項(xiàng)目1 工業(yè)機(jī)器人的認(rèn)知 1
導(dǎo)讀 1
任務(wù)1.1 工業(yè)機(jī)器人的定義及發(fā)展 2
任務(wù)目標(biāo) 2
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 2
1.1.1 工業(yè)機(jī)器人的定義 2
1.1.2 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展 3
1.1.3 工業(yè)機(jī)器人的品牌 6
小測驗(yàn) 6
任務(wù)1.2 工業(yè)機(jī)器人的基本組成和技術(shù)參數(shù) 7
任務(wù)目標(biāo) 7
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 7
1.2.1 工業(yè)機(jī)器人的基本組成 7
1.2.2 工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù) 10
小測驗(yàn) 12
任務(wù)1.3 工業(yè)機(jī)器人的分類和應(yīng)用 12
任務(wù)目標(biāo) 12
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 12
1.3.1 工業(yè)機(jī)器人的分類 12
1.3.2 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用 16
小測驗(yàn) 18
實(shí)踐訓(xùn)練1 識(shí)別實(shí)訓(xùn)室內(nèi)不同種類的工業(yè)機(jī)器人 18
項(xiàng)目總結(jié) 19
思考與練習(xí)1 19

項(xiàng)目2 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ) 20
導(dǎo)讀 20
任務(wù)2.1 工業(yè)機(jī)器人的軸和坐標(biāo)系 21
任務(wù)目標(biāo) 21
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 21
2.1.1 工業(yè)機(jī)器人的軸 21
2.1.2 工業(yè)機(jī)器人常用坐標(biāo)系 21
2.1.3 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)簡圖 22
小測驗(yàn) 24
任務(wù)2.2 工業(yè)機(jī)器人的位姿描述 24
任務(wù)目標(biāo) 24
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 25
2.2.1 工業(yè)機(jī)器人的矩陣表示 25
2.2.2 工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)關(guān)系描述 26
小測驗(yàn) 28
任務(wù)2.3 工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)變換 28
任務(wù)目標(biāo) 28
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 28
2.3.1 平移坐標(biāo)變換 29
2.3.2 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換 30
2.3.3 復(fù)合坐標(biāo)變換 31
2.3.4 相對(duì)于運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的變換 33
小測驗(yàn) 34
任務(wù)2.4 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué) 35
任務(wù)目標(biāo) 35
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 35
2.4.1 連桿和關(guān)節(jié)變量 36
2.4.2 工業(yè)機(jī)器人D-H模型 37
小測驗(yàn) 41
項(xiàng)目總結(jié) 41
思考與練習(xí)2 41

項(xiàng)目3 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng) 43
導(dǎo)讀 43
任務(wù)3.1 工業(yè)機(jī)器人的基座 44
任務(wù)目標(biāo) 44
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 44
3.1.1 固定式基座 44
3.1.2 移動(dòng)式基座 45
3.1.3 輪式行走機(jī)構(gòu) 46
3.1.4 履帶式行走機(jī)構(gòu) 48
3.1.5 足式行走機(jī)構(gòu) 49
小測驗(yàn) 50
任務(wù)3.2 工業(yè)機(jī)器人的臂部 51
任務(wù)目標(biāo) 51
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 51
3.2.1 臂部的特點(diǎn) 51
3.2.2 臂部的配置形式 52
3.2.3 臂部的驅(qū)動(dòng)方式 53
小測驗(yàn) 54
任務(wù)3.3 工業(yè)機(jī)器人的腕部 55
任務(wù)目標(biāo) 55
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 55
3.3.1 腕部的運(yùn)動(dòng)形式 55
3.3.2 腕部的分類 56
3.3.3 腕部的驅(qū)動(dòng)方式 58
小測驗(yàn) 59
任務(wù)3.4 工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器 60
任務(wù)目標(biāo) 60
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 60
3.4.1 末端執(zhí)行器的特點(diǎn) 60
3.4.2 末端執(zhí)行器的分類 60
3.4.3 夾鉗式末端執(zhí)行器 62
3.4.4 吸附式末端執(zhí)行器 64
3.4.5 其他形式的末端執(zhí)行器 65
小測驗(yàn) 68
任務(wù)3.5 工業(yè)機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 68
任務(wù)目標(biāo) 68
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 68
3.5.1 諧波減速器 68
3.5.2 RV減速器 70
小測驗(yàn) 72
實(shí)踐訓(xùn)練2 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)認(rèn)知 72
項(xiàng)目總結(jié) 72
思考與練習(xí)3 73

項(xiàng)目4 工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng) 74
導(dǎo)讀 74
任務(wù)4.1 動(dòng)力系統(tǒng)的類型及組成 75
任務(wù)目標(biāo) 75
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 75
4.1.1 動(dòng)力系統(tǒng)的類型 75
4.1.2 動(dòng)力系統(tǒng)的組成 76
4.1.3 伺服系統(tǒng)的分類 79
小測驗(yàn) 80
任務(wù)4.2 步進(jìn)伺服系統(tǒng) 81
任務(wù)目標(biāo) 81
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 81
4.2.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類 81
4.2.2 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 82
4.2.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo) 83
4.2.4 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路 84
4.2.5 步進(jìn)伺服系統(tǒng)的控制特征及硬件接線 85
小測驗(yàn) 86
任務(wù)4.3 直流伺服系統(tǒng) 87
任務(wù)目標(biāo) 87
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 87
4.3.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)的分類 87
4.3.2 直流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 88
4.3.3 直流伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)速 89
小測驗(yàn) 92
任務(wù)4.4 交流伺服系統(tǒng) 92
任務(wù)目標(biāo) 92
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 92
4.4.1 交流伺服電動(dòng)機(jī)的分類 93
4.4.2 交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 93
4.4.3 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的工作原理及控制方式 94
小測驗(yàn) 97
實(shí)踐訓(xùn)練3 工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)認(rèn)知 97
實(shí)踐訓(xùn)練4 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的接線與調(diào)試 97
實(shí)踐訓(xùn)練5 交流伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)速及位置控制 98
項(xiàng)目總結(jié) 98
思考與練習(xí)4 99

項(xiàng)目5 工業(yè)機(jī)器人的傳感系統(tǒng) 100
導(dǎo)讀 100
任務(wù)5.1 傳感器基礎(chǔ)知識(shí) 101
任務(wù)目標(biāo) 101
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 101
5.1.1 傳感器的定義 102
5.1.2 傳感器的分類 102
5.1.3 工業(yè)機(jī)器人對(duì)傳感器的性能要求 103
5.1.4 傳感器的性能指標(biāo) 103
小測驗(yàn) 105
任務(wù)5.2 工業(yè)機(jī)器人的內(nèi)部傳感器 105
任務(wù)目標(biāo) 105
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 106
5.2.1 位置傳感器和位移傳感器 106
5.2.2 速度傳感器 110
5.2.3 力傳感器 112
小測驗(yàn) 112
任務(wù)5.3 工業(yè)機(jī)器人的外部傳感器 113
任務(wù)目標(biāo) 113
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 113
5.3.1 觸覺傳感器 113
5.3.2 接近覺傳感器 115
5.3.3 其他外部傳感器 116
小測驗(yàn) 117
任務(wù)5.4 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)器視覺系統(tǒng) 117
任務(wù)目標(biāo) 117
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 118
5.4.1 機(jī)器視覺系統(tǒng)的定義 118
5.4.2 機(jī)器視覺系統(tǒng)的組成 119
5.4.3 機(jī)器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用 120
小測驗(yàn) 122
實(shí)踐訓(xùn)練6 辨識(shí)工業(yè)機(jī)器人傳感器 122
項(xiàng)目總結(jié) 122
思考與練習(xí)5 123

項(xiàng)目6 工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng) 124
導(dǎo)讀 124
任務(wù)6.1 控制系統(tǒng)的基本組成 125
任務(wù)目標(biāo) 125
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 125
6.1.1 控制系統(tǒng)的功能 125
6.1.2 控制系統(tǒng)的組成 126
6.1.3 典型工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng) 127
小測驗(yàn) 130
任務(wù)6.2 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的分類 130
任務(wù)目標(biāo) 130
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 130
6.2.1 按控制方式分類 130
6.2.2 按被控對(duì)象分類 133
小測驗(yàn) 135
任務(wù)6.3 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 135
任務(wù)目標(biāo) 135
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 135
6.3.1 工業(yè)機(jī)器人控制器的功能 136
6.3.2 工業(yè)機(jī)器人常用的控制器的結(jié)構(gòu) 136
6.3.3 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的通信 139
小測驗(yàn) 140
實(shí)踐訓(xùn)練7 認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng) 140
項(xiàng)目總結(jié) 141
思考與練習(xí)6 141

項(xiàng)目7 工業(yè)機(jī)器人的示教與編程 142
導(dǎo)讀 142
任務(wù)7.1 工業(yè)機(jī)器人的編程要求和工業(yè)機(jī)器人語言 143
任務(wù)目標(biāo) 143
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 143
7.1.1 工業(yè)機(jī)器人的編程要求 143
7.1.2 工業(yè)機(jī)器人語言 144
小測驗(yàn) 146
任務(wù)7.2 工業(yè)機(jī)器人的編程方式 147
任務(wù)目標(biāo) 147
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 147
7.2.1 示教編程 147
7.2.2 離線編程 147
小測驗(yàn) 149
任務(wù)7.3 工業(yè)機(jī)器人的編程實(shí)踐 150
任務(wù)目標(biāo) 150
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 150
7.3.1 坐標(biāo)系認(rèn)知 150
7.3.2 示教器認(rèn)知 153
7.3.3 編程指令 157
7.3.4 編程實(shí)例分析 165
小測驗(yàn) 166
實(shí)踐訓(xùn)練8 ESTUN工業(yè)機(jī)器人軌跡路線的示教編程 167
實(shí)踐訓(xùn)練9 ESTUN工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)任務(wù)的示教編程 167
實(shí)踐訓(xùn)練10 FANUC工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)任務(wù)的示教編程 168
實(shí)踐訓(xùn)練11 ABB工業(yè)機(jī)器人取料任務(wù)的示教編程 168
項(xiàng)目總結(jié) 169
思考與練習(xí)7 169

項(xiàng)目8 工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用 170
導(dǎo)讀 170
任務(wù)8.1 焊接機(jī)器人 171
任務(wù)目標(biāo) 171
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 171
8.1.1 焊接機(jī)器人定義 171
8.1.2 焊接機(jī)器人工作站系統(tǒng)組成 171
8.1.3 焊接機(jī)器人分類 172
小測驗(yàn) 177
任務(wù)8.2 搬運(yùn)機(jī)器人 178
任務(wù)目標(biāo) 178
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 178
8.2.1 搬運(yùn)機(jī)器人特點(diǎn)和分類 178
8.2.2 搬運(yùn)機(jī)器人工作站系統(tǒng)組成 179
8.2.3 搬運(yùn)機(jī)器人工作站系統(tǒng)外圍設(shè)備 180
小測驗(yàn) 181
任務(wù)8.3 裝配機(jī)器人 181
任務(wù)目標(biāo) 181
知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí) 182
8.3.1 裝配機(jī)器人特點(diǎn)和分類 182
8.3.2 裝配機(jī)器人工作站系統(tǒng)組成 183
8.3.3 裝配機(jī)器人工作站系統(tǒng)外圍設(shè)備 184
小測驗(yàn) 185
實(shí)踐訓(xùn)練12 認(rèn)識(shí)典型工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng) 186
項(xiàng)目總結(jié) 186
思考與練習(xí)8 186
參考文獻(xiàn) 187