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工業(yè)機(jī)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(jī)器人行業(yè)發(fā)展趨勢，從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，詳細(xì)講解了工業(yè)機(jī)器人安裝調(diào)試的基礎(chǔ)內(nèi)容，工業(yè)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等幾大系統(tǒng)，以及工業(yè)機(jī)器人的控制、安裝、調(diào)整與保養(yǎng)等內(nèi)容。本書實(shí)用性與可參考性強(qiáng)，可為從事工業(yè)機(jī)器人操作與維護(hù)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(jī)電專業(yè)、機(jī)器人專業(yè)的師生學(xué)習(xí)參考。

近年來，我國機(jī)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(yuǎn)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(jī)器人市場。我國工業(yè)機(jī)器人市場之所以能有如此迅速的增長，主要源于以下三點(diǎn)：（1）勞動(dòng)力的供需矛盾。主要體現(xiàn)在勞動(dòng)力成本的上升和勞動(dòng)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(dòng)力的供需矛盾非常突出，這對實(shí)施機(jī)器換人計(jì)劃提出了迫切需求。（2）企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切需求。隨著全球制造業(yè)轉(zhuǎn)移的持續(xù)深入，先進(jìn)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(xiǎn)，迫切需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的制造模式，降低企業(yè)運(yùn)行成本，提升企業(yè)發(fā)展效率，提升工廠的自動(dòng)化、智能化程度。而工業(yè)機(jī)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(jī)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(jìn)制造業(yè)的重要支撐技術(shù)和信息化社會(huì)的重要生產(chǎn)裝備，對工業(yè)生產(chǎn)、社會(huì)發(fā)展以及增強(qiáng)軍事國防實(shí)力都具有十分重要的意義。隨著機(jī)器人技術(shù)及智能化水平的提高，工業(yè)機(jī)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(jī)器人最多的幾個(gè)行業(yè)。未來幾年，隨著行業(yè)需要和勞動(dòng)力成本的不斷提高，我國機(jī)器人市場增長潛力巨大。盡管我國將成為當(dāng)今世界最大的機(jī)器人市場，但每萬名制造業(yè)工人擁有的機(jī)器人數(shù)量卻遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平和國際平均水平。工信部組織制訂了我國機(jī)器人技術(shù)路線圖及機(jī)器人產(chǎn)業(yè)十三五規(guī)劃，到2020年，工業(yè)機(jī)器人密度達(dá)到每萬名員工使用100臺(tái)以上。我國工業(yè)機(jī)器人市場將高倍速增長，未來十年，工業(yè)機(jī)器人是看不到天花板的行業(yè)。雖然多種因素推動(dòng)著我國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)不斷發(fā)展，但應(yīng)用人才嚴(yán)重缺失的問題清晰地?cái)[在我們面前，這是我國推行工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的最大瓶頸。中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國當(dāng)前機(jī)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(jī)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(jì)與應(yīng)用工程師、調(diào)試工程師和操作及維護(hù)人員四個(gè)層次。其中，需求量最大的是基礎(chǔ)的操作及維護(hù)人員以及掌握基本工業(yè)機(jī)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(jī)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(jī)器人行業(yè)發(fā)展的形勢，滿足從業(yè)人員學(xué)習(xí)機(jī)器人技術(shù)相關(guān)知識(shí)的需求，我們從生產(chǎn)實(shí)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(jī)器人安裝調(diào)試基礎(chǔ)，工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，工業(yè)機(jī)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(shí)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(huì)、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(qiáng)、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(shí)代焊接設(shè)備有限公司、山東魯南機(jī)床有限公司、山東山推工程機(jī)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(jī)器人裝調(diào)維修工》、《工業(yè)機(jī)器人操作調(diào)整工》職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)的要求，以備讀者考取技能等級(jí)；還借鑒了全國及多省工業(yè)機(jī)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(jī)器人安裝調(diào)試基礎(chǔ)知識(shí) / 1

1.1機(jī)器人概述1

1.1.1機(jī)器人的定義1

1.1.2機(jī)器人的產(chǎn)生與發(fā)展2

1.1.3機(jī)器人的發(fā)展方向4

1.1.4中國工業(yè)機(jī)器人研制情況6

1.1.5機(jī)器人的應(yīng)用6

1.1.6機(jī)器人的分類12

1.2工業(yè)機(jī)器人的組成與工作原理18

1.2.1工業(yè)機(jī)器人的基本組成18

1.2.2工業(yè)機(jī)器人的基本工作原理21

1.2.3機(jī)器人應(yīng)用與外部的關(guān)系22

1.3機(jī)器人的基本術(shù)語與圖形符號(hào)24

1.3.1機(jī)器人的基本術(shù)語24

1.3.2機(jī)器人的圖形符號(hào)體系25

1.3.3機(jī)器人的圖形符號(hào)表示28

1.3.4工業(yè)機(jī)器人的提示符號(hào)30

1.3.5工業(yè)機(jī)器人技術(shù)參數(shù)32

1.3.6典型機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)34

1.4工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)系36

1.4.1機(jī)器人的位姿問題36

1.4.2機(jī)器人坐標(biāo)系36

1.5工業(yè)機(jī)器人安裝調(diào)試工具39

1.5.1機(jī)器人安裝調(diào)試必備工具39

1.5.2機(jī)器人安裝調(diào)試常用工具39

第2章工業(yè)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu) / 44

2.1機(jī)器人的手部機(jī)構(gòu)44

2.1.1機(jī)器人手部的特點(diǎn)44

2.1.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)45

2.1.3手部結(jié)構(gòu)47

2.2機(jī)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(jī)器人手部56

2.2.6專用末端操作器及換接器57

2.3機(jī)器人的腕部機(jī)構(gòu)60

2.3.1機(jī)器人腕部的移動(dòng)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(jī)器人手臂68

2.4.1機(jī)器人臂部的運(yùn)動(dòng)與組成69

2.4.2機(jī)器人臂部的配置69

2.4.3機(jī)器人手臂機(jī)構(gòu)71

2.4.4手臂的常用結(jié)構(gòu)72

2.4.5機(jī)器人手臂的典型機(jī)構(gòu)77

2.4.6機(jī)器人手臂的分類78

2.5機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)81

2.5.1機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)81

2.5.2車輪式行走機(jī)構(gòu)83

2.5.3履帶式行走機(jī)構(gòu)85

2.5.4足式行走機(jī)構(gòu)89

2.6機(jī)器人的輔助機(jī)構(gòu)92

2.6.1外軸92

2.6.2送絲機(jī)構(gòu)93

2.6.3清槍裝置93

第3章工業(yè)機(jī)器人的傳感系統(tǒng) / 95

3.1工業(yè)機(jī)器人傳感器概述95

3.1.1工業(yè)機(jī)器人傳感器的分類95

3.1.2機(jī)器人對傳感器的要求96

3.1.3機(jī)器人傳感器的性能指標(biāo)97

3.1.4機(jī)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(jī)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(jī)器人的傳動(dòng)系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) / 147

4.1工業(yè)機(jī)器人的傳動(dòng)系統(tǒng)147

4.1.1帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)148

4.1.2連桿與凸輪傳動(dòng)150

4.1.3絲杠傳動(dòng)150

4.1.4流體傳動(dòng)155

4.1.5導(dǎo)軌傳動(dòng)155

4.1.6齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)157

4.1.7齒輪傳動(dòng)158

4.1.8擺線針輪行星傳動(dòng)161

4.1.9諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)163

4.1.10RV減速器168

4.1.11工業(yè)機(jī)器人的制動(dòng)器170

4.1.12傳動(dòng)件的定位171

4.1.13機(jī)器人的傳動(dòng)172

4.1.14傳動(dòng)方式的應(yīng)用舉例175

4.2工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)177

4.2.1工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)177

4.2.2電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)177

4.2.3氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)179

4.2.4電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)180

4.2.5工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)選用原則182

4.2.6新型驅(qū)動(dòng)器184

第5章工業(yè)機(jī)器人的控制 / 190

5.1工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)概述190

5.1.1工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)190

5.1.2工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要功能191

5.1.3機(jī)器人的控制方式192

5.2工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本組成196

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

5.2.2機(jī)器人控制系統(tǒng)分類198

5.2.3機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)198

5.2.4機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)200

5.2.5機(jī)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(jī)器人操作控制210

5.4網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人212

5.4.1網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人的組成與特點(diǎn)212

5.4.2網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人的控制214

5.5多機(jī)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(jī)器人的安裝 / 233

6.1工業(yè)機(jī)器人的安裝223

6.1.1工業(yè)機(jī)器人的組成223

6.1.2標(biāo)牌224

6.1.3機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)輸226

6.1.4工業(yè)機(jī)器人的安裝230

6.1.5安裝上臂信號(hào)燈（選件）233

6.1.6機(jī)器人控制箱的安裝233

6.2工業(yè)機(jī)器人電氣系統(tǒng)的連接236

6.2.1工業(yè)機(jī)器人電氣系統(tǒng)的布線237

6.2.2工業(yè)機(jī)器人的I/O通信247

6.2.3工業(yè)機(jī)器人的外圍設(shè)施的電氣連接251

第7章工業(yè)機(jī)器人的調(diào)整與保養(yǎng) / 253

7.1工業(yè)機(jī)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(biāo)記線進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定259

7.1.5手動(dòng)刪除軸的零點(diǎn)263

7.1.6更改軟件限位開關(guān)263

7.2工業(yè)機(jī)器人的保養(yǎng)264

7.2.1工業(yè)機(jī)器人機(jī)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(dòng)277

參考文獻(xiàn) / 280

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