机器人技术与应用

　　本书以典型机器人的结构和应用为主线，系统介绍了典型工业机器人相关基础知识及项目应用。全书分六个项目，包括直角坐标码垛机器人、四自由度SCARA机器人、六自由度关节机器人、并联加工机器人、AGV机器人，后以一个综合多种机器人具体应用的柔性制造系统作为全书的总结项目予以介绍。全书基于工作过程，以项目驱动为导引，内容力求丰富、结构力求清晰、图文并茂、力求言简意赅、通俗易懂。通过本书的学习可以使读者快速掌握典型应用作为项目驱动的常用工业机器人系统设计与调试方法。本书适用于可以作为普通高等院校机电专业教材，也可以作为从事机械电子、机器人理论与实践研究人员以及从事工业机器人应用开发、调试、现场维护工程技术人员的参考书。

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出版说明
前言
项目1　直角坐标码垛机器人 1
任务1　直角坐标码垛机器人系统认知 1
1. 1　任务概述 1
1. 2　任务目标 1
1. 3　任务引入 1
1. 4　任务实施 1
1. 4. 1　直角坐标码垛机器人简述 1
1. 4. 2　关节型码垛机器人简述 3
1. 4. 3　码垛机器人两大类型特点及应用比较 3
1. 4. 4　BNRT-CACS3 型直角坐标码垛机器人系统组成 4
1. 4. 5　BNRT-CACS3 型直角坐标码垛机器人部件功能与使用 5
任务2　直角坐标码垛机器人系统调试与训练案例 11
2. 1　任务概述 11
2. 2　任务目标 11
2. 3　任务引入 11
2. 4　任务实施 11
2. 4. 1　BNRT-CACS3 型直角坐标码垛机器人接线准则 11
2. 4. 2　BNRT-CACS3 型直角坐标码垛机器人调试训练 13
2. 4. 3　BNRT-CACS3 型直角坐标码垛机器人系统工作训练 13
任务3　直角坐标码垛机器人井式供料单元训练案例 14
3. 1　任务概述 14
3. 2　任务目标 14
3. 3　任务引入 14
3. 4　任务实施 14
3. 4. 1　用PLC 实现两个常开按钮和两个磁性开关对推料电磁阀的控制 14
3. 4. 2　用PLC 实现货物有无检测报警的控制 16
任务4　直角坐标码垛机器人旋转编码器定位操作训练案例 18
4. 1　任务概述 18
4. 2　任务目标 18
Ⅸ ..........
4. 3　任务引入 19
4. 4　任务实施 19
任务5　直角坐标码垛机器人日常维护与常见故障排除案例 24
5. 1　任务概述 24
5. 2　任务目标 24
5. 3　任务引入 24
5. 4　任务实施 24
5. 4. 1　直角坐标码垛机器人常见故障排除 24
5. 4. 2　BNRT-CACS3 型直角坐标码垛机器人维护和保养 25
项目2　四自由度SCARA 机器人 27
任务1　SCARA 机器人路径轨迹规划 27
1. 1　任务概述 27
1. 2　任务目标 27
1. 3　任务引入 27
1. 4　任务实施 28
1. 4. 1　机器人的位姿描述 28
1. 4. 2　齐次变换及运算 28
1. 4. 3　机器人运动学方程 32
1. 4. 4　SCARA 机器人运动学模型 36
任务2　SCARA 装配机器人的控制系统 42
2. 1　任务概述 42
2. 2　任务目标 42
2. 3　任务引入 42
2. 4　任务实施 43
2. 4. 1　运动控制系统的硬件部分 43
2. 4. 2　运动控制系统的软件部分 46
项目3　六自由度关节机器人 48
任务1　六自由度模块化关节机器人硬件系统 48
1. 1　任务概述 48
1. 2　任务目标 48
1. 3　任务引入 48
1. 4　任务实施 48
1. 4. 1　模块化的定义与原则 48
1. 4. 2　模块化的作用 49
1. 4. 3　模块的划分原则 49
1. 4. 4　模块的组合原则 50
1. 4. 5　模块的接口 50
1. 4. 6　六自由度模块化关节机器人结构 50
任务2　六自由度模块化关节机器人示教编程与控制案例 52
Ⅹ..........
2. 1　任务概述 52
2. 2　任务目标 52
2. 3　任务引入 52
2. 4　任务实施 53
2. 4. 1　机器人正/逆运动学的D-H 方法 53
2. 4. 2　正运动学 54
2. 4. 3　逆运动学 56
2. 4. 4　机器人示教—再现过程 57
2. 4. 5　六自由度模块化关节机器人示教过程 57
任务3　六自由度模块化关节机器人常见故障案例 63
3. 1　任务概述 63
3. 2　任务目标 63
3. 3　任务引入 63
3. 4　任务实施 63
3. 4. 1　六自由度模块化关节机器人操作规程 63
3. 4. 2　六自由度模块化关节机器人常见故障 64
3. 4. 3　六自由度模块化关节机器人日常维护 64
项目4　并联机器人 67
任务1　并联机器人控制系统构建案例 67
1. 1　任务概述 67
1. 2　任务目标 67
1. 3　任务引入 67
1. 4　任务实施 68
1. 4. 1　控制系统方案设计 68
1. 4. 2　数控系统硬件搭建 69
1. 4. 3　I/ O 控制 70
任务2　并联机器人软件系统开发案例 70
2. 1　任务概述 70
2. 2　任务目标 71
2. 3　任务引入 71
2. 4　任务实施 71
2. 4. 1　开发工具的选择 71
2. 4. 2　建立VC 环境下PMAC 卡的初始化及数控程序框架 72
2. 4. 3　建立控制系统功能模块 73
2. 4. 4　设计控制系统软件人机界面 74
任务3　并联机器人加工案例 80
3. 1　任务概述 80
3. 2　任务目标 80
3. 3　任务引入 80
Ⅺ ..........
3. 4　任务实施 80
3. 4. 1　刀具补偿数量级的确定 80
3. 4. 2　3D 刀具半径补偿的方向 81
3. 4. 3　3D 刀具补偿执行过程 81
3. 4. 4　3D 刀具偏移轨迹验证 82
项目5　AGV 小车 84
任务1　AGV 小车系统认知 84
1. 1　任务概述 84
1. 2　任务目标 84
1. 3　任务引入 84
1. 4　任务实施 85
1. 4. 1　AGV 小车概述 85
1. 4. 2　AGV 小车的结构组成 86
1. 4. 3　AGV 小车导引原理 88
1. 4. 4　AGV 小车的主要技术参数 89
1. 4. 5　物流信息管理系统 90
任务2　AGV 小车机械结构设计 90
2. 1　任务概述 90
2. 2　任务目标 91
2. 3　任务引入 91
2. 4　任务实施 91
2. 4. 1　AGV 系统结构设置与动力学建模 91
2. 4. 2　AGV 中机械部分主要零件的选取 95
任务3　AGV 电气系统设计 102
3. 1　任务概述 102
3. 2　任务目标 103
3. 3　任务引入 103
3. 4　任务实施 103
3. 4. 1　控制系统 103
3. 4. 2　电路的设计 104
3. 4. 3　行走策略 105
3. 4. 4　传感器采样 106
3. 4. 5　控制策略 107
3. 4. 6　动作类型 107
项目6　柔性制造系统 109
任务1　柔性制造系统认知 109
1. 1　任务概述 109
1. 2　任务目标 109
1. 3　任务引入 109
1. 4　任务实施 110
1. 4. 1　柔性制造系统工作流程 110
1. 4. 2　六自由度关节型机器人 111
1. 4. 3　流水线 112
1. 4. 4　电气控制系统 116
任务2　柔性制造系统安装与调试 118
2. 1　任务概述 118
2. 2　任务目标 118
2. 3　任务引入 119
2. 4　任务实施 119
2. 4. 1　软件安装 119
2. 4. 2　柔性制造系统设备安装 119
2. 4. 3　系统测试运行 121
任务3　柔性制造物品视觉识别 122
3. 1　任务概述 122
3. 2　任务目标 122
3. 3　任务引入 122
3. 4　任务实施 126
3. 4. 1　硬件连接 126
3. 4. 2　软件调试及安装 126
3. 4. 3　实验操作步骤 126
课后练习 127
参考文献 128