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第1章　绪论1

1.1　机器人的基本概念1

1.2　工业机器人的形成和发展1

1.3　工业机器人的组成与分类2

1.3.1　工业机器人的组成2

1.3.2　工业机器人的基本职能3

1.3.3　工业机器人的分类4

1.4　工业机器人的主要技术参数5

1.5　工业机器人常用的图形符号及坐标形式6

1.5.1　工业机器人常用的图形符号6

1.5.2　工业机器人的坐标形式6

1.6　工业机器人的应用范围9

1.7　工业机器人的发展态势分析10

思考题11

第2章　工业机器人的手部12

2.1　概述12

2.2　钳爪式手部机构的选用要点12

2.3　钳爪式手部机构的夹紧力分析与计算13

2.3.1　钳爪式手部机构的夹紧力分析13

2.3.2　钳爪式手部的传动结构及夹紧力的计算18

2.4　钳爪式手部机构驱动力计算20

2.4.1　拉紧装置原理20

2.4.2　驱动力的计算20

2.4.3　驱动力计算步骤23

2.5　钳爪式手部机构定位误差分析24

2.5.1　移动式钳爪的定位误差24

2.5.2　回转式钳爪的定位误差25

2.6　磁吸式手部简介31

2.6.1　原理与应用31

2.6.2　磁吸式手部机构的选用要点31

2.7　气吸式手部简介31

2.7.1　气吸式手部的工作原理31

2.8　气动手爪简介32

思考题34

第3章　工业机器人的腕部36

3.1　工业机器人腕部的特点36

3.2　工业机器人腕部的典型结构37

3.2.1　具有一个回转运动的腕部结构37

3.2.2　具有两个回转运动的腕部结构39

3.2.3　具有回转和横移运动的腕部结构40

3.2.4　具有多个自由度的机械传动腕部结构41

3.2.5　柔顺手腕46

3.3　工业机器人腕部回转力矩的计算48

思考题49

第4章　工业机器人的臂部50

4.1　工业机器人臂部的特点和要求50

4.2　工业机器人臂部的结构形式50

4.2.1　手臂的伸缩运动机构52

4.2.2　手臂的回转及升降运动机构55

4.2.3　臂部俯仰运动的结构58

4.2.4　臂部复合运动机构58

4.3　工业机器人臂部的导向装置60

4.4　工业机器人臂部的驱动计算60

思考题63

第5章　工业机器人的定位与缓冲64

5.1　工业机器人的定位精度及其影响因素64

5.2　工业机器人的运动特性65

5.3　工业机器人的定位方法65

5.3.1　电气开关定位65

5.3.2　机械挡块定位66

5.3.3　伺服定位系统66

5.4　工业机器人的定位缓冲装置66

5.4.1　弹性缓冲元件67

5.4.2　液压缓冲装置67

思考题73

第6章　工业机器人传感器及其应用74

6.1　工业机器人传感器分类74

6.1.1　工业机器人传感器分类74

6.1.2　工业机器人对传感器的要求74

6.2　内传感器75

6.2.1　规定位置、规定角度的位置检测75

6.2.2　可变位置和角度检测75

6.2.3　速度和角速度检测78

6.2.4　加速度检测78

6.2.5　倾斜角检测79

6.3　外传感器80

6.3.1　视觉传感器及应用80

6.3.2　接近觉传感器84

6.3.3　触觉传感器及应用86

6.3.4　力觉传感器90

6.3.5　听觉传感器及语言识别92

6.3.6　多传感器融合94

思考题97

第7章　工业机器人控制系统98

7.1　工业机器人控制系统概述98

7.1.1　工业机器人控制系统的基本原理和主要功能98

7.1.2　工业机器人控制系统的发展过程及展望99

7.2　工业机器人控制系统的结构及分类101

7.2.1　工业机器人控制系统的分层结构101

7.2.2　工业机器人控制系统的分类102

7.2.3　工业机器人控制系统的硬件结构104

7.3　工业机器人独立关节驱动控制106

7.3.1　工业机器人电动伺服驱动系统要求106

7.3.2　工业机器人电动伺服驱动系统特点108

7.3.3　工业机器人伺服驱动系统设计举例112

7.4　机器人的位置控制120

7.4.1　轨迹插补算法120

7.4.2　机器人作业示教控制122

7.4.3　常用的位置控制算法127

7.5　机器人的力控制129

7.5.1　力控制的柔顺性129

7.5.2　力控制系统的组成130

7.6　工业机器人控制系统实例131

7.6.1　五关节工业机器人简介131

7.6.2　PUMA560机器人控制系统134

7.6.3 PMAC板在硅片传输机器人控制器中的应用136

7.6.4　仿人步行机器人控制系统设计142

思考题145

第8章　工业机器人的总体设计147

8.1　工业机器人总体系统分析147

8.2　工业机器人的技术设计150

8.2.1　工业机器人基本参数的确定150

8.2.2　工业机器人运动形式的选择152

8.2.3　拟定检测传感系统框图154

8.2.4　确定控制系统总体方案154

8.2.5　工业机器人的机械结构设计155

8.3　工业机器人的机械系统设计158

8.3.1　工业机器人的驱动方式158

8.3.2　工业机器人的关节驱动方式158

8.3.3　工业机器人材料的选择159

8.3.4　工业机器人平衡系统的设计159

8.3.5　工业机器人的模块化结构设计160

思考题161

第9章　工业机器人的应用162

9.1　典型工业机器人的应用162

9.1.1　弧焊机器人162

9.1.2　点焊机器人165

9.1.3　装配机器人168

9.1.4　喷涂机器人169

9.1.5　搬运工业机器人171

9.1.6　其他用途的工业机器人174

9.2　在生产中引入机器人系统的方法175

9.2.1　可行性分析175

9.2.2　机器人工作站和生产线的详细设计175

9.2.3　制造与试运行176

9.2.4　交付使用177

9.3　工业机器人工作站的构成及设计原则177

9.3.1　机器人工作站的构成177

9.3.2　机器人工作站的一般设计原则177

9.4　工业机器人生产线的构成及设计原则183

9.4.1　机器人生产线构成183

9.4.2　机器人生产线的设计原则184

思考题190

参考文献191