本书内容编排采用模块化设计理念，以工业机器人基础理论认知、视野拓展和简单示教编程为目标创设项目情境，内容紧跟行业发展动态，任务驱动贯穿始终。书中配有丰富的图表、案例和知识图谱，将理论知识生动化呈现，形式新颖。

本书共包含7个项目情境，具体内容涵盖工业机器人的产生与发展、组成及分类、机械结构、驱动方式、感知系统、运动控制、简单示教编程和维护保养等知识，侧重于工业机器人技术及应用的基础性整体认知；同时穿插机器人领域新技术、新工艺知识，注重拓展行业视野，增强职业热情，为后续专业课学习奠定坚实的基础。

本书为高等职业教育本、专科院校自动化类、机械设计制造类、机电设备类等专业的“工业机器人”课程教材，也可作为开放大学、成人教育、自学考试、中职学校和培训班相关教学用书，还可作为机器人领域工程技术人员的参考书。

为方便教学，本书植入微课二维码，配有免费电子课件、技能训练答案、模拟试卷及答案等，凡选用本书作为授课教材的教师可登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com），注册后免费下载教辅资源，本书咨询电话：010-88379564。

前言

二维码索引

项目1　初识工业机器人

—踏上神奇的探秘之旅  1

项目导入  1

教学指引  1

任务1.1　工业机器人的由来、发展及定义  2

任务描述  2

知识储备  2

1.1.1　工业机器人的诞生和成长  2

1.1.2　工业机器人的定义和特征  5

任务实施  6

知识拓展?著名的机器人三原则  7

技能训练  7

任务1.2　工业机器人的百变身姿  7

任务描述  8

知识储备  9

1.2.1　按结构特征分类  9

1.2.2　按控制方式分类  12

1.2.3　按驱动方式分类  12

1.2.4　按应用场合分类  13

任务实施  15

知识拓展?智能移动机器人和

人形机器人  16

技能训练  16

任务1.3　工业机器人的组成  17

任务描述  17

知识储备  17

1.3.1　工业机器人的外部组成  17

1.3.2　工业机器人的功能结构组成  19

任务实施  20

知识拓展?机器人的核心零部件  21

技能训练  21

任务1.4　工业机器人的技术参数  22

任务描述  22

知识储备  22

任务实施  24

知识拓展　怎样选择一款合适的工业机

器人  25

技能训练  25

项目总结图谱  26

项目2　工业机器人机械部分

—精密的身体架构  27

项目导入  27

教学指引  27

任务2.1　工业机器人的末端执行器  28

任务描述  28

知识储备  28

2.1.1　工业机器人末端执行器的定义和

特点  28

2.1.2　工业机器人末端执行器的分类  28

2.1.3　夹持式末端执行器  31

2.1.4　吸附式末端执行器  32

2.1.5　机器人工具快换装置  34

任务实施  34

知识拓展?新型软体末端执行器  35

技能训练  36

任务2.2　工业机器人的手腕  37

任务描述  37

知识储备  37

2.2.1　工业机器人手腕的定义  37

2.2.2　手腕的运动形式  38

2.2.3　手腕的自由度  38

2.2.4　手腕的驱动方式  39

任务实施  39

知识拓展?一种柔顺手腕  40

技能训练  40

任务2.3　工业机器人的手臂、腰部、机座  41

任务描述  41

知识储备  41

2.3.1　工业机器人的手臂  41

2.3.2　工业机器人的腰部  43

2.3.3　工业机器人的机座  43

任务实施  44

知识拓展?获得红点奖的机械手臂产品  45

技能训练  46

任务2.4　工业机器人的传动机构  47

任务描述  47

知识储备  47

2.4.1　工业机器人的减速器  47

2.4.2　工业机器人其他传动机构  51

任务实施  53

知识拓展?人形机器人上的精密减速器  54

技能训练  54

项目总结图谱  55

项目3　工业机器人动力系统

—平稳的生命之源  56

项目导入  56

教学指引  56

任务3.1　工业机器人动力系统的驱动类型  56

任务描述  56

知识储备  57

3.1.1　按动力源分类  57

3.1.2　按驱动方式分类  58

任务实施  59

知识拓展　新一代Delta并联机器人之

直驱电动机  59

技能训练  60

任务3.2　工业机器人动力系统—

电力驱动  60

任务描述  60

知识储备  60

3.2.1　伺服电动机  61

3.2.2　电动伺服驱动系统  62

3.2.3　步进电动机  64

任务实施  64

知识拓展　伺服电动机与步进电动机的

区别及选用指南  65

技能训练  66

任务3.3　工业机器人动力系统—液压和气压驱动  66

任务描述  66

知识储备  67

3.3.1　液压驱动系统认知  67

3.3.2　气压驱动系统认知  68

任务实施  70

知识拓展　机械手气动手爪—机器人

技术的灵动之“手”  70

技能训练  71

项目总结图谱  72

项目4　工业机器人感知系统

—敏锐的五官  73

项目导入  73

教学指引  73

任务4.1　工业机器人传感器概述  74

任务描述  74

知识储备  74

4.1.1　传感器的定义与作用  74

4.1.2　传感器的分类  75

任务实施  75

知识拓展　机器人传感器的发展与应用  76

技能训练  76

任务4.2　工业机器人常用传感器介绍  77

任务描述  77

知识储备  77

4.2.1　常用内部传感器  77

4.2.2　常用外部传感器  79

任务实施  81

知识拓展　工业机器人常用传感器的

应用  81

技能训练  82

任务4.3　机器视觉原理及其在工业机器人

中的应用  82

任务描述  82

知识储备  82

4.3.1　机器视觉的基本原理  82

4.3.2　机器视觉技术在工业机器人

中的应用  83

4.3.3　机器视觉系统的设计与实现  84

任务实施  86

知识拓展　机器视觉在机器人中的典型应

用案例分析  86

技能训练  87

项目总结图谱  87

项目5　工业机器人控制系统

—聪明的大脑  88

项目导入  88

教学指引  88

任务5.1　工业机器人控制系统的组成  89

任务描述  89

知识储备  89

5.1.1　控制系统的基本结构组成  89

5.1.2　控制系统主要硬件认知  91

任务实施  97

知识拓展　引以为傲的国产工业机器人

控制系统  98

技能训练  99

任务5.2　工业机器人运动控制基础  99

任务描述  99

知识储备  100

5.2.1　认识工业机器人各种坐标系  100

5.2.2　工业机器人运动简图  103

5.2.3　工业机器人运动控制的数学

基础  104

5.2.4　工业机器人运动学问题  112

任务实施  114

知识拓展　工业机器人的先天缺陷

—奇异点  115

技能训练  116

任务5.3　工业机器人控制系统的特点及

控制方式  116

任务描述  116

知识储备  117

5.3.1　控制系统的特点  117

5.3.2　工业机器人的控制方式  117

任务实施  120

知识拓展　探秘全球首个纯电驱人形机器人—“天工”  120

技能训练  121

项目总结图谱  122

项目6　工业机器人编程技术

—严谨的思维  123

项目导入  123

教学指引  124

任务6.1　工业机器人编程概述  124

任务描述  124

知识储备  124

任务实施  126

知识拓展　新兴机器人编程技术  127

技能训练  127

任务6.2　ABB机器人基础编程案例  128

任务描述  128

知识储备  128

6.2.1　ABB示教器的基本操作  128

6.2.2　ABB程序数据与指令  132

任务实施  136

知识拓展  136

技能训练  137

任务6.3　安川机器人基础编程案例  137

任务描述  137

知识储备  138

6.3.1　认识安川机器人示教器  138

6.3.2　安川机器人常用指令  145

任务实施  151

知识拓展　安川机器人搬运编程  153

技能训练  153

项目总结图谱  154

项目7　工业机器人维护与保养

—精益求精，未来可期  155

项目导入  155

教学指引  155

任务7.1　工业机器人安全作业事项  156

任务描述  156

知识储备  156

7.1.1　认识安全标志和产品提示标签  156

7.1.2　工业机器人安全作业事项  160

任务实施  163

知识拓展　你不能不知的企业“8S”精细化管理  164

技能训练  165

任务7.2　工业机器人控制柜和本体的

维护与保养  166

任务描述  166

知识储备  166

7.2.1　工业机器人控制柜的维护与保养  166

7.2.2　工业机器人本体的维护与保养  171

任务实施  175

知识拓展　探秘企业实际生产中制定的

机器人维护保养文件  176

技能训练  179

项目总结图谱  180

参考文献  181