第1章 緒論 1 1.1 機器人的分類 1 1.2 工業(yè)機器人的應用和發(fā)展 4 1.2.1 工業(yè)機器人的應用 4 1.2.2 工業(yè)機器人的發(fā)展 6 1.3 工業(yè)機器人的基本組成及技術(shù)參數(shù) 11 1.3.1 工業(yè)機器人的基本組成 11 1.3.2 工業(yè)機器人的技術(shù)參數(shù) 13 1.3.3 工業(yè)機器人的坐標 17 1.3.4 工業(yè)機器人的參考坐標系 20 1.3.5 工業(yè)機器人的運動副 21 1.3.6 工業(yè)機器人機構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型 23 1.3.7 并聯(lián)機器人 24 習題 26 第2章 工業(yè)機器人機構(gòu) 27 2.1 機器人末端操作器 27 2.1.1 夾鉗式取料手 28 2.1.2 吸附式取料手 32 2.1.3 專用操作器及轉(zhuǎn)換器 37 2.1.4 仿生多指靈巧手 39 2.1.5 其他手 40 2.2 機器人手腕 44 2.2.1 手腕的分類 44 2.2.2 手腕的典型結(jié)構(gòu) 46 2.2.3 柔順手腕結(jié)構(gòu) 49 2.3 機器人手臂 50 2.4 機器人機座 56 2.4.1 固定式機座 56 2.4.2 行走式機座 57 2.5 工業(yè)機器人的驅(qū)動與傳動 63 2.5.1 直線驅(qū)動機構(gòu) 63 2.5.2 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu) 64 2.5.3 直線驅(qū)動和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的選用和制動 66 2.5.4 工業(yè)機器人的傳動 67 2.5.5 新型的驅(qū)動方式 69 2.5.6 驅(qū)動傳動方式的應用 71 習題 73 第3章 工業(yè)機器人運動學和動力學 74 3.1 工業(yè)機器人的運動學 74 3.1.1 工業(yè)機器人位姿描述 74 3.1.2 齊次變換及運算 78 3.1.3 工業(yè)機器人的連桿參數(shù)和齊次變換矩陣 80 3.1.4 工業(yè)機器人的運動學方程 82 3.2 工業(yè)機器人的動力學 86 3.2.1 工業(yè)機器人速度分析 86 3.2.2 工業(yè)機器人靜力學分析 88 3.2.3 工業(yè)機器人動力學分析 91 3.3 并聯(lián)機器人的運動學及動力學 93 3.3.1 并聯(lián)機器人機構(gòu)位置分析 93 3.3.2 并聯(lián)機構(gòu)的性能分析 98 3.4 工業(yè)機器人的運動軌跡規(guī)劃 107 3.4.1 路徑和軌跡 107 3.4.2 軌跡規(guī)劃 107 3.4.3 關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃 108 習題 111 第4章 工業(yè)機器人的環(huán)境感覺技術(shù) 114 4.1 工業(yè)機器人的視覺 114 4.1.1 視覺系統(tǒng)的硬件組成 115 4.1.2 機器人視覺的應用 116 4.2 工業(yè)機器人的觸覺 118 4.2.1 機器人的接觸覺 119 4.2.2 機器人的接近覺 121 4.2.3 機器人的壓覺 122 4.2.4 機器人的滑覺 123 4.2.5 機器人的力覺 125 4.3 工業(yè)機器人的位置及位移 127 4.3.1 電位器式位移傳感器 127 4.3.2 光電編碼器 128 4.3.3 角速度傳感器 130 4.3.4 機器人測距傳感器 131 4.4 焊接機器人傳感系統(tǒng) 132 4.4.1 電弧傳感系統(tǒng) 132 4.4.2 超聲傳感跟蹤系統(tǒng) 134 4.4.3 視覺傳感跟蹤系統(tǒng) 137 4.5 裝配機器人傳感系統(tǒng) 139 4.5.1 位姿傳感器 139 4.5.2 柔性腕力傳感器 141 4.5.3 工件識別傳感器 142 4.5.4 裝配機器人視覺傳感技術(shù) 144 4.5.5 多傳感器信息融合裝配機器人 145 習題146 第5章 工業(yè)機器人控制 147 5.1 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點 147 5.2 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的主要功能 148 5.2.1 示教再現(xiàn)控制 148 5.2.2 工業(yè)機器人的運動控制 150 5.3 工業(yè)機器人的控制方式 150 5.3.1 點位控制方式(PTP) 150 5.3.2 連續(xù)軌跡控制方式(CP) 150 5.3.3 力(力矩)控制方式 151 5.3.4 智能控制方式 151 5.4 電動機的控制 151 5.4.1 電動機控制 151 5.4.2 電動機速度的控制 154 5.4.3 電動機和機械的動態(tài)特性分析 158 5.4.4 正確控制動態(tài)特性 160 5.5 機械系統(tǒng)的控制 163 5.5.1 機器人手指位置的確定 163 5.5.2 設(shè)計方法 164 5.5.3 電動機 164 5.5.4 驅(qū)動器 166 5.5.5 檢測位置用的脈沖編碼器(PE)和檢測速度用的測速發(fā)電機(TG) 166 5.5.6 直流電動機的傳遞函數(shù)表示法 166 5.5.7 位置控制和速度控制 168 5.5.8 通過實驗識別傳遞函數(shù) 169 5.5.9 通過比例積分微分(PID)補償改善系統(tǒng)特征 169 5.5.10 通過IPD補償改善系統(tǒng)特性 171 5.5.11 電流控制 172 5.5.12 不產(chǎn)生速度模式的位置控制 173 5.5.13 力控制 173 5.6 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的組成 174 習題 175 第6章 工業(yè)機器人編程 176 6.1 編程方式介紹 176 6.2 機器人編程語言的基本要求和類別 177 6.3 編程語言的應用 179 6.3.1 AL語言 179 6.3.2 VAL-Ⅱ語言 184 6.3.3 AML語言 184 6.3.4 AUTOPASS語言 185 6.4 工業(yè)機器人程序設(shè)計過程 186 習題 189 第7章 工業(yè)機器人系統(tǒng) 191 7.1 在生產(chǎn)中引入工業(yè)機器人系統(tǒng)的方法 191 7.1.1 可行性分析 191 7.1.2 機器人工作站和生產(chǎn)線的詳細設(shè)計 191 7.1.3 制造與試運行 192 7.1.4 交付使用 193 7.2 工程工業(yè)機器人和外圍設(shè)備 193 7.3 機械加工作業(yè)的機器人系統(tǒng) 195 7.4 裝配作業(yè)的機器人系統(tǒng) 198 7.5 焊接作業(yè)的機器人系統(tǒng) 204 7.6 FMS和工業(yè)機器人 208 7.7 自動導引車系統(tǒng) 209 習題 214 附錄A 三菱裝配機器人的應用 215 A.1 Movemaster EX RV-M1裝配機器人系統(tǒng) 215 A.1.1 系統(tǒng)構(gòu)成圖 215 A.1.2 標準件與選件 219 A.2 Movemaster EX RV-M1裝配機器人的機械結(jié)構(gòu) 220 A.3 Movemaster EX RV-M1裝配機器人的示教 222 A.3.1 示教盒按鍵說明 222 A.3.2 示教編程舉例 224 A.4 Movemaster EX RV-M1裝配機器人的編程 227 A.4.1 指令說明 227 A.4.2 編程舉例 231 附錄B COSIMIR Industrial軟件的概述和安裝 233 B.1 概述 233 B.2 安裝 233 B.2.1 系統(tǒng)最小需求 233 B.2.2 軟件安裝 233 B.3 基本使用 236 B.3.1 創(chuàng)建一個新項目 236 B.3.2 設(shè)置通信端口 237 B.3.3 編寫程序 238 B.3.4 重新排列程序的行號 241 B.3.5 創(chuàng)建一個新的位置點 242 B.3.6 改變位置點 242 B.3.7 機器人位置點排序 244 B.3.8 通信 245 B.3.9 下載 246 B.3.10 上載 248 B.3.11 機器人的點動操作 250 B.3.12 機器人程序運行 252 B.3.13 警報的解除 253 附錄C 術(shù)語英漢對照表 254 參考文獻 262