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项目1 工业机器人的发展史及分类 1

1.1概述 1

1.2工业机器人的发展历程以及在我国的发展现状 1

1.2.1工业机器人的发展历程 1

1.2.2国外工业机器人的发展 2

1.2.3国产工业机器人的发展 2

1.3工业机器人的分类及其特点 5

1.3.1机器人的坐标系描述及运动命名原则 6

1.3.2直线机器人 8

1.3.3圆柱坐标系机器人 8

1.3.4关节坐标系机器人 8

1.3.5并联机构机器人（蜘蛛机器人） 9

1.4工业机器人应用场合 10

习题 10

项目2 工业机器人本体的关键部件与构成 11

2.1概述 11

2.2工业机器人的关键部件 11

2.2.1伺服电动机 11

2.2.2谐波减速器 15

2.2.3摆线针轮减速器 18

2.2.4行星减速器 20

2.2.5线性滑轨 22

2.2.6直线运动单元 24

2.2.7滚珠丝杠 24

2.2.8同步带 26

2.2.9回转支承 28

2.2.10高精密轴承 29

2.2.11直线电动机 30

2.3工业机器人本体制造使用的材料 31

2.3.1铸铁 31

2.3.2铸钢 31

2.3.3铸造不锈钢 31

2.3.4铝合金型材 31

2.3.5铸造铝合金 32

2.3.6铸造工艺 32

2.4工业机器人本体结构 33

2.4.1直线机器人本体结构 33

2.4.2平行机构搬运机器人本体结构 36

2.4.3关节机器人本体结构 37

2.4.4发那科机器人本体结构 39

习题 42

项目3 机器人控制系统 44

3.1概述 44

3.2机器人的控制及编程软件 44

3.2.1采用PLC＋人机界面的软件编程及控制 44

3.2.2采用PLC＋嵌入式触摸屏和组态软件编程 48

3.2.3采用工业PC＋PLC的编程与控制 49

3.3成套机器人控制系统 51

3.3.1KEBA机器人控制系统 51

3.3.2卡诺普机器人控制系统 52

3.4发那科机器人控制系统 56

3.4.1发那科机器人系统组成 56

3.4.2发那科机器人控制系统——控制器与通信 56

3.4.3发那科机器人控制系统——应用软件工具包 62

习题 63

项目4 工业机器人感知系统 64

4.1概述 64

4.2力觉传感器 65

4.3角度传感器 65

4.4位移传感器 67

4.5距离传感器 68

4.5.1激光检测 68

4.5.2超声波距离传感器 71

4.6接近传感器 72

4.6.1接近开关 72

4.6.2霍尔开关 73

4.7位置传感器 73

4.7.1光敏开关 73

4.7.2光纤放大器 74

4.7.3光幕 75

4.7.4干簧管 76

4.7.5行程开关 76

4.8运动传感器 76

4.9工业机器人二维视觉检测系统 77

4.9.1工业机器人二维视觉系统组成 78

4.9.2工业机器人二维视觉系统硬件介绍 78

4.9.3工业机器人二维视觉检测实例 82

4.10工业机器人三维视觉检测系统 84

4.10.1三维激光视觉检测系统（发那科） 84

4.10.2机器视觉-结构光测量的三角测量原理 85

4.10.3三维激光视觉扫描仪的配置 87

4.10.4iRVision系统设置 87

4.10.5图像软件UIF的使用 88

4.10.6应用举例 89

习题 90

项目5 工业机器人手爪 91

5.1概述 91

5.2码垛手爪 91

5.2.1纸箱手爪 91

5.2.2膜包手爪 92

5.2.3袋装手爪 94

5.3装箱手爪 96

5.3.1小型夹持手爪 96

5.3.2利乐包的装箱手爪 97

5.4真空吸取手爪 97

5.4.1真空吸盘及其手爪结构特点 97

5.4.2真空吸盘的结构与种类 98

5.4.3真空源的选用 98

5.5电磁吸取手爪 101

5.6气缸手爪 101

5.7手爪快换接头 102

习题 104

项目6 机器人本体移动装置及AGV输送小车 105

6.1概述 105

6.2机器人本体天轨移动装置 105

6.3机器人本体地轨移动装置 106

6.4AGV小车 106

6.4.1输送小车的分类、定位、供电和通信 106

6.4.2用于机器人本体移动的小车 107

6.4.3输送小车的供电方式 107

6.4.4输送小车的导航 111

6.4.5输送小车的结构 112

6.4.6其他AGV输送小车图例 114

习题 114

项目7 机器人周边辅助设备 115

7.1概述 115

7.2规整定位机构 115

7.2.1码垛规整机构 115

7.2.2装箱规整机构 119

7.3旋转平台 120

7.3.1机器人喷涂移动及旋转台 120

7.3.2机器人焊接转台 121

7.4输送机 124

7.4.1皮带输送机 124

7.4.2辊筒输送机 126

7.4.3链板输送机 133

7.4.4链条输送机 137

7.4.5物料的变道输送机 140

7.4.6悬挂链输送机 142

7.4.7倍速链输送机 144

习题 148

项目8 工业机器人应用系统 149

8.1概述 149

8.2机器人焊接系统 149

8.2.1机器人MIG/MAG焊接系统 150

8.2.2机器人TIG焊接系统 151

8.2.3机器人点焊焊接系统 154

8.2.4机器人激光焊接系统 156

8.3机器人切割系统 160

8.3.1机器人激光切割系统 160

8.3.2机器人等离子切割系统 162

8.4机器人喷涂系统 163

8.4.1机器人喷涂系统组成及优点 163

8.4.2喷涂机器人本体 164

8.4.3喷具 165

8.4.4机器人喷涂定量配比控制 167

8.5机器人搬运系统 168

8.5.1各种包装形式的码垛 169

8.5.2码垛机器人 170

8.5.3实例介绍：某大型奶企的纸箱码垛生产线 171

8.6机器人装箱系统 173

8.6.1各种产品的机器人装箱 173

8.6.2适合于装箱作业的机器人 174

8.6.3实例介绍：某大型奶企的利乐包的装箱生产线 174

8.7电路板插件机器人（自动插件机） 176

8.7.1插件机器人的使用 176

8.7.2插件机器人的组成 177

8.8机器人冲床进料与出料装置 177

8.8.1冲床机器人应用举例 177

8.8.2适用于冲（折）床的机器人 178

8.8.3实例介绍：冲压进给料机器人系统和冲床机器人系统 179

8.9数控机床机器人进料与出料装置 182

8.10注塑机取件机器人 182

8.11机器人分拣系统 183

8.11.1蜘蛛机器人分拣 184

8.11.2二维平面小型六轴机器人分拣 184

8.11.3三维空间任意姿态物料的分拣 184

8.11.4分拣机器人 185

8.12机器人产品装配 185

8.12.1用于机器人本身的生产装配 186

8.12.2用于汽车的生产装配 186

8.12.3并联蜘蛛机器人用于装配生产的案例 186

8.13机器人打磨系统 188

8.13.1机器人手持工件打磨 188

8.13.2机器人手持工具对工件打磨 189

习题 189

参考文献 191