工业机器人技术

　　本教材介绍了工业机器人学的基本原理及技术，使读者了解工业机器人的基本概念、分类、结构特点、控制技术、编程技术及应用维护技术；同时结合实际的工程应用实例，介绍了工业机器人的设计思路、操作方法、系统集成、现场应用及维护等技术。

　　李瑞峰，哈尔滨工业大学机器人研究所副所长，教授，博士生导师， 1996年获得哈尔滨工业大学工学博士学位。先后作为项目负责人承担多项国家自然科学基金和国家863计划机器人项目的研发工作，目前正在承担国家数控重大专项中的工业机器人产业化项目。

第1章绪论

1.1工业机器人定义

1.2工业机器人分类

1.2.1按机器人的发展程度分类

1.2.2按机器人的性能指标分类

1.2.3按机器人的结构特征分类

1.2.4按机器人的结构形式分类

1.2.5按控制方式分类

1.2.6按驱动方式分类

1.2.7按机器人的应用分类

1.3工业机器人关键技术

1.4工业机器人发展现状和趋势

1.4.1国外概况

1.4.2国内概况

1.5小结

习题

参考文献

第2章工业机器人数学基础

2.1工业机器人坐标系

2.2机器人位姿描述和变换

2.2.1机器人末端姿态

2.2.2变换的不同坐标系

2.2.3A矩阵和T矩阵

2.3机器人运动学

2.3.1串联式机器人

2.3.2并联式机器人

2.3.3机器人工作空间

2.3.4机器人雅可比矩阵

2.4基于运动学的机器人轨迹规划

2.4.1机器人梯形速度曲线规划

2.4.2机器人姿态规划算法

2.4.3机器人关节空间内B样条插补算法

2.4.4机器人空间直线插补算法

2.4.5机器人空间圆弧插补算法

2.5机器人系统动力学

2.5.1拉格朗日方程

2.5.2平面二连杆机器人动力学建模

2.6小结

习题

参考文献





第3章工业机器人机械系统

3.1工业机器人的系统构成

3.1.1工业机器人系统构成

3.1.2工业机器人执行系统

3.2机器人关节及自由度

3.2.1自由度

3.2.2关节及自由度的构成

3.2.3机器人关节形式

3.3工业机器人本体材料选择

3.4机器人传动机构

3.4.1机器人齿轮传动机构

3.4.2机器人丝杠传动机构

3.4.3机器人带传动与链传动机构

3.4.4机器人绳传动与钢带传动机构

3.5机器人机构优化

3.5.1机器人机构优化形式

3.5.2机器人机构优化指标

3.5.3机器人机构优化流程

3.5.4机器人机构优化算法

3.6工业机器人设计流程

3.6.1机器人性能参数确定

3.6.2机器人机构设计方案

3.6.3机器人三维建图及仿真建模

3.6.4机器人本体优化设计

3.6.5机器人生产图输出

3.6.6机器人零部件加工与装配

3.7工业机器人系统标定及性能测试

3.7.1工业机器人系统标定

3.7.2工业机器人性能测试指标

3.7.3工业机器人性能测试举例

3.8小结

习题

参考文献

第4章工业机器人驱动与控制

4.1工业机器人驱动系统

4.1.1电机驱动器

4.1.2液压驱动器

4.1.3气动系统

4.2工业机器人控制系统结构

4.2.1工业机器人控制器技术现状

4.2.2机器人控制系统的主要构成

4.2.3机器人控制系统的各功能单元

4.3机器人控制理论及方法

4.3.1机器人控制结构

4.3.2机器人经典控制方法

4.3.3机器人现代控制方法

4.4机器人控制系统工程实现

4.4.1工业机器人控制体系结构

4.4.2工业机器人控制系统设计流程

4.5基于IPC的机器人控制系统设计

4.5.1机器人控制器硬件结构

4.5.2机器人控制器软件结构

4.6小结

习题

参考文献

第5章机器人软件及操作

5.1机器人编程

5.1.1工业机器人编程方式

5.1.2工业机器人编程语言要求和类别

5.1.3HJG30编程语言应用

5.2机器人软件设计

5.2.1上位机软件设计

5.2.2下位机软件设计

5.3工业机器人系统仿真

5.3.1MATLAB仿真

5.3.2ADAMS仿真

5.3.3VREP仿真

5.3.4ROS系统仿真

5.4机器人操作

5.4.1弧焊机器人简介

5.4.2机器人操作安全注意事项

5.4.3机器人操作

5.4.4设备的维护

5.5小结

习题

参考文献

第6章工业机器人综合应用技术

6.1工业机器人安全

6.2工业机器人通信

6.3工业机器人传感及控制

6.3.1工业机器人传感器

6.3.2工业机器人智能控制系统

6.3.3基于视觉的机器人目标抓取系统

6.3.4基于力觉的机器人打磨作业系统

6.4工业机器人典型应用

6.4.1焊接机器人

6.4.2搬运机器人

6.4.3喷涂机器人

6.4.4装配机器人

6.4.5协作机器人

6.5小结

习题

参考文献