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      工業機器人技術與應用

      工業機器人技術與應用

      • 作者
      • 羅怡沁、楊愛喜 著

      《工業機器人技術與應用》全面且詳細地介紹了工業機器人的各項關鍵技術,包括工業機器人的基礎性知識:機械系統、運動軌跡規劃、感知系統、控制系統等,在講解感知系統時,充分解讀了傳感器的相關知識;也講解了編程操作、虛擬仿真等進階性技術;同時,本書最后三章通過講解焊接機器人、AGV搬運機器人、裝配機器人,讓讀者對各種不同類型的工業機器人有全面的認識和理解。 全書內容充...


      • ¥79.80

      ISBN: 978-7-122-44705-0

      版次: 1

      出版時間: 2024-05-01

      圖書介紹

      ISBN:978-7-122-44705-0

      語種:漢文

      開本:16

      出版時間:2024-05-01

      裝幀:平

      頁數:198

      編輯推薦

      1.內容全面,全面解讀工業機器人技術。 2.圖文并茂,內容回避繁瑣公式。 3.工業機器人系統結構、工作原理、關鍵技術、應用場景全方位解讀。

      圖書前言

      作為國民經濟的命脈,工業的發展能夠推動社會進步與人類生活水平提高。隨著材料技術、新能源技術及信息技術等的發展,自動化與智能化已經成為未來工業領域發展的主要趨勢。
      在工業制造領域的多種場景中,智能機器人不僅能夠替代人類完成一些重復性的工作,而且操作效率更高,完成質量更穩定,工作安全性也能夠得到極大保證,因此,智能機器人的應用場景正不斷增多,已經逐漸成為數智化時代工業生產中不可或缺的組成部分。而且,隨著新一代信息技術與機器人技術融合的加深,未來智能機器人的自主性和適應性必將得到極大提升,應用邊界也會隨之拓展,直至滲透到經濟社會的方方面面。
      目前,全球機器人產業正在蓬勃發展。根據國際機器人聯合會(IFR)提供的數據,2024年,全球機器人市場總體規模有望突破650億美元,其中工業機器人市場規模有望達到230億美元。伴隨市場規模的不斷增長,技術層面的變革和應用領域的深化也驅動全球機器人產業進入新的發展階段。而我國是工業大國,也已經成為全球機器人產業發展的中堅力量,隨著“工業4.0”和“中國制造2025”的推動,工業機器人已經成為制造業智能化轉型升級的核心環節。近幾年,我國政府和相關部門制定和出臺了一系列政策,以推動工業機器人相關產業的發展。比如,2023年1月,工業和信息化部等17部門聯合印發《“機器人+”應用行動實施方案》,計劃到2025年,制造業機器人密度較2020年實現翻番,并聚焦10大應用重點領域,突破100種以上機器人創新應用技術及解決方案,推廣200個以上具有較高技術水平、創新應用模式和顯著應用成效的機器人典型應用場景。
      近些年,我國機器人產業發展迅猛,相關技術、應用產業及產業規模均接連實現突破,貫穿研發生產到工業應用的機器人產業鏈已逐步形成。作為“制造業皇冠頂端的明珠”,機器人的研發、制造、應用是衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志。目前,工業機器人技術與應用水平的進步,不僅有助于推動工業制造領域的智能化轉型升級,更能為我國經濟社會的發展注入強勁動力。隨著智能工程技術、專家系統技術、模糊控制技術等新興技術的進步,工業機器人的網絡化、模塊化、標準化、通用化、智能化程度也將不斷增強,并被賦予更理想的自我完善和修復能力。
      近年來,我國機器人產業呈現良好發展勢頭。在技術、政策、市場等多重因素的驅動下,工業機器人的應用領域也不斷拓展,3C電子、汽車、化工等均已經成為工業機器人需求極為旺盛的行業。根據國際機器人聯合會(IFR)提供的數據,2024年,中國工業機器人的市場規模有望超過110億美元。
      我國制造業智能化、自動化升級的需求正日益迫切,工業制造領域的“機器換人”與“人機協作”也已經成為不可逆轉的趨勢。近幾年,我國機器人產業的技術水平持續提升,運動控制、高性能伺服驅動、高精密減速器等關鍵技術和部件加快突破,整機功能和性能顯著增強。目前,機器人產業正迎來升級換代、跨越發展的窗口期。作為新興技術的重要載體,機器人產業的發展不僅能夠推動我國制造業的數字化發展和智能化升級,還有助于應對人口老齡化等問題,從而進一步助力我國經濟社會的可持續發展。因此,我國機器人產業必須主動迎接挑戰,努力解決產業基礎薄弱、核心技術受制于人等關鍵問題,從而抓住換代跨越的戰略機遇。
      本書立足于工業機器人的前沿理論和實際應用,全面闡述工業機器人的基本結構、技術原理與操作實踐,主要內容涵蓋工業機器人機械系統、運動軌跡規劃、感知系統、控制系統、編程操作、虛擬仿真、焊接機器人、AGV搬運機器人、裝配機器人等模塊,力求理論知識與工程實踐相結合,以工程圖形、列表與文字融合的寫作形式對工業機器人進行全方位的剖析,試圖讓讀者深入了解工業機器人設計與操作的具體方法,以滿足機械類應用型高級人才的培養目標。
      因此,作為一本凝聚了對工業機器人技術與產業的長期思考、敏銳洞察以及學術成果的著作,本書可供從事工業機器人相關工作的工程技術人員閱讀學習,也可用作高等院校機械工程、自動化、機器人、智能制造等相關專業本科和高職學生的教材,工業機器人愛好者也可以閱讀學習。
      
      著者
      

      精彩書摘

      《工業機器人技術與應用》全面且詳細地介紹了工業機器人的各項關鍵技術,包括工業機器人的基礎性知識:機械系統、運動軌跡規劃、感知系統、控制系統等,在講解感知系統時,充分解讀了傳感器的相關知識;也講解了編程操作、虛擬仿真等進階性技術;同時,本書最后三章通過講解焊接機器人、AGV搬運機器人、裝配機器人,讓讀者對各種不同類型的工業機器人有全面的認識和理解。
      全書內容充實,圖文并茂,適合對工業機器人感興趣的初學者閱讀學習,同時也可以作為高等院校機器人、智能制造相關專業的教材使用。
      

      目錄

      第1章 工業機器人概述 001
      1.1 工業機器人的基礎知識 002
      1.1.1 工業機器人的發展背景 002
      1.1.2 工業機器人的概念特征 002
      1.1.3 工業機器人的系統構成 004
      1.1.4 工業機器人的關鍵技術 006
      1.1.5 工業機器人的應用領域 007
      1.2 工業機器人的類型劃分 009
      1.2.1 根據拓撲結構分類 009
      1.2.2 根據坐標系分類 012
      1.2.3 根據控制方式分類 016
      1.3 工業機器人的技術參數 017
      1.3.1 自由度 017
      1.3.2 精度 019
      1.3.3 工作空間 020
      1.3.4 最大速度 020
      1.3.5 承載能力 021
      
      第2章 工業機器人機械系統 022
      2.1 工業機器人的機械結構 023
      2.1.1 機身部件 023
      2.1.2 手臂部件 027
      2.1.3 手腕部件 030
      2.1.4 手部部件 032
      2.2 工業機器人的驅動機構 036
      2.2.1 液壓驅動系統 036
      2.2.2 氣動驅動系統 038
      2.2.3 電動驅動系統 042
      2.2.4 驅動系統的選用原則 044
      2.3 工業機器人的傳動機構 045
      2.3.1 直線傳動機構 045
      2.3.2 旋轉傳動機構 047
      
      第3章 工業機器人運動軌跡規劃 050
      3.1 工業機器人的路徑規劃 051
      3.1.1 模板匹配路徑規劃技術 051
      3.1.2 人工勢場路徑規劃技術 052
      3.1.3 地圖構建路徑規劃技術 052
      3.1.4 人工智能路徑規劃技術 054
      3.2 工業機器人的軌跡規劃 055
      3.2.1 軌跡規劃概述及其分類 055
      3.2.2 笛卡兒空間軌跡規劃 056
      3.2.3 關節空間軌跡規劃 058
      3.2.4 最優軌跡規劃算法 061
       
      第4章 工業機器人感知系統 064
      4.1 工業機器人感知系統概述 065
      4.1.1 感知系統的構成與原理 065
      4.1.2 機器人傳感器的分類 066
      4.1.3 感知系統的性能指標 069
      4.2 工業機器人內部傳感器 071
      4.2.1 位置傳感器 071
      4.2.2 速度傳感器 074
      4.2.3 加速度傳感器 075
      4.2.4 扭矩傳感器 076
      4.3 工業機器人外部傳感器 078
      4.3.1 接近覺傳感器 079
      4.3.2 觸覺傳感器 081
      4.3.3 力覺傳感器 083
      4.3.4 視覺傳感器 084
      4.4 多傳感器信息融合技術應用 086
      4.4.1 多傳感器信息融合的基本原理 086
      4.4.2 多傳感器信息融合的系統構建 087
      4.4.3 多傳感器信息融合的技術路徑 089
      4.4.4 多傳感器信息融合的關鍵問題 090
      
      第5章 工業機器人控制系統 092
      5.1 工業機器人控制系統概述 093
      5.1.1 工業機器人控制系統的特點 093
      5.1.2 工業機器人控制系統的功能 093
      5.1.3 工業機器人控制系統的組成 094
      5.1.4 工業機器人控制系統的分類 096
      5.2 工業機器人的控制方式 099
      5.2.1 點位控制 099
      5.2.2 連續軌跡控制 100
      5.2.3 力矩控制 100
      5.2.4 智能控制 101
      5.3 基于PLC控制的工業機器人系統 103
      5.3.1 PLC控制技術的原理與特性 103
      5.3.2 工業機器人PLC控制系統的實現 104
      5.3.3 工業機器人PLC控制系統的設計 106
      5.3.4 PLC控制技術在工業機器人中的應用 107
      
      第6章 工業機器人編程操作 110
      6.1 工業機器人的編程語言 111
      6.1.1 機器人編程語言的發展 111
      6.1.2 動作級編程語言 112
      6.1.3 對象級編程語言 113
      6.1.4 任務級編程語言 113
      6.2 工業機器人的編程技術 114
      6.2.1 示教編程技術 114
      6.2.2 離線編程技術 116
      6.2.3 自主編程技術 118
      6.2.4 基于增強現實的編程技術 119
      
      第7章 工業機器人虛擬仿真 120
      7.1 工業機器人虛擬仿真技術的應用 121
      7.1.1 虛擬仿真技術賦能智能制造 121
      7.1.2 全球主流的虛擬仿真軟件平臺 121
      7.1.3 ABB RobotStudio虛擬仿真應用 125
      7.1.4 Tecnomatix虛擬仿真應用 128
      7.2 基于RobotStudio的機器人碼垛系統設計 130
      7.2.1 機器人碼垛系統總體方案設計 130
      7.2.2 機器人碼垛運動仿真與優化設計 133
      7.2.3 機器人碼垛工作站虛擬仿真設計 134
      7.3 基于RoboGuide平臺下仿真環境設計 135
      7.3.1 RoboGuide功能模塊與仿真步驟 135
      7.3.2 基于RoboGuide的建模設計 137
      7.3.3 基于RoboGuide的虛擬工廠環境設計 139
      
      第8章 焊接機器人技術與應用 141
      8.1 焊接機器人的基礎知識 142
      8.1.1 焊接機器人的發展歷程 142
      8.1.2 工業焊接的原理與方法 143
      8.1.3 焊接機器人的類型劃分 144
      8.1.4 焊接機器人的發展趨勢 147
      8.2 焊接機器人的關鍵技術 148
      8.2.1 焊縫識別跟蹤技術 148
      8.2.2 離線編程與路徑規劃技術 149
      8.2.3 多機器人協調控制技術 151
      8.2.4 專用弧焊電源技術 151
      8.2.5 虛擬仿真技術 152
      8.2.6 遙控焊接技術 153
      8.3 焊接機器人的應用領域 154
      8.3.1 汽車制造領域 154
      8.3.2 工程機械領域 155
      8.3.3 船舶建造領域 157
      8.3.4 鋼結構建筑領域 159
      
      第9章 AGV搬運機器人技術與應用 161
      9.1 AGV搬運機器人的基礎知識 162
      9.1.1 AGV搬運機器人的系統構成 162
      9.1.2 AGV搬運機器人的關鍵技術 164
      9.1.3 AGV搬運機器人的應用場景 166
      9.1.4 基于AGV的智能物流倉儲系統 167
      9.2 AGV導引技術及工作原理 169
      9.2.1 磁釘導引技術 169
      9.2.2 磁條導航技術 170
      9.2.3 激光導航技術 170
      9.2.4 電磁導航技術 172
      9.2.5 視覺導航技術 172
      9.2.6 激光SLAM導航技術 173
      9.3 基于AGV/AMR的大規模定制 175
      9.3.1 AGV/AMR的典型機構形式 175
      9.3.2 AGV/AMR的軟件關鍵技術 177
      9.3.3 基于AGV/AMR的大規模定制應用 179
      
      第10章 裝配機器人技術與應用 182
      10.1 裝配機器人的基礎知識 183
      10.1.1 裝配機器人定義與分類 183
      10.1.2 裝配機器人的基本組成 184
      10.1.3 裝配機器人的關鍵技術 186
      10.1.4 我國裝配機器人的發展趨勢 188
      10.2 基于機器人的自動化裝配應用 188
      10.2.1 機器人自動化裝配的價值 188
      10.2.2 機器人自動化裝配的關鍵技術 190
      10.2.3 機器人自動化裝配的應用策略 192
      10.3 裝配機器人在航空領域的應用 193
      10.3.1 裝配狀態感知 193
      10.3.2 裝配智能控制 194
      10.3.3 人機協同裝配 194
      10.3.4 典型應用場景 195
      
      參考文獻 197
      
      

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