机械工业出版社本书将工业机器人的硬件和控制、软件编程和应用进行有序整合，阐述了工业机器人技术基础及其应用。全书共10章，主要内容包括：工业机器人概述、工业机器人的机械结构系统和驱动系统、工业机器人的传感系统、工业机器人的控制系统、ABB工业机器人的硬件和基本操作、工业机器人的虚拟仿真，以及工业机器人的四大典型应用（搬运、码垛、焊接、装配）。为了方便读者学习和掌握要点，每章后均设有“本章小结”和“思考与练习题”。 
本书面向工科院校机器人工程相关专业的师生，作为该专业领域的通识类本科和高职高专教材，也可供相关领域的工程技术人员参考。 
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序 
前言 
第1章工业机器人概述1 
1.1机器人简介1 
1.2工业机器人的定义3 
1.3工业机器人的发展3 
1.3.1工业机器人在世界各国的发展4 
1.3.2世界著名工业机器人生产企业7 
1.3.3工业机器人技术发展趋势9 
1.4工业机器人的基本组成和技术指标11 
1.4.1工业机器人的基本组成11 
1.4.2工业机器人的技术指标12 
1.5工业机器人的分类和应用14 
1.5.1工业机器人的分类14 
1.5.2工业机器人的应用16 
本章小结21 
思考与练习题21 
第2章工业机器人的机械结构系统和驱动系统22 
2.1工业机器人机械结构系统22 
2.1.1手部（末端执行器）22 
2.1.2手臂26 
2.1.3基座26 
2.1.4关节27 
2.2工业机器人的驱动系统28 
2.2.1直接驱动和间接驱动28 
2.2.2液压驱动29 
2.2.3气压驱动31 
2.2.4电气驱动33 
2.2.5工业机器人驱动系统的选用原则35 
2.2.6工业机器人的传动装置35 
2.3工业机器人的常用工具36 
本章小结38 
思考与练习题39 
第3章工业机器人的传感系统40 
3.1工业机器人内部传感器40 
3.1.1位移和位置传感器40 
3.1.2速度和加速度传感器41 
3.2工业机器人外部传感器41 
3.2.1触觉传感器42 
3.2.2力觉传感器43 
3.2.3距离传感器43 
3.2.4激光雷达43 
3.2.5机器人视觉装置44 
3.2.6传感器融合45 
3.3工业机器人传感器应用46 
本章小结48 
思考与练习题48 
··工业机器人技术基础及其应用目录··第4章工业机器人的控制系统49 
4.1工业机器人控制系统概述49 
4.1.1工业机器人控制系统的特点49 
4.1.2工业机器人控制系统的功能50 
4.1.3工业机器人的控制方式50 
4.1.4工业机器人控制系统的组成52 
4.2工业机器人控制系统的结构53 
4.3工业机器人控制的示教再现54 
4.4工业机器人的运动控制54 
本章小结55 
思考与练习题55 
第5章ABB工业机器人的硬件和基本操作56 
5.1ABB工业机器人的分类和型号56 
5.1.1ABB工业机器人的分类56 
5.1.2ABB工业机器人的部分型号产品57 
5.2ABB工业机器人的硬件连接65 
5.2.1ABB工业机器人本体65 
5.2.2其他常见机构67 
5.2.3ABB工业机器人控制柜70 
5.3ABB工业机器人的基本操作71 
5.3.1示教器的使用71 
5.3.2系统的备份和恢复设置75 
5.3.3ABB工业机器人的手动操作85 
本章小结100 
思考与练习题100 
第6章工业机器人的虚拟仿真102 
6.1工业机器人虚拟仿真软件102 
6.2工业机器人仿真软件RobotStudio的安装103 
6.2.1下载RobotStudio103 
6.2.2安装RobotStudio103 
6.3构建仿真工业机器人工作站107 
6.3.1导入机器人107 
6.3.2加载机器人的工具108 
6.4工业机器人离线轨迹编程110 
6.4.1创建机器人的离线轨迹曲线和运动路径110 
6.4.2机器人目标点调整及轴配置参数113 
6.5RobotStudio的在线使用119 
6.5.1与机器人进行连接并获得权限119 
6.5.2使用RobotStudio进行备份与恢复操作121 
6.5.3使用RobotStudio在线编辑RAPID程序123 
本章小结129 
思考与练习题129 
第7章工业机器人应用1——搬运130 
7.1认识搬运机器人130 
7.1.1搬运机器人的分类130 
7.1.2搬运机器人的功能132 
7.1.3搬运机器人的结构134 
7.1.4搬运机器人的发展前景137 
7.2典型的搬运机器人137 
7.3搬运机器人的操作138 
7.3.1相关程序知识138 
7.3.2创建搬运工作站142 
7.3.3机器人搬运生产线及辅助设备153 
本章小结153 
思考与练习题154 
第8章工业机器人应用2——码垛155 
8.1认识码垛机器人155 
8.1.1码垛机器人的分类155 
8.1.2码垛机器人的功能157 
8.1.3码垛机器人的结构158 
8.1.4码垛机器人的发展前景160 
8.2典型的码垛机器人161 
8.3码垛机器人的操作162 
8.3.1相关程序知识162 
8.3.2码垛机器人规范操作过程165 
8.3.3机器人码垛生产线及辅助设备165 
本章小结168 
思考与练习题169 
第9章工业机器人应用3——焊接171 
9.1认识焊接机器人171 
9.1.1焊接机器人的分类171 
9.1.2焊接机器人的功能173 
9.1.3焊接机器人的结构174 
9.1.4焊接机器人的发展前景177 
9.2典型的焊接机器人177 
9.3焊接机器人的操作179 
9.3.1相关程序知识179 
9.3.2焊接机器人规范操作过程181 
9.3.3机器人焊接生产线及辅助设备182 
本章小结184 
思考与练习题185 
第10章工业机器人应用4——装配186 
10.1认识装配机器人186 
10.1.1装配机器人的分类186 
10.1.2装配机器人的功能188 
10.1.3装配机器人的结构189 
10.1.4装配机器人的发展前景192 
10.2典型的装配机器人193 
10.3装配机器人的操作194 
10.3.1装配机器人的典型作业任务194 
10.3.2机器人装配生产线及辅助设备201 
本章小结202 
思考与练习题203 
参考文献205

机器人是人工智能皇冠上的明珠，是先进制造业的重要支撑装备，也是智能制造业的关键切入点。机器人可以代替或者协助人类完成各种工作。那些枯燥的、危险的、有毒有害的工作，都可以由机器人大显身手。工业机器人作为机器人家族中的重要一员，是目前技术最成熟、应用最广泛的一类机器人，其研发和产业化应用是衡量科技创新和高端制造发展水平的重要标志。 
工业机器人本质上就是一种智能化机械设备，它代表了机械制造业的发展方向。由于其可以大幅度提升工作效率、提高产品质量，还能将人们从繁重的劳动中解放出来，所以被广泛应用于各个领域。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业中重要的自动化装备。广泛采用工业机器人，不仅可以提高产品生产的质量与数量，而且对于保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产率、节约材料以及降低生产成本都有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。 
我国工业机器人产业正在迎来爆发性的发展机遇。然而，现阶段我国工业机器人领域人才供需失衡，缺乏经过系统培训的、能熟练安全使用和维护工业机器人的专业人才。面对这一现状，为了更好地推广运用工业机器人技术，亟须编写一本全面、系统的工业机器人入门实用教材。 
本书将工业机器人的硬件和控制、软件编程和应用进行有序整合，阐述了工业机器人技术基础及其应用，同时吸纳了国内外许多具有代表性的研究成果。本书主要以ABB机器人为主，结合工业机器人仿真系统和实训装备，遵循“由简入繁，软硬结合，循序渐进”的编写原则，依据初学者的学习需要，科学设置知识点，结合典型实例讲解，倡导实用性教学，有助于激发学生的学习兴趣、提高教学效率，便于初学者在短时间内全面、系统了解工业机器人操作与编程的常识。全书内容注重理论与实际的结合，提供了将工业机器人应用在不同作业场景中所需要的知识。 
全书共10章。第1章工业机器人概述、第2章工业机器人的机械结构系统和驱动系统、第3章工业机器人的传感系统和第4章工业机器人的控制系统，由闫玉洁编写；第5章ABB工业机器人的硬件和基本操作、第6章工业机器人的虚拟仿真，由朱宇璇编写；第7～10章为工业机器人在四大典型工业领域中的应用，由安凌然编写。全书由戴凤智拟定编写大纲，戴凤智和乔栋统稿，刘岩和叶美麟负责校对。 
本书主要面向工业机器人领域的工科院校机器人工程及相关专业师生，可作为该专业领域的通识类本科和高职高专教材，同时可供相关领域的工程技术人员参考使用。本书从基础知识开始，以一定的广度和深度介绍目前工业机器人技术中重要的理论和关键的程序指令。本书回避陷入“科普”式的堆砌材料的写作方式，利用编者在该领域具有的实践经验，力图在介绍各种理论和操作时能够通过简单易懂的方式呈现给大家。 
本书的部分内容和工作分别获得2017年度中国轻工业联合会优秀教材二等奖、2018年高等教育天津市市级教学成果二等奖，编写团队于2019年获得天津市市级“智能控制与机器人设计核心课程群教学团队”。 
本书以讲义形式在多所高校使用，并经过多次修改。本书也是天津市普通高校本科教学质量与教学改革研究计划项目（171005704B）、教育部产学合作协同育人项目（201802286009）、天津市企业科技特派员项目(19JCTPJC53700)的成果之一。 
在本书的编写过程中，得到了北京理工大学夏元清教授的鼓励和支持，夏教授还为本书作序，在此表示感谢。本书也是天津科技大学和山西大同大学师生集体努力的结果。其中，主编戴凤智和乔栋科研团队成员叶忠用、金霞、尹迪、袁亚圣、赵继超、郝宏博、温浩康、张倩倩也参与了本书的部分工作。在编写过程中，编者参考了大量有关工业机器人方面的教材、书籍、论著和网络资料，限于篇幅，不能在参考文献中一一列举，在此一并对原作者致以衷心的感谢。 
由于编者水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。