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基础认知篇2

项目一 工业机器人概述2

项目引入2

知识图谱3

任务一 机器人的由来3

【任务描述】3

【任务学习】3

【思考与练习】5

任务二 机器人的定义5

【任务描述】5

【任务学习】5

一、国际上机器人的几种定义5

二、工业机器人的定义6

【思考与练习】6

任务三 工业机器人发展史和发展趋势7

【任务描述】7

【任务学习】7

一、工业机器人发展史7

二、工业机器人发展趋势14

【思考与练习】15

项目总结15

项目习题16

项目二 工业机器人分类和技术参数17

项目引入17

知识图谱18

任务一 根据拓扑结构分类18

【任务描述】18

【任务学习】18

一、串联结构机器人18

二、并联结构机器人19

三、混合结构机器人20

【思考与练习】21

任务二 根据坐标系分类21

【任务描述】21

【任务学习】21

一、直角坐标机器人21

二、圆柱坐标机器人22

三、球坐标机器人23

四、关节机器人23

【思考与练习】25

任务三 根据控制方式分类25

【任务描述】25

【任务学习】25

一、非伺服控制机器人25

二、伺服控制机器人26

【思考与练习】26

任务四 工业机器人技术参数26

【任务描述】26

【任务学习】26

一、自由度27

二、定位精度28

三、重复性或重复定位精度28

四、工作空间29

五、最大速度29

六、承载能力29

【思考与练习】30

项目总结30

项目习题30

项目三 工业机器人编程技术33

项目引入33

知识图谱34

任务一 编程概述34

【任务描述】34

【任务学习】34

一、编程类型35

二、编程语言类型35

三、编程方式36

【思考与练习】37

任务二 在线编程37

【任务描述】37

【任务学习】37

一、在线编程方式37

二、在线编程实例38

【思考与练习】40

任务三 离线编程40

【任务描述】40

【任务学习】40

一、离线编程方式40

二、离线编程软件41

三、离线编程实例43

【思考与练习】47

项目总结47

项目习题47

组成进阶篇50

项目四 工业机器人机械部分50

项目引入50

知识图谱51

任务一 工业机器人末端执行器53

【任务描述】53

【任务学习】53

一、末端执行器分类53

二、夹钳式末端执行器54

三、吸附式末端执行器57

四、专用末端执行器59

五、工具快换装置60

六、多工位换接装置60

【思考与练习】61

任务二 工业机器人手腕61

【任务描述】61

【任务学习】62

一、手腕运动形式62

二、手腕自由度62

三、柔顺手腕结构64

【思考与练习】65

任务三 工业机器人手臂65

【任务描述】65

【任务学习】65

一、手臂特点65

二、手臂分类67

【思考与练习】68

任务四 工业机器人腰部68

【任务描述】68

【任务学习】68

【思考与练习】69

任务五 工业机器人基座69

【任务描述】69

【任务学习】69

一、固定式基座69

二、移动式基座70

【思考与练习】71

任务六 工业机器人驱动装置71

【任务描述】71

【任务学习】71

一、电动驱动式72

二、液压驱动式74

三、气动驱动式75

【思考与练习】76

任务七 工业机器人传动装置76

【任务描述】76

【任务学习】76

一、轴承77

二、丝杠78

三、齿轮80

四、星形齿轮83

五、RV减速器84

六、谐波齿轮87

七、同步带88

八、缆绳89

【思考与练习】90

项目总结90

项目习题91

项目五 工业机器人传感部分92

项目引入92

知识图谱93

任务一 工业机器人传感器概述94

【任务描述】94

【任务学习】94

一、传感器定义94

二、工业机器人传感器分类94

【思考与练习】95

任务二 传感器性能指标96

【任务描述】96

【任务学习】96

一、灵敏度96

二、线性度96

三、测量范围96

四、精度96

五、重复性97

六、分辨率97

七、响应时间97

八、抗干扰能力97

【思考与练习】97

任务三 位置传感器98

【任务描述】98

【任务学习】98

一、电位器式传感器98

二、光电编码器99

三、旋转变压器101

【思考与练习】102

任务四 角速度传感器102

【任务描述】102

【任务学习】102

一、相对式光电编码器102

二、测速发电机102

【思考与练习】103

任务五 接近觉传感器103

【任务描述】103

【任务学习】103

一、电容式传感器104

二、电感式传感器104

三、光电式传感器105

四、超声波式传感器107

五、距离传感器109

【思考与练习】110

任务六 触觉传感器110

【任务描述】110

【任务学习】110

一、接触式传感器111

二、压觉传感器112

三、滑觉传感器113

【思考与练习】115

任务七力/扭矩传感器115

【任务描述】115

【任务学习】115

【思考与练习】117

任务八 视觉传感器117

【任务描述】117

【任务学习】117

【思考与练习】121

任务九 各类传感器组合使用121

【任务描述】121

【任务学习】122

【思考与练习】122

项目总结122

项目习题123

项目六 工业机器人控制部分124

项目引入124

知识图谱125

任务一 工业机器人控制系统概述126

【任务描述】126

【任务学习】126

一、工业机器人控制系统功能126

二、工业机器人控制系统特点127

三、工业机器人控制系统组成127

【思考与练习】129

任务二 工业机器人控制方式130

【任务描述】130

【任务学习】130

一、工业机器人运动控制130

二、工业机器人力控制133

【思考与练习】134

任务三 控制系统数字化实现135

【任务描述】135

【任务学习】135

【思考与练习】136

任务四 示教控制坐标系137

【任务描述】137

【任务学习】137

【思考与练习】142

项目总结142

项目习题142

运动高级篇144

项目七 工业机器人运动学基础144

项目引入144

知识图谱145

任务一 工业机器人数学基础145

【任务描述】145

【任务学习】146

一、空间点表示146

二、空间向量表示146

三、坐标系表示147

四、坐标系在固定参考坐标系中的表示147

五、刚体表示147

【思考与练习】148

任务二 工业机器人轴与坐标系148

【任务描述】148

【任务学习】149

一、工业机器人轴149

二、工业机器人坐标系150

【思考与练习】151

任务三 工业机器人位姿描述151

【任务描述】151

【任务学习】151

一、刚体位姿描述151

二、位姿齐次坐标描述153

【思考与练习】154

任务四 工业机器人坐标变换154

【任务描述】154

【任务学习】154

一、坐标变换154

二、齐次坐标变换157

【思考与练习】159

任务五 工业机器人D-H建模160

【任务描述】160

【任务学习】160

一、工业机器人运动简图160

二、标准D-H建模162

三、改进D-H建模164

【思考与练习】166

项目总结166

项目习题167

项目八 工业机器人运动学计算169

项目引入169

知识图谱170

任务一 工业机器人正运动学计算170

【任务描述】170

【任务学习】171

【思考与练习】171

任务二 工业机器人逆运动学计算172

【任务描述】172

【任务学习】172

【思考与练习】173

任务三 工业机器人雅克比矩阵计算173

【任务描述】173

【任务学习】173

【思考与练习】175

项目总结175

项目习题175

应用拓展篇178

项目九 工业机器人典型应用178

项目引入178

知识图谱179

任务一 工业机器人外围设备179

【任务描述】179

【任务学习】180

【思考与练习】180

任务二 焊接机器人180

【任务描述】180

【任务学习】180

一、焊接机器人系统组成181

二、点焊机器人183

三、弧焊机器人185

【思考与练习】188

任务三 喷涂机器人189

【任务描述】189

【任务学习】189

【思考与练习】192

任务四 装配机器人192

【任务描述】192

【任务学习】192

【思考与练习】195

任务五 搬运机器人195

【任务描述】195

【任务学习】195

【思考与练习】196

任务六 轮式移动机器人与AGV196

【任务描述】196

【任务学习】196

【思考与练习】202

任务七 其他类型机器人202

【任务描述】202

【任务学习】202

【思考与练习】204

项目总结204

项目习题205

参考文献206