第1章 緒論 1 1.1 機(jī)器人的分類 1 1.2 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用和發(fā)展 4 1.2.1 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用 4 1.2.2 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展 6 1.3 工業(yè)機(jī)器人的基本組成及技術(shù)參數(shù) 11 1.3.1 工業(yè)機(jī)器人的基本組成 11 1.3.2 工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù) 13 1.3.3 工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo) 17 1.3.4 工業(yè)機(jī)器人的參考坐標(biāo)系 20 1.3.5 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)副 21 1.3.6 工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型 23 1.3.7 并聯(lián)機(jī)器人 24 習(xí)題 26 第2章 工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu) 27 2.1 機(jī)器人末端操作器 27 2.1.1 夾鉗式取料手 28 2.1.2 吸附式取料手 32 2.1.3 專用操作器及轉(zhuǎn)換器 37 2.1.4 仿生多指靈巧手 39 2.1.5 其他手 40 2.2 機(jī)器人手腕 44 2.2.1 手腕的分類 44 2.2.2 手腕的典型結(jié)構(gòu) 46 2.2.3 柔順手腕結(jié)構(gòu) 49 2.3 機(jī)器人手臂 50 2.4 機(jī)器人機(jī)座 56 2.4.1 固定式機(jī)座 56 2.4.2 行走式機(jī)座 57 2.5 工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng) 63 2.5.1 直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 63 2.5.2 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 64 2.5.3 直線驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的選用和制動(dòng) 66 2.5.4 工業(yè)機(jī)器人的傳動(dòng) 67 2.5.5 新型的驅(qū)動(dòng)方式 69 2.5.6 驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)方式的應(yīng)用 71 習(xí)題 73 第3章 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué) 74 3.1 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué) 74 3.1.1 工業(yè)機(jī)器人位姿描述 74 3.1.2 齊次變換及運(yùn)算 78 3.1.3 工業(yè)機(jī)器人的連桿參數(shù)和齊次變換矩陣 80 3.1.4 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 82 3.2 工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué) 86 3.2.1 工業(yè)機(jī)器人速度分析 86 3.2.2 工業(yè)機(jī)器人靜力學(xué)分析 88 3.2.3 工業(yè)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析 91 3.3 并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué) 93 3.3.1 并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)位置分析 93 3.3.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能分析 98 3.4 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃 107 3.4.1 路徑和軌跡 107 3.4.2 軌跡規(guī)劃 107 3.4.3 關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃 108 習(xí)題 111 第4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺技術(shù) 114 4.1 工業(yè)機(jī)器人的視覺 114 4.1.1 視覺系統(tǒng)的硬件組成 115 4.1.2 機(jī)器人視覺的應(yīng)用 116 4.2 工業(yè)機(jī)器人的觸覺 118 4.2.1 機(jī)器人的接觸覺 119 4.2.2 機(jī)器人的接近覺 121 4.2.3 機(jī)器人的壓覺 122 4.2.4 機(jī)器人的滑覺 123 4.2.5 機(jī)器人的力覺 125 4.3 工業(yè)機(jī)器人的位置及位移 127 4.3.1 電位器式位移傳感器 127 4.3.2 光電編碼器 128 4.3.3 角速度傳感器 130 4.3.4 機(jī)器人測(cè)距傳感器 131 4.4 焊接機(jī)器人傳感系統(tǒng) 132 4.4.1 電弧傳感系統(tǒng) 132 4.4.2 超聲傳感跟蹤系統(tǒng) 134 4.4.3 視覺傳感跟蹤系統(tǒng) 137 4.5 裝配機(jī)器人傳感系統(tǒng) 139 4.5.1 位姿傳感器 139 4.5.2 柔性腕力傳感器 141 4.5.3 工件識(shí)別傳感器 142 4.5.4 裝配機(jī)器人視覺傳感技術(shù) 144 4.5.5 多傳感器信息融合裝配機(jī)器人 145 習(xí)題146 第5章 工業(yè)機(jī)器人控制 147 5.1 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 147 5.2 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要功能 148 5.2.1 示教再現(xiàn)控制 148 5.2.2 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制 150 5.3 工業(yè)機(jī)器人的控制方式 150 5.3.1 點(diǎn)位控制方式(PTP) 150 5.3.2 連續(xù)軌跡控制方式(CP) 150 5.3.3 力(力矩)控制方式 151 5.3.4 智能控制方式 151 5.4 電動(dòng)機(jī)的控制 151 5.4.1 電動(dòng)機(jī)控制 151 5.4.2 電動(dòng)機(jī)速度的控制 154 5.4.3 電動(dòng)機(jī)和機(jī)械的動(dòng)態(tài)特性分析 158 5.4.4 正確控制動(dòng)態(tài)特性 160 5.5 機(jī)械系統(tǒng)的控制 163 5.5.1 機(jī)器人手指位置的確定 163 5.5.2 設(shè)計(jì)方法 164 5.5.3 電動(dòng)機(jī) 164 5.5.4 驅(qū)動(dòng)器 166 5.5.5 檢測(cè)位置用的脈沖編碼器(PE)和檢測(cè)速度用的測(cè)速發(fā)電機(jī)(TG) 166 5.5.6 直流電動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)表示法 166 5.5.7 位置控制和速度控制 168 5.5.8 通過實(shí)驗(yàn)識(shí)別傳遞函數(shù) 169 5.5.9 通過比例積分微分(PID)補(bǔ)償改善系統(tǒng)特征 169 5.5.10 通過IPD補(bǔ)償改善系統(tǒng)特性 171 5.5.11 電流控制 172 5.5.12 不產(chǎn)生速度模式的位置控制 173 5.5.13 力控制 173 5.6 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成 174 習(xí)題 175 第6章 工業(yè)機(jī)器人編程 176 6.1 編程方式介紹 176 6.2 機(jī)器人編程語言的基本要求和類別 177 6.3 編程語言的應(yīng)用 179 6.3.1 AL語言 179 6.3.2 VAL-Ⅱ語言 184 6.3.3 AML語言 184 6.3.4 AUTOPASS語言 185 6.4 工業(yè)機(jī)器人程序設(shè)計(jì)過程 186 習(xí)題 189 第7章 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng) 191 7.1 在生產(chǎn)中引入工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的方法 191 7.1.1 可行性分析 191 7.1.2 機(jī)器人工作站和生產(chǎn)線的詳細(xì)設(shè)計(jì) 191 7.1.3 制造與試運(yùn)行 192 7.1.4 交付使用 193 7.2 工程工業(yè)機(jī)器人和外圍設(shè)備 193 7.3 機(jī)械加工作業(yè)的機(jī)器人系統(tǒng) 195 7.4 裝配作業(yè)的機(jī)器人系統(tǒng) 198 7.5 焊接作業(yè)的機(jī)器人系統(tǒng) 204 7.6 FMS和工業(yè)機(jī)器人 208 7.7 自動(dòng)導(dǎo)引車系統(tǒng) 209 習(xí)題 214 附錄A 三菱裝配機(jī)器人的應(yīng)用 215 A.1 Movemaster EX RV-M1裝配機(jī)器人系統(tǒng) 215 A.1.1 系統(tǒng)構(gòu)成圖 215 A.1.2 標(biāo)準(zhǔn)件與選件 219 A.2 Movemaster EX RV-M1裝配機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu) 220 A.3 Movemaster EX RV-M1裝配機(jī)器人的示教 222 A.3.1 示教盒按鍵說明 222 A.3.2 示教編程舉例 224 A.4 Movemaster EX RV-M1裝配機(jī)器人的編程 227 A.4.1 指令說明 227 A.4.2 編程舉例 231 附錄B COSIMIR Industrial軟件的概述和安裝 233 B.1 概述 233 B.2 安裝 233 B.2.1 系統(tǒng)最小需求 233 B.2.2 軟件安裝 233 B.3 基本使用 236 B.3.1 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目 236 B.3.2 設(shè)置通信端口 237 B.3.3 編寫程序 238 B.3.4 重新排列程序的行號(hào) 241 B.3.5 創(chuàng)建一個(gè)新的位置點(diǎn) 242 B.3.6 改變位置點(diǎn) 242 B.3.7 機(jī)器人位置點(diǎn)排序 244 B.3.8 通信 245 B.3.9 下載 246 B.3.10 上載 248 B.3.11 機(jī)器人的點(diǎn)動(dòng)操作 250 B.3.12 機(jī)器人程序運(yùn)行 252 B.3.13 警報(bào)的解除 253 附錄C 術(shù)語英漢對(duì)照表 254 參考文獻(xiàn) 262