目录 1
第1章 绪论 1
1.1 工业机器人概述 1
1.2 工业机器人的组成和分类 2
1.2.1 工业机器人的组成 2
1.2.2 工业机器人的分类 3
1.3 工业机器人的应用和发展 6
1.3.1 工业机器人的应用 6
1.3.2 工业机器人的发展趋势 8
第2章 工业机器人本体结构 10
2.1 机器人末端执行器 10
2.1.1 夹钳式取料手 10
2.1.2 吸附式取料手 15
2.1.3 专用末端操作器及换接器 18
2.1.4 仿生多指灵巧手 20
2.2 机器人手腕 21
2.2.1 手腕的自由度 21
2.2.2 手腕的典型结构 22
2.2.3 柔顺手腕结构 25
2.3 机器人手臂 26
2.3.1 手臂直线运动机构 27
2.3.2 手臂回转运动机构 28
2.3.3 手臂俯仰运动机构 28
2.3.4 手臂复合运动机构 30
2.4 机器人机座 32
2.4.1 固定式机器人 32
2.4.2 行走式机器人 32
3.2 齐次坐标 38
3.2.1 齐次坐标性质 38
第3章 工业机器人的运动学和力学分析 38
3.1 概述 38
3.2.2 齐次坐标的矢量计算 39
3.3 齐次变换 39
3.3.1 坐标变换 39
3.3.2 齐次变换 42
3.3.3 平移变换和旋转变换 45
3.3.4 相对变换 47
3.4 变换方程的建立 49
3.3.5 逆变换 49
3.5 机器人运动学方程 50
3.5.1 机器人操作机的位置与姿态 50
3.5.2 末端执行器的位姿T6 52
3.5.3 机器人运动学方程 54
3.6 工业机器人力学分析 64
3.6.1 静力学分析 64
3.6.2 动力学分析 66
4.1.1 工业机器人驱动系统的种类 69
4.1.2 各种驱动方式的特点及比较 69
4.1 概述 69
第4章 工业机器人的驱动 69
4.2 液压驱动 71
4.2.1 直线液压缸 71
4.2.2 旋转执行元件 71
4.2.3 电液伺服阀 72
4.3 气压驱动 74
4.4 直流电动机驱动 74
4.4.1 伺服电机的选择 75
4.4.2 总传动比的选择 79
4.5 步进电动机驱动 81
4.6 直流电源和功率放大器 84
4.6.1 整流电路 84
4.6.2 稳压电路 84
4.6.3 功率放大电路 84
第5章 工业机器人控制技术 87
5.1 概述 87
5.1.1 机器人控制系统的特点 87
5.1.2 机器人的控制方式 87
5.1.3 控制策略 88
5.2 示教再现控制 90
5.2.1 示教及记忆方式 90
5.2.2 示教编程方式 91
5.3 运动控制 92
5.3.1 关节运动伺服指令的生成 92
5.3.2 关节运动的伺服控制 95
5.4 工业机器人的计算机控制 99
5.4.1 业机器人计算机控制的分类 99
5.4.2 微型计算机直接控制工业机器人 101
6.1 机器人传感器的选择要求 103
第6章 工业机器人的感觉系统 103
6.1.1 传感器类型的选择 104
6.1.2 传感器性能指标的确定 107
6.1.3 传感器物理特征的选择 109
6.2 位置传感器和位移传感器 110
6.2.1 电位器式位移传感器 110
6.2.2 光电编码器 111
6.3 机器人的视觉传感系统 112
6.3.1 概述 112
6.3.2 图像输入 113
6.3.3 数字图像的编码 115
6.3.4 图像的分离 116
6.4 机器人的接近觉传感器 120
6.4.1 电磁感应传感器 120
6.4.2 霍尔传感器 122
6.4.3 超声波传感器 123
6.5 机器人的触觉、力觉和压觉传感器 123
6.5.1 触觉和压觉传感器 123
6.5.2 力和力矩传感器 124
6.5.3 滑觉传感器 127
第7章 工业机器人的语言 129
7.1 机器人语言概述 129
7.1.1 概述 129
7.1.2 机器人编程语言的基本要求和类别 130
7.2 机器人的语言结构 132
7.2.1 操作系统 132
7.2.2 机器人语言的要素 132
7.3 VAL语言 135
7.3.1 VAL语言的指令 136
7.3.2 VAL程序设计举例 139
7.4 机器人语言的有关问题 140
7.4.1 实际模型和内部模型的误差 140
7.4.2 程序前后衔接的敏感性 140
7.4.3 误差探测与校正 141
7.5 离线编程系统的特点和要求 141
7.6 离线编程系统的组成 143
7.6.1 用户接口 143
7.6.2 机器人系统的三维构型 144
7.6.3 运动学计算 144
7.6.4 轨迹规划 145
7.6.5 动力学仿真 146
7.6.6 并行操作 146
7.6.7 传感器的仿真 147
7.6.8 通信接口 148
7.6.9 误差的校正 148
第8章 工业机器人的总体设计 150
8.1 工业机器人的设计概述 150
8.2 工业机器人的设计步骤 152
8.2.1 确定机器人的技术参数 152
8.2.2 选择机器人的机械结构 153
8.2.3 确定机器人手臂配置 155
8.2.4 机器人控制系统设计 157
8.2.5 工业机器人的设计计算 157
8.3 工业机器人的传动系统设计 157
8.3.1 工业机器人的驱动系统 157
8.3.2 工业机器人的传动系统设计 157
8.4 典型工业机器人系统 157
8.4.1 SCARA型装配机器人 157
8.4.2 PUMA多关节机器人 159
9.1.1 弧焊机器人 163
第9章 工业机器人的应用 163
9.1 典型工业机器人的应用 163
9.1.2 点焊机器人 165
9.1.3 装配机器人 168
9.1.4 喷涂机器人 169
9.1.5 其他用途的工业机器人 170
9.2 在生产中引入机器人系统的方法 171
9.2.1 可行性分析 171
9.2.2 机器人工作站和生产线的详细设计 172
9.2.4 交付使用 173
9.2.3 制造与试运行 173
9.3 工业机器人工作站的构成及设计原则 174
9.3.1 机器人工作站的构成 174
9.3.2 机器人工作站的一般设计原则 174
9.4 工业机器人生产线的构成及设计原则 183
9.4.1 机器人生产线构成 183
9.4.2 机器人生产线的设计原则 183
附录1 工业机器人常用术语 190
附录2 工业机器人词汇 192
参考文献 195