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工業(yè)機器人作為一種高科技集成裝備，對專業(yè)人才有著多層次的需求。本書根據(jù)機器人行業(yè)發(fā)展趨勢，從生產(chǎn)實際出發(fā)，詳細講解了工業(yè)機器人安裝調(diào)試的基礎(chǔ)內(nèi)容，工業(yè)機器人的執(zhí)行機構(gòu)、傳感系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)與驅(qū)動系統(tǒng)等幾大系統(tǒng)，以及工業(yè)機器人的控制、安裝、調(diào)整與保養(yǎng)等內(nèi)容。本書實用性與可參考性強，可為從事工業(yè)機器人操作與維護相關(guān)工作的工程技術(shù)人員提供幫助，也可供大學(xué)院校機電專業(yè)、機器人專業(yè)的師生學(xué)習(xí)參考。

近年來，我國機器人行業(yè)在國家政策的支持下，順勢而為，發(fā)展迅速，保持著35%的高增長率，遠高于德國的9%、韓國的8%和日本的6%。我國已連續(xù)兩年成為世界第一大工業(yè)機器人市場。我國工業(yè)機器人市場之所以能有如此迅速的增長，主要源于以下三點：（1）勞動力的供需矛盾。主要體現(xiàn)在勞動力成本的上升和勞動力供給的下降。在很多產(chǎn)業(yè)，尤其在中低端工業(yè)產(chǎn)業(yè)，勞動力的供需矛盾非常突出，這對實施機器換人計劃提出了迫切需求。（2）企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。隨著全球制造業(yè)轉(zhuǎn)移的持續(xù)深入，先進制造業(yè)回流，我國的低端制造業(yè)面臨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和空心化的風(fēng)險，迫切需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的制造模式，降低企業(yè)運行成本，提升企業(yè)發(fā)展效率，提升工廠的自動化、智能化程度。而工業(yè)機器人的大量應(yīng)用，是提升企業(yè)產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。（3）國家戰(zhàn)略需求。工業(yè)機器人作為高端制造裝備的重要組成部分，技術(shù)附加值高，應(yīng)用范圍廣，是我國先進制造業(yè)的重要支撐技術(shù)和信息化社會的重要生產(chǎn)裝備，對工業(yè)生產(chǎn)、社會發(fā)展以及增強軍事國防實力都具有十分重要的意義。隨著機器人技術(shù)及智能化水平的提高，工業(yè)機器人已在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其中，汽車、電子產(chǎn)品、冶金、化工、塑料、橡膠是我國使用機器人最多的幾個行業(yè)。未來幾年，隨著行業(yè)需要和勞動力成本的不斷提高，我國機器人市場增長潛力巨大。盡管我國將成為當今世界最大的機器人市場，但每萬名制造業(yè)工人擁有的機器人數(shù)量卻遠低于發(fā)達國家水平和國際平均水平。工信部組織制訂了我國機器人技術(shù)路線圖及機器人產(chǎn)業(yè)十三五規(guī)劃，到2020年，工業(yè)機器人密度達到每萬名員工使用100臺以上。我國工業(yè)機器人市場將高倍速增長，未來十年，工業(yè)機器人是看不到天花板的行業(yè)。雖然多種因素推動著我國工業(yè)機器人行業(yè)不斷發(fā)展，但應(yīng)用人才嚴重缺失的問題清晰地擺在我們面前，這是我國推行工業(yè)機器人技術(shù)的最大瓶頸。中國機械工業(yè)聯(lián)合會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國當前機器人應(yīng)用人才缺口20萬，并且以每年20%~30%的速度持續(xù)遞增。工業(yè)機器人作為一種高科技集成裝備，對專業(yè)人才有著多層次的需求，主要分為研發(fā)工程師、系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用工程師、調(diào)試工程師和操作及維護人員四個層次。其中，需求量最大的是基礎(chǔ)的操作及維護人員以及掌握基本工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)的調(diào)試工程師和更高層次的應(yīng)用工程師，工業(yè)機器人專業(yè)人才的培養(yǎng)，要更加著力于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。為了適應(yīng)機器人行業(yè)發(fā)展的形勢，滿足從業(yè)人員學(xué)習(xí)機器人技術(shù)相關(guān)知識的需求，我們從生產(chǎn)實際出發(fā)，組織業(yè)內(nèi)專家編寫了本書，全面講解了工業(yè)機器人安裝調(diào)試基礎(chǔ)，工業(yè)機器人執(zhí)行機構(gòu)、傳感系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)與驅(qū)動系統(tǒng)，工業(yè)機器人控制、安裝、調(diào)整與保養(yǎng)等內(nèi)容，以期給從業(yè)人員和大學(xué)院校相關(guān)專業(yè)師生提供實用性指導(dǎo)與幫助。本書由韓鴻鸞、叢培蘭、谷青松主編，張朋波、孔偉、王樹平任副主編，參與編寫的還有阮洪濤、劉曙光、汪興科、徐艇、孔慶亮、王勇、丁守會、李雅楠、梁典民、趙峰、張玉東、王常義、田震、謝華、安麗敏、孫杰、柳鵬、叢志鵬、馬述秀、褚元娟、陳青、寧爽、梁婷、姜興道、榮志軍、王小方、鄭建強、李魯平。全書由韓鴻鸞統(tǒng)稿。編寫人員中有來自青島利博爾電子有限公司、青島時代焊接設(shè)備有限公司、山東魯南機床有限公司、山東山推工程機械有限公司的技術(shù)人員。本書在編寫過程中得到了山東省、河南省、河北省、江蘇省、上海市等省市技能鑒定部門的大力支持，在此深表謝意。在本書編寫過程中，參考了《工業(yè)機器人裝調(diào)維修工》、《工業(yè)機器人操作調(diào)整工》職業(yè)技能標準的要求，以備讀者考取技能等級；還借鑒了全國及多省工業(yè)機器人大賽的相關(guān)要求，為讀者參加相應(yīng)的大賽提供參考。由于水平所限，書中不足之處在所難免，懇請廣大讀者給予批評指正。編者

第1章工業(yè)機器人安裝調(diào)試基礎(chǔ)知識 / 1

1.1機器人概述1

1.1.1機器人的定義1

1.1.2機器人的產(chǎn)生與發(fā)展2

1.1.3機器人的發(fā)展方向4

1.1.4中國工業(yè)機器人研制情況6

1.1.5機器人的應(yīng)用6

1.1.6機器人的分類12

1.2工業(yè)機器人的組成與工作原理18

1.2.1工業(yè)機器人的基本組成18

1.2.2工業(yè)機器人的基本工作原理21

1.2.3機器人應(yīng)用與外部的關(guān)系22

1.3機器人的基本術(shù)語與圖形符號24

1.3.1機器人的基本術(shù)語24

1.3.2機器人的圖形符號體系25

1.3.3機器人的圖形符號表示28

1.3.4工業(yè)機器人的提示符號30

1.3.5工業(yè)機器人技術(shù)參數(shù)32

1.3.6典型機器人的技術(shù)參數(shù)34

1.4工業(yè)機器人的坐標系36

1.4.1機器人的位姿問題36

1.4.2機器人坐標系36

1.5工業(yè)機器人安裝調(diào)試工具39

1.5.1機器人安裝調(diào)試必備工具39

1.5.2機器人安裝調(diào)試常用工具39

第2章工業(yè)機器人的執(zhí)行機構(gòu) / 44

2.1機器人的手部機構(gòu)44

2.1.1機器人手部的特點44

2.1.2傳動機構(gòu)45

2.1.3手部結(jié)構(gòu)47

2.2機器人手部的分類50

2.2.1按手部的用途分類50

2.2.2按手部的抓握原理分類50

2.2.3按手部的手指或吸盤數(shù)目分類56

2.2.4按手部的智能化分類56

2.2.5仿人手機器人手部56

2.2.6專用末端操作器及換接器57

2.3機器人的腕部機構(gòu)60

2.3.1機器人腕部的移動方式60

2.3.2手腕的分類61

2.3.3手腕的典型結(jié)構(gòu)64

2.4機器人手臂68

2.4.1機器人臂部的運動與組成69

2.4.2機器人臂部的配置69

2.4.3機器人手臂機構(gòu)71

2.4.4手臂的常用結(jié)構(gòu)72

2.4.5機器人手臂的典型機構(gòu)77

2.4.6機器人手臂的分類78

2.5機器人的行走機構(gòu)81

2.5.1機器人行走機構(gòu)的特點81

2.5.2車輪式行走機構(gòu)83

2.5.3履帶式行走機構(gòu)85

2.5.4足式行走機構(gòu)89

2.6機器人的輔助機構(gòu)92

2.6.1外軸92

2.6.2送絲機構(gòu)93

2.6.3清槍裝置93

第3章工業(yè)機器人的傳感系統(tǒng) / 95

3.1工業(yè)機器人傳感器概述95

3.1.1工業(yè)機器人傳感器的分類95

3.1.2機器人對傳感器的要求96

3.1.3機器人傳感器的性能指標97

3.1.4機器人對傳感器的需要與選擇98

3.2內(nèi)部信息傳感器99

3.2.1位移傳感器100

3.2.2速度傳感器105

3.2.3加速度傳感器107

3.2.4陀螺儀108

3.3外部信息傳感器110

3.3.1接觸覺傳感器110

3.3.2壓覺傳感器118

3.3.3滑覺傳感器119

3.3.4力覺傳感器122

3.3.5接近覺傳感器124

3.3.6視覺傳感器129

3.3.7聽覺傳感器134

3.4傳感系統(tǒng)的應(yīng)用135

3.4.1多傳感器信息融合135

3.4.2多功能復(fù)合傳感器136

3.4.3多信息融合的典型應(yīng)用137

3.5典型工業(yè)機器人傳感系統(tǒng)簡介142

3.5.1電弧傳感系統(tǒng)143

3.5.2超聲傳感跟蹤系統(tǒng)144

3.5.3視覺傳感跟蹤系統(tǒng)145

第4章工業(yè)機器人的傳動系統(tǒng)與驅(qū)動系統(tǒng) / 147

4.1工業(yè)機器人的傳動系統(tǒng)147

4.1.1帶傳動和鏈傳動148

4.1.2連桿與凸輪傳動150

4.1.3絲杠傳動150

4.1.4流體傳動155

4.1.5導(dǎo)軌傳動155

4.1.6齒輪傳動機構(gòu)157

4.1.7齒輪傳動158

4.1.8擺線針輪行星傳動161

4.1.9諧波傳動機構(gòu)163

4.1.10RV減速器168

4.1.11工業(yè)機器人的制動器170

4.1.12傳動件的定位171

4.1.13機器人的傳動172

4.1.14傳動方式的應(yīng)用舉例175

4.2工業(yè)機器人的驅(qū)動系統(tǒng)177

4.2.1工業(yè)機器人驅(qū)動系統(tǒng)的特點177

4.2.2電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)177

4.2.3氣動驅(qū)動系統(tǒng)179

4.2.4電動驅(qū)動系統(tǒng)180

4.2.5工業(yè)機器人驅(qū)動系統(tǒng)選用原則182

4.2.6新型驅(qū)動器184

第5章工業(yè)機器人的控制 / 190

5.1工業(yè)機器人控制系統(tǒng)概述190

5.1.1工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點190

5.1.2工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的主要功能191

5.1.3機器人的控制方式192

5.2工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本組成196

5.2.1對機器人控制系統(tǒng)的一般要求與體系結(jié)構(gòu)196

5.2.2機器人控制系統(tǒng)分類198

5.2.3機器人控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)198

5.2.4機器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)200

5.2.5機器人決策控制系統(tǒng)常用控制器202

5.2.6控制系統(tǒng)選擇方法203

5.3控制系統(tǒng)的軟、硬件203

5.3.1控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成204

5.3.2控制系統(tǒng)軟件構(gòu)成207

5.3.3工業(yè)機器人操作控制210

5.4網(wǎng)絡(luò)機器人212

5.4.1網(wǎng)絡(luò)機器人的組成與特點212

5.4.2網(wǎng)絡(luò)機器人的控制214

5.5多機器人協(xié)作裝配221

5.5.1硬件結(jié)構(gòu)221

5.5.2軟件系統(tǒng)221

第6章工業(yè)機器人的安裝 / 233

6.1工業(yè)機器人的安裝223

6.1.1工業(yè)機器人的組成223

6.1.2標牌224

6.1.3機器人機械系統(tǒng)的運輸226

6.1.4工業(yè)機器人的安裝230

6.1.5安裝上臂信號燈（選件）233

6.1.6機器人控制箱的安裝233

6.2工業(yè)機器人電氣系統(tǒng)的連接236

6.2.1工業(yè)機器人電氣系統(tǒng)的布線237

6.2.2工業(yè)機器人的I/O通信247

6.2.3工業(yè)機器人的外圍設(shè)施的電氣連接251

第7章工業(yè)機器人的調(diào)整與保養(yǎng) / 253

7.1工業(yè)機器人的調(diào)整253

7.1.1調(diào)整方法253

7.1.2附加軸的調(diào)整258

7.1.3參照調(diào)整259

7.1.4用MEMD和標記線進行零點標定259

7.1.5手動刪除軸的零點263

7.1.6更改軟件限位開關(guān)263

7.2工業(yè)機器人的保養(yǎng)264

7.2.1工業(yè)機器人機器部分的保養(yǎng)264

7.2.2調(diào)節(jié)平衡配重271

7.2.3電氣系統(tǒng)的保養(yǎng)273

7.2.4重新啟動277

參考文獻 / 280

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