前言
项目1　工业机器人的发展史及分类 1
　1. 1　概述 1
　1. 2　工业机器人的发展历程以及在我国的
发展现状 1
　　1. 2. 1　工业机器人的发展历程 1
　　1. 2. 2　国外工业机器人的发展 2
　　1. 2. 3　国产工业机器人的发展 2
　1. 3　工业机器人的分类及其特点 5
　　1. 3. 1　机器人的坐标系描述及运动命名
原则 6
　　1. 3. 2　直线机器人 8
　　1. 3. 3　圆柱坐标系机器人 8
　　1. 3. 4　关节坐标系机器人 8
　　1. 3. 5　并联机构机器人(蜘蛛机器人) 9
　1. 4　工业机器人应用场合 10
　习题 10
项目2　工业机器人本体的关键部件与
构成 11
　2. 1　概述 11
　2. 2　工业机器人的关键部件 11
　　2. 2. 1　伺服电动机 11
　　2. 2. 2　谐波减速器 15
　　2. 2. 3　摆线针轮减速器 18
　　2. 2. 4　行星减速器 20
　　2. 2. 5　线性滑轨 22
　　2. 2. 6　直线运动单元 24
　　2. 2. 7　滚珠丝杠 24
　　2. 2. 8　同步带 26
　　2. 2. 9　回转支承 28
　　2. 2. 10　高精密轴承 29
　　2. 2. 11　直线电动机 30
　2. 3　工业机器人本体制造使用的材料 31
　　2. 3. 1　铸铁 31
　　2. 3. 2　铸钢 31
　　2. 3. 3　铸造不锈钢 31
　　2. 3. 4　铝合金型材 31
　　2. 3. 5　铸造铝合金 32
　　2. 3. 6　铸造工艺 32
　2. 4　工业机器人本体结构 33
　　2. 4. 1　直线机器人本体结构 33
　　2. 4. 2　平行机构搬运机器人本体结构 36
　　2. 4. 3　关节机器人本体结构 37
　　2. 4. 4　发那科机器人本体结构 39
　习题 42
项目3　机器人控制系统 44
　3. 1　概述 44
　3. 2　机器人的控制及编程软件 44
　　3. 2. 1　采用PLC+人机界面的软件编程及
控制 44
　　3. 2. 2　采用PLC+嵌入式触摸屏和组态
软件编程 48
　　3. 2. 3　采用工业PC+PLC 的编程与控制 49
　3. 3　成套机器人控制系统 51
　　3. 3. 1　KEBA 机器人控制系统 51
　　3. 3. 2　卡诺普机器人控制系统 52
　3. 4　发那科机器人控制系统 56
　　3. 4. 1　发那科机器人系统组成 56
　　3. 4. 2　发那科机器人控制系统———控制器
与通信 56
　　3. 4. 3　发那科机器人控制系统———应用
软件工具包 62
　习题 63
项目4　工业机器人感知系统 64
　4. 1　概述 64
　4. 2　力觉传感器 65
　4. 3　角度传感器 65
　4. 4　位移传感器 67
　4. 5　距离传感器 68
　　4. 5. 1　激光检测 68
　　4. 5. 2　超声波距离传感器 71
　4. 6　接近传感器 72
　　4. 6. 1　接近开关 72
　　4. 6. 2　霍尔开关 73
Ⅴ　
　4. 7　位置传感器 73
　　4. 7. 1　光敏开关 73
　　4. 7. 2　光纤放大器 74
　　4. 7. 3　光幕 75
　　4. 7. 4　干簧管 76
　　4. 7. 5　行程开关 76
　4. 8　运动传感器 76
　4. 9　工业机器人二维视觉检测系统 77
　　4. 9. 1　工业机器人二维视觉系统组成 78
　　4. 9. 2　工业机器人二维视觉系统硬件
介绍 78
　　4. 9. 3　工业机器人二维视觉检测实例 82
　4. 10　工业机器人三维视觉检测系统 84
　　4. 10. 1　三维激光视觉检测系统
(发那科) 84
　　4. 10. 2　机器视觉-结构光测量的三角测量
原理 85
　　4. 10. 3　三维激光视觉扫描仪的配置 87
　　4. 10. 4　iRVision 系统设置 87
　　4. 10. 5　图像软件UIF 的使用 88
　　4. 10. 6　应用举例 89
　习题 90
项目5　工业机器人手爪 91
　5. 1　概述 91
　5. 2　码垛手爪 91
　　5. 2. 1　纸箱手爪 91
　　5. 2. 2　膜包手爪 92
　　5. 2. 3　袋装手爪 94
　5. 3　装箱手爪 96
　　5. 3. 1　小型夹持手爪 96
　　5. 3. 2　利乐包的装箱手爪 97
　5. 4　真空吸取手爪 97
　　5. 4. 1　真空吸盘及其手爪结构特点 97
　　5. 4. 2　真空吸盘的结构与种类 98
　　5. 4. 3　真空源的选用 98
　5. 5　电磁吸取手爪 101
　5. 6　气缸手爪 101
　5. 7　手爪快换接头 102
　习题 104
项目6　机器人本体移动装置及AGV
输送小车 105
　6. 1　概述 105
　6. 2　机器人本体天轨移动装置 105
　6. 3　机器人本体地轨移动装置 106
　6. 4　AGV 小车 106
　　6. 4. 1　输送小车的分类、定位、供电和
通信 106
　　6. 4. 2　用于机器人本体移动的小车 107
　　6. 4. 3　输送小车的供电方式 107
　　6. 4. 4　输送小车的导航 111
　　6. 4. 5　输送小车的结构 112
　　6. 4. 6　其他AGV 输送小车图例 114
　习题 114
项目7　机器人周边辅助设备 115
　7. 1　概述 115
　7. 2　规整定位机构 115
　　7. 2. 1　码垛规整机构 115
　　7. 2. 2　装箱规整机构 119
　7. 3　旋转平台 120
　　7. 3. 1　机器人喷涂移动及旋转台 120
　　7. 3. 2　机器人焊接转台 121
　7. 4　输送机 124
　　7. 4. 1　皮带输送机 124
　　7. 4. 2　辊筒输送机 126
　　7. 4. 3　链板输送机 133
　　7. 4. 4　链条输送机 137
　　7. 4. 5　物料的变道输送机 140
　　7. 4. 6　悬挂链输送机 142
　　7. 4. 7　倍速链输送机 144
　习题 148
项目8　工业机器人应用系统 149
　8. 1　概述 149
　8. 2　机器人焊接系统 149
　　8. 2. 1　机器人MIG/ MAG 焊接系统 150
　　8. 2. 2　机器人TIG 焊接系统 151
　　8. 2. 3　机器人点焊焊接系统 154
　　8. 2. 4　机器人激光焊接系统 156
　8. 3　机器人切割系统 160
　　8. 3. 1　机器人激光切割系统 160
　　8. 3. 2　机器人等离子切割系统 162
　8. 4　机器人喷涂系统 163
　　8. 4. 1　机器人喷涂系统组成及优点 163
　　8. 4. 2　喷涂机器人本体 164
　　8. 4. 3　喷具 165
　　8. 4. 4　机器人喷涂定量配比控制 167
　8. 5　机器人搬运系统 168
　　8. 5. 1　各种包装形式的码垛 169
　　8. 5. 2　码垛机器人 170
　　8. 5. 3　实例介绍: 某大型奶企的纸箱
码垛生产线 171
　8. 6　机器人装箱系统 173
　　8. 6. 1　各种产品的机器人装箱 173
　　8. 6. 2　适合于装箱作业的机器人 174
　　8. 6. 3　实例介绍: 某大型奶企的利乐
Ⅵ　
包的装箱生产线 174
　8. 7　电路板插件机器人(自动插件机) 176
　　8. 7. 1　插件机器人的使用 176
　　8. 7. 2　插件机器人的组成 177
　8. 8　机器人冲床进料与出料装置 177
　　8. 8. 1　冲床机器人应用举例 177
　　8. 8. 2　适用于冲(折) 床的机器人 178
　　8. 8. 3　实例介绍: 冲压进给料机器人系统和
冲床机器人系统 179
　8. 9　数控机床机器人进料与出料装置 182
　8. 10　注塑机取件机器人 182
　8. 11　机器人分拣系统 183
　　8. 11. 1　蜘蛛机器人分拣 184
　　8. 11. 2　二维平面小型六轴机器人分拣 184
　　8. 11. 3　三维空间任意姿态物料的分拣 184
　　8. 11. 4　分拣机器人 185
　8. 12　机器人产品装配 185
　　8. 12. 1　用于机器人本身的生产装配 186
　　8. 12. 2　用于汽车的生产装配 186
　　8. 12. 3　并联蜘蛛机器人用于装配生产的
案例 186
　8. 13　机器人打磨系统 188
　　8. 13. 1　机器人手持工件打磨 188
　　8. 13. 2　机器人手持工具对工件打磨 189
　习题 189
参考文献 191