3.11 機器人的點動操作 256
B.3.12 機器人程式的運行 258
B.3.13 警報的解除 259
附錄C 英漢對照術語表 260
參考文獻 268
