1.系统介绍机器人产业关键共性技术及应用，囊括“机器人+”典型系统的运动轨迹、工艺条件和动作次序等核心编程内容，包括工业机器人系统与安全、机器人搬运任务编程、机器人移载任务编程、机器人工具和工件坐标系、机器人焊接任务编程以及机器人任务编程等。
2.实例丰富，在讲解具体任务编程过程中辅之以典型工程案例，帮助读者学以致用。
3.同步视频讲解，本书搭配大量同步讲解视频，帮助读者更具象地理解机器人体系结构与编程方法。
4.每章节设置学习目标、学习导图、典型案例、场景延伸、拓展阅读等八项环节，创设面向高阶思维的案例式学习流程，充分体现“思中学、用中学、创中学”。

本书全面系统地介绍了工业机器人系统及其核心编程技术，内容包括“机器人+”典型系统的运动轨迹、工艺条件和动作次序等关键环节，涵盖工业机器人系统与安全、机器人搬运任务编程、机器人移载任务编程、机器人工具和工件坐标系、机器人焊接任务编程以及机器人高级任务编程等。
本书内容丰富、结构清晰、形式新颖、案例典型，通过设置学习目标、学习导图、典型案例、场景延伸、拓展阅读等环节，搭配微视频和微场景等数字资源，创设优质工程案例、典型行业场景学习平台，构建案例式富媒体教材。
本书适合作为大中专院校电子信息、自动化等相关专业的教材，也可供行业、企业及机器人联盟和培训机构的相关技术人员参考。

无

第1章 放眼世界，工业机器人系统与安全001
1.1 工业机器人系统 002
1.1.1 “机器人+”应用 002
1.1.2 机器人系统组成 005
1.1.3 机器人技术等级 013
1.1.4 机器人工作原理 014
1.2 工业机器人安全常识 019
1.2.1 安全防护装置 019
1.2.2 常见安全标志 019
1.2.3 安全操作规程 021
1.2.4 防护用品穿戴 022

第2章 小试牛刀，机器人简单任务编程029
2.1 工业机器人系统运动轴 031
2.1.1 机器人系统运动轴 031
2.1.2 机器人点动坐标系 035
2.1.3 示教盒按键与界面 038
2.1.4 机器人的点动方式 041
2.2 机器人搬运任务编程 045
2.2.1 机器人编程内容 045
2.2.2 机器人编程方法 046
2.2.3 运动轨迹的编程 049
2.2.4 程序创建与测试 052

第3章 蓄势待发，机器人移载任务编程 063
3.1 机器人上下料任务编程 065
3.1.1 上下料的动作次序 065
3.1.2 输入输出信号 067
3.1.3 信号处理指令 068
3.1.4 流程控制指令 070
3.2 机器人码垛任务编程 075
3.2.1 码垛基本原理 075
3.2.2 码垛工艺指令 079
3.2.3 码垛程序编制 081
3.2.4 码垛程序执行 083

第4章 再接再厉，机器人工具和工件坐标系092
4.1 机器人工具坐标系 094
4.1.1 机械接口坐标系 094
4.1.2 工具坐标系 095
4.1.3 工具坐标系的设置方法 097
4.1.4 工具坐标系指令 100
4.2 机器人工件坐标系 103
4.2.1 机座坐标系 103
4.2.2 工件坐标系 105
4.2.3 工件坐标系的设置方法 106
4.2.4 工件坐标系指令 108

第5章 行稳致远，机器人焊接任务编程 115
5.1 机器人平焊任务编程 117
5.1.1 气体保护电弧焊原理 117
5.1.2 焊接动作次序 122
5.1.3 焊接工艺指令 123
5.1.4 对接焊缝的成形质量 125
5.2 机器人平角焊任务编程 132
5.2.1 平面曲线焊缝轨迹 132
5.2.2 空间曲线焊缝轨迹 137
5.2.3 机器人平角焊姿态 138
5.2.4 角焊缝的成形质量 140

第6章 大显身手，机器人高级任务编程149
6.1 机器人系统附加轴编程 151
6.1.1 机器人附加轴联动 151
6.1.2 附加轴的点动方式 154
6.1.3 附加轴的状态监控 156
6.1.4 机器人船形焊姿态 157
6.2 机器人视觉导引编程 164
6.2.1 工业视觉系统的组成 164
6.2.2 机器人视觉集成方式 169
6.2.3 手眼标定原理与方法 170
6.2.4 常用视觉传感器指令 177

参考文献189

当前，机器人产业蓬勃发展，正极大改变着人类的生产和生活方式，为经济社会发展注入强劲动能。通过持续创新、深化应用，全球机器人产业规模快速增长，集成应用大幅拓展。自2013年以来，我国工业机器人市场已连续十年稳居全球第一，2022年制造业机器人密度达到392台/万人，是全球平均水平的近2.6倍。《“十四五”机器人产业发展规划》亦明确指出，进一步拓展机器人应用的深度和广度，开展深耕行业应用、拓展新兴应用、做强特色应用的“机器人+”应用专项行动，力争“十四五”期间我国制造业机器人密度实现翻番。
然而，目前我国智能及高端装备制造领域综合素质高、技术全面、技能熟练的专业技术人才匮乏，成为制约创新驱动发展和制造强国建设的“卡脖子”难题。智能制造场景之创新、技术之融合、协同之丰富对产业技术人才提出了极高要求，不仅需要具备数字技术与生产制造的跨领域知识储备，而且需要懂得如何与机器或数字化工具协同工作，还需要在机器或数字语言与实际制造场景之间做好“翻译”，如此高素质复合型专业技术人才虚位以待、高薪难求已是不争的事实。
在此背景下，全国高校围绕“四新”建设改革如火如荼，2015～2023年全国已有342所高校成功申报“机器人工程”专业，2017～2023年全国已有304所高校成功申报“智能制造工程”专业。工业机器人编程类课程是机器人工程和智能制造工程专业的主干课程之一，其课程教材作为人才培养关键环节和核心要素，是实施数字时代高等教育学习革命、质量革命和高质量发展的内在迫切需求。
本书是面向智能制造工程技术人员新职业，根据教育部高等学校自动化类专业教学指导委员会新颁布的教学标准，结合新工科复合型专业技术人才综合能力培养的教学诉求，并融入作者十余载对工业机器人应用的实践总结及教学经验，通过高校、教仪公司、数字平台公司和出版公司“四元协同”形式，编写的融微课、微视频、微场景等于一体的富媒体新形态教材。
全书共6章，介绍机器人产业关键共性技术及应用，囊括“机器人+”典型系统的运动轨迹、工艺条件和动作次序等核心编程内容，包括工业机器人系统与安全、机器人搬运任务编程、机器人移载任务编程、机器人工具和工件坐标系、机器人焊接任务编程以及机器人高级任务编程等。各章下设两个小节，通过学习目标、学习导图、国之重器、知识讲解、典型案例、场景延伸、本章小结、拓展阅读和知识测评等九大环节的教学设计，促进智能装备与产线开发和应用等领域的素养提升、知识学习及能力训练。
本书特点如下：
①瞄准智能制造职业方向，做“好”教材顶层设计根据智能制造工程技术人员等国家职业标准，瞄准智能装备与产线开发和应用两大方向，构建面向智能及高端装备制造战略性新兴领域的职普融通教材体系。
②立足专业思政育人融合，做“优”多维元素挖掘结合专业性质、教学对象特点，选取《大国建造》《超级工程》《大国工匠》等兼具专业教育与思政教育双重属性的多维思政元素，强化学生编程专业应用能力，构建其经验性知识图谱，围绕坚定学生理想信念，强化政治认同、家国情怀、职业认同观念，引用技术革新、工程项目、卓越人物等形式，培养学生精益求精的工匠精神和严谨求学的科学态度，引导其为强国建设奉献力量。
③增强学习过程行为互动，做“活”理实虚一体化遵循学生的心理特点、认知水平与接受规律，以学生为中心，书中每章节设置学习目标、学习导图、国之重器、典型案例、场景延伸、拓展阅读等九项教学环节，创设面向高阶思维的案例式学习流程，充分体现“思中学、用中学、创中学”。
④面向移动泛在个性学习，做“强”数字资源配套主动适应“互联网+”发展新形势，广泛谋求校企、校际合作，采取多元协同开发富媒体新形态教材。借助国家级智能制造产教融合实训基地，集聚优质工程案例、典型行业场景和企业创新要素，校企共建微课、微视频和微场景等数字教学资源，支撑构建时时、处处、人人皆可学的个性化服务。
为方便“教”和“学”，本书配套课程大纲、多媒体课件、知识测评答案、仿真及微视频动画（采用二维码技术呈现，扫描二维码可直接观看视频内容）等数字资源包，并提供知识图谱和能力图谱。课件资源请前往化学工业出版社官网下载，网址：https://www.cip.com.cn/Service/Download。
本书内容丰富、结构清晰、形式新颖、术语规范，既适合作为普通高等院校机械类、电子信息类、自动化类等相关专业的教材，也可供行业、企业及机器人联盟和培训机构的相关技术人员参考。
本书主要由浙江师范大学兰虎、邵金均和哈尔滨理工大学张璞乐编著，上海交通大学张华军担任主审。第1章由兰虎编写，第2章由金华职业技术学院苏展和商丘工学院李金展共同编写，第3章由浙江师范大学樊俊和上海电子信息职业技术学院高桂丽共同编写，第4章由平度市技师学院刘阳和浙江交通技师学院吴浙栋共同编写，第5章由张璞乐和义乌工商职业技术学院余溆江共同编写，第6章由邵金均和嘉兴技师学院原瑞彬共同编写。全书由兰虎统稿，浙江师范大学苗文磊、赵佳、杨琪琪和李云霞共同负责配套数字资源开发。
从目标决策、体系构建、内容重构、教学设计、案例遴选、形式呈现、合同签订、定稿出版，本书的开发工作历时一年之久，衷心感谢参与本书编写的所有同仁的呕心付出！特别感谢高等教育科学研究规划课题（23SZH0202）、浙江省教育厅科研项目（Y202353534）、浙江省高等教育“十四五”教学改革项目（jg20220132）、浙江省普通本科高校“十四五”首批“四新”重点教材建设项目（浙高教学会〔2023〕1号）和浙江师范大学教材建设基金等给予的经费支持！感谢金华慧研科技有限公司、上海明材数字科技有限公司等给予的教材资源支持！最后，感谢妻子郑红艳、儿子兰锡然、女儿兰梦然以及父母在各方面的理解和支持！
由于编著者水平有限，书中难免有不足之处，恳请读者批评指正，可将意见和建议反馈至E-mail：lanhu@zjnu.edu.cn。

兰虎