《工业机器人控制和调节方法》提供了工业机器人位置描述、插补、编程和控制的基础知识。通过简单的、面向应用的实例，逐步介绍了必要的编程方法。第1章概述了机器人技术的一些基本领域，第2～5章涉及运动学描述和编程，第6章和第7章涉及动力学和控制。附录中给出了使用四元数描述方位和基于转置雅可比矩阵的逆运动学的通用解，还给出了库卡 KRL 机器人编程语言中的运动命令示例。想要开发强大的控制应用的从业者可以从本书中高效获取有关建模和控制设计的有效知识。

www.weber-industrie Roboter.de网站上提供了本书中的习题解答（译者注：该网址注册地属德国，为德文网站），可以使用 MATLAB M-Files 理解和解答这些习题。该网站还提供了适用于习题类别的模拟工具。使用基于浏览器的开发和可视化工具ManDy，机器人手臂可以定义为2～10个关节。工业机器人的运动可以用菜单驱动的简单语言进行编程，用全身模型进行可视化，并且可以模拟控制行为。

本书可供使用工业机器人的工程师、机器人编程与调试人员和高校相关专业师生阅读。

第1版前言

第5版前言

公式符号

第1章工业机器人的组成

1.1工业机器人的定义

1.2机械结构

1.3控制与编程

1.4控制的结构和任务

1.5工业机器人技术的应用领域

第2章机器人位姿的描述

2.1位姿描述的基础知识

2.1.1坐标系

2.1.2自由向量

2.1.3向量运算

2.1.4位置向量

2.1.5向量和矩阵中元素的排列

2.1.6旋转矩阵

2.1.7齐次矩阵（框架）

2.1.8通过欧拉角描述方向

2.1.9滚动角-俯仰角-偏航角

2.1.10通过旋转向量和旋转角度描述方位

2.1.11机器人执行器的自由度

2.1.12运动坐标系中向量的微分

2.2用于工业机器人的德纳维特-哈滕贝格约定

2.2.1具有开放运动链的工业机器人

2.2.2基于德纳维特-哈滕贝格约定的坐标系和运动学参数

2.2.3基于德纳维特-哈滕贝格参数的旋转矩阵和齐次矩阵

练习题

第3章机器人坐标系和世界坐标系之间的转换

3.1正变换

3.2逆变换

3.2.1歧义和奇异性

3.2.2解决方案的条件和方法

3.2.3双关节机器人上的逆变换

3.2.4SCARA机器人的逆变换

3.2.5R6关节臂机器人的几何逆变换

3.3用雅可比矩阵进行运动学转换

3.3.1机器人技术中的雅可比矩阵

3.3.2基于逆雅可比矩阵的逆变换

3.3.3使用转置的雅可比矩阵进行逆变换

练习题

第4章运动类型和插补

4.1控制类型概述

4.2点到点路径和插补类型

4.2.1点到点控制的基本顺序

4.2.2插值的斜坡轮廓

4.2.3用于插补的正弦轮廓

4.2.4适配插值步长

4.2.5同步点到点

4.2.6完全同步点到点

4.2.7点到点路径示例

4.3路径控制

4.3.1路径控制的基本顺序

4.3.2线性插值

4.3.3圆弧插补

4.3.4连续路径示例

4.4非静止轴通过中间位置

4.4.1点到点平滑过渡

4.4.2连续路径平滑过渡

4.4.3点到点路径的样条插补

4.4.4笛卡儿坐标系中的样条插值

练习题

第5章机器人编程

5.1在线机器人编程

5.1.1示教编程

5.1.2回放编程

5.1.3主-从编程

5.2离线编程

5.2.1面向问题编程语言中的文本编程

5.2.2图形交互/基于CAD的编程

5.2.3面向任务的编程

5.3机器人编程语言

5.3.1机器人编程语言的语言要素

5.3.2示例程序

5.4通过图形模拟进行编程支持

5.5不同类型编程的比较

练习题

第6章动力学模型

6.1关节轴动力学模型

6.1.1关节/手臂部件的力学模型

6.1.2驱动电动机和伺服电子装置的模型

6.1.3理想情况下的关节传动系统模型

6.1.4具有理想假设传动系的单轴的总体模型

6.2递归牛顿-欧拉方法的机器人手臂力学模型

6.2.1动力学计算

6.2.2关节力和力矩的递归计算

6.2.3递归计算的初始值

6.2.4向量的适当表示和总结

6.2.5牛顿-欧拉方法的应用

6.2.6运动方程各个分量的计算

6.3受控系统的总体模型

6.3.1所有关节的驱动电动机和伺服电子设备模型

6.3.2模型方程总结

练习题

第7章闭环控制

7.1任务和基本结构

7.2级联结构中的分散联合控制

7.2.1控制系统

7.2.2带比例-积分控制器的速度控制

7.2.3可调阻尼和敏捷性（ReDuS）速度控制器

7.2.4位置控制器的设计

7.2.5分散位置控制示例

7.2.6实施注意事项

7.3自适应单关节控制

7.4基于模型的控制概念

7.4.1中央前馈控制

7.4.2解耦和线性化

7.4.3比例积分微分（PID）结构基于模型的控制

7.4.4通过预定义的时滞行为进行稳健控制

7.4.5具有级联结构的基于模型的位置控制

7.4.6基于模型的联合控制实施注意事项

7.4.7笛卡儿坐标中基于模型的位置控制

7.4.8基于模型的控制示例

7.5非分析控制方法

7.5.1模糊控制

7.5.2关节控制中的神经学习过程

7.6力控制结构

7.7基于图像的控制

7.7.1视觉伺服的结构

7.7.2图像处理

7.7.3相机模型

7.7.4来自图像信息的关节运动

7.7.5基于模型联合控制的视觉伺服

7.8外部混合控制概念

练习题

附录

附录A矩阵的一些定义和计算规则

附录B雅可比矩阵设置

附录C静摩擦建模与仿真

附录DManDy：编程、模拟和可视化工具

附录E更多模拟工具

附录F网站说明

参考文献