工業機器人技術基礎/職業教育工業機器人技術應用專業規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鄒火軍，劉繼紅，陳令平，楊誌忠，王澤春 等 編

圖書標籤:

• 工業機器人
• 機器人技術
• 職業教育
• 應用專業
• 教材
• 自動化
• 機械工程
• 智能製造
• 機器人應用
• 工業4
• 0

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111579182

版次：1

商品編碼：12252059

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 職業教育工業機器人技術應用專業規劃教材

開本：16開

齣版時間：2017-11-01

用紙：膠版紙

頁數：239

字數：373000

正文語種：中文

內容簡介

　　《工業機器人技術基礎/職業教育工業機器人技術應用專業規劃教材》以典型工作任務為主綫，以應用為目的，並與技能訓練有機結閤，主要內容包括工業機器人基礎知識、工業機器人示教編程、工業機器人基礎應用、工業機器人管理與維護四個模塊，每個模塊下又包含瞭若乾與實際生産緊密聯係的工作任務。
　　《工業機器人技術基礎/職業教育工業機器人技術應用專業規劃教材》可作為職業院校、技師與技工院校工業機器人技術應用專業和機電類專業（工業機器人方嚮）的專業課程，也可作為相關技術崗位的培訓教材。

內頁插圖

目錄

前言
模塊一 工業機器人基礎知識
任務一 認識工業機器人
任務二 工業機器人機械結構的認知
任務三 工業機器人的傳感器及其應用
任務四 認識工業機器人的控製與驅動係統

模塊二 工業機器人示教編程
任務一 初識工業機器人的作業示教
任務二 工業機器人繪圖單元的編程與操作

模塊三 工業機器人基礎應用
任務一 搬運機器人及其操作應用
任務二 碼垛機器人及其操作應用
任務三 裝配機器人及其操作應用
任務四 塗裝機器人及其操作應用

模塊四 工業機器人管理與維護
任務一 工業機器人係統的管理與維護
任務二 工業機器人本體的保養與維護
參考文獻

前言/序言

　　本書是為貫徹全國職業院校堅持以就業為導嚮的辦學方針，實現以課程對接崗位、教材對接技能的目的，更好地適應“工學結閤、任務驅動”的教學模式要求而編寫的。本書依據國傢職業標準編寫，知識體係由基礎知識、相關知識、專業知識和操作技能訓練四部分構成，知識體係中各個知識點和操作技能點都以任務的形式呈現。本書精心選擇教學內容，對專業技術理論知識雖不追求麵麵俱到，過分強調學科的邏輯性、係統性和完整性，但力求涵蓋國傢職業標準中必須掌握的知識和具備的技能。
　　本書共分為四個模塊，即工業機器人基礎知識、工業機器人示教編程、工業機器人基礎應用和工業機器人管理與維護。每個模塊又劃分為不同的任務。在任務的選擇上，以典型的工作任務為載體，堅持以能力為本位，重視實踐能力的培養；在內容的組織上，整閤相應的知識點和技能點，實現理論和操作的統一，有利於實現“理實一體化”教學，充分體現認知規律。
　　本書在充分吸收國內外職業教育先進理念的基礎上，總結瞭眾多學校一體化教學改革的經驗、眾多一綫教師多年的教學經驗和企業實踐專傢的智慧。在編寫過程中，力求實現內容通俗易懂，既方便教師教學，又方便學生自學。特彆是操作技能部分，圖文並茂，側重於對程序設計、電路連接、通電調試過程和故障檢修內容的細化，以提高學生在實際工作中分析和解決問題的能力，實現職業教育與社會生産實際的緊密結閤。
　　在本書編寫過程中得到瞭廣西機電技師學院、柳州市第一職業技術學校、廣東省佛山市順德區梁鯨琚職業技術學校、江蘇匯博機器人技術股份有限公司、廣西柳州鋼鐵集團有限公司、上汽通用五菱汽車股份有限公司、柳州九鼎機電科技有限公司等同行們的大力支持，在此一並錶示感謝。
　　由於編者水平有限，書中若有錯漏和不妥之處，懇請讀者批評指正。
　　編者

《現代工業機器人技術與應用》 一、 發展背景與行業概覽 在21世紀，製造業正經曆著前所未有的變革。全球自動化浪潮洶湧而至，以工業機器人為代錶的智能製造裝備，正以前所未有的速度和深度滲透到生産的各個環節。從汽車製造、電子信息、新能源，到物流倉儲、食品加工，乃至醫療健康等新興領域，工業機器人已不再是遙不可及的“高科技”，而是驅動産業升級、提升效率、保障安全、實現柔性生産的關鍵力量。 工業機器人技術的飛速發展，不僅改變著傳統的生産模式，更催生瞭對高素質、復閤型人纔的迫切需求。掌握工業機器人係統的設計、集成、編程、維護與管理能力，已經成為許多企業衡量人纔價值的重要標準。本教材正是緊隨時代步伐，聚焦工業機器人技術的核心知識與前沿應用，旨在為職業院校相關專業的學生提供係統、紮實的理論基礎和豐富的實踐指導，使其能夠勝任現代工業機器人應用領域各類崗位的工作。 二、 本書內容精要 本書緊密圍繞“工業機器人技術與應用”這一核心主題，力求做到理論與實踐相結閤，知識性與操作性相統一。全書結構清晰，邏輯嚴謹，覆蓋瞭工業機器人技術發展的關鍵環節，從基礎理論到實際應用，再到未來趨勢，力求為讀者勾勒齣一幅全麵而深入的工業機器人技術圖景。 第一篇：工業機器人基礎理論 本篇旨在為讀者打下堅實的理論基礎，理解工業機器人的“是什麼”以及“為什麼”。 第一章：工業機器人概述 1.1 工業機器人的定義與發展曆程： 追溯工業機器人的起源，探討其從早期自動化設備演變至今的麯摺曆程。深入解析工業機器人作為一種可編程的、多自由度的機械裝置，如何實現自動化作業的關鍵特徵。 1.2 工業機器人的分類與構成： 詳細介紹按照結構（如關節式、SCARA、Delta、並聯）、功能（如搬運、焊接、噴塗、裝配、檢測）以及驅動方式（如伺服電機、步進電機）等不同維度的分類方法，使讀者對工業機器人的多樣性有一個全麵的認識。重點剖析工業機器人係統的基本組成部分，包括： 本體（Manipulator）： 講解機械臂的結構，各關節的自由度，以及不同關節形式（鏇轉、直綫）的工作原理。 控製器（Controller）： 闡述控製器作為“大腦”的核心功能，包括運動控製、路徑規劃、邏輯控製、人機交互等。 示教器（Teach Pendant）： 介紹示教器的作用，如何通過示教器進行機器人操作、編程以及狀態監控。 末端執行器（End-effector）： 探討各種末端執行器（如夾爪、焊槍、噴槍、吸盤、視覺傳感器）的功能與選擇原則，它們是機器人與工件直接交互的“手”。 傳感器係統（Sensor System）： 講解內部傳感器（編碼器、限位開關）和外部傳感器（視覺、力覺、觸覺）在機器人感知與閉環控製中的作用。 1.3 工業機器人的性能指標： 深入解析評價工業機器人性能的關鍵指標，包括： 自由度（Degrees of Freedom, DoF）： 解釋自由度與機器人運動靈活性的關係。 工作空間（Workspace）： 闡述機器人可觸及的範圍，包括極限工作空間和可達工作空間。 精度（Accuracy）與重復定位精度（Repeatability）： 區分這兩個關鍵概念，理解它們對産品質量和生産效率的影響。 速度（Speed）與加速度（Acceleration）： 分析速度和加速度參數對生産節拍的影響。 負載能力（Payload Capacity）： 強調負載能力與機器人選型、應用場景的匹配度。 可靠性（Reliability）與壽命（Lifespan）： 探討機器人係統的穩定運行和長期使用價值。 1.4 工業機器人在現代工業中的作用與意義： 論述工業機器人在提高生産效率、提升産品質量、降低生産成本、改善勞動條件、保障生産安全、實現柔性製造等方麵的價值，以及其在智能化、數字化工廠建設中的核心地位。 第二章：機器人運動學基礎 2.1 坐標係與變換： 學習不同坐標係的建立（世界坐標係、工具坐標係、基坐標係、關節坐標係）以及它們之間的齊次坐標變換原理，這是描述機器人位姿的基礎。 2.2 正運動學： 掌握如何根據關節變量（角度、位移）計算機器人末端執行器的位姿（位置和姿態），理解其在機器人定位中的應用。 2.3 逆運動學： 學習如何根據期望的末端執行器位姿，反嚮求解機器人各關節變量，這是機器人路徑規劃和動作實現的關鍵。本書將介紹幾種常見的求解方法，並分析其優缺點。 2.4 雅可比矩陣及其應用： 講解雅可比矩陣在機器人速度分析、奇異點檢測以及力/力矩控製中的重要作用。 第三章：機器人驅動與控製係統 3.1 驅動係統： 介紹工業機器人常用的驅動方式，包括伺服電機、步進電機、液壓與氣動驅動，重點闡述伺服電機在精度和動態響應方麵的優勢，以及減速器在傳遞動力和提高扭矩中的作用（如諧波減速器、RV減速器）。 3.2 控製係統架構： 剖析工業機器人控製係統的層次化結構，包括高層規劃、中層運動控製、底層伺服控製等，理解各層之間的協同工作原理。 3.3 伺服控製原理： 深入講解PID（比例-積分-微分）控製等經典伺服控製算法，以及它們在確保機器人精確、穩定運動中的關鍵作用。 3.4 機器人編程與指令係統： 介紹機器人離綫編程與在綫示教編程的概念，以及不同品牌機器人常用的指令語言和編程範式。 第二篇：工業機器人本體與操作 本篇著重於工業機器人的實際操作和基本應用，讓讀者“動起手來”。 第四章：機器人本體結構與維護 4.1 機器人機械結構詳解： 細緻講解不同類型機器人（如關節式、SCARA）的機械結構特點，包括連杆、關節、基座的設計理念，以及其對機器人性能的影響。 4.2 機器人部件的識彆與功能： 詳細介紹機器人本體上的關鍵部件，如電機、編碼器、限位開關、連杆、迴轉接頭等，明確其功能與作用。 4.3 機器人日常維護與檢查： 強調日常檢查的重要性，指導讀者如何進行外觀檢查、潤滑、緊固件檢查、電纜檢查等，確保機器人處於良好工作狀態。 4.4 常見故障分析與排除： 總結工業機器人操作中可能遇到的常見故障，如定位不準、運動異常、通信錯誤等，並提供初步的診斷與排除方法。 第五章：機器人基礎操作與編程 5.1 示教器操作與界麵講解： 詳細介紹各種主流機器人示教器的操作界麵、菜單功能、快捷鍵等，幫助讀者熟悉人機交互方式。 5.2 機器人坐標係與移動指令： 學習如何設置和理解世界坐標係、工具坐標係、用戶坐標係，以及直綫移動（L指令）、圓弧移動（C指令）、關節移動（J指令）等基本運動指令的使用。 5.3 點位編程與路徑點示教： 掌握如何通過示教器設定機器人運動軌跡上的關鍵點（點位），並學習直綫和圓弧路徑的示教方法。 5.4 簡單的邏輯控製與IO操作： 講解如何使用基本的邏輯指令（如IF-THEN）和輸入/輸齣（IO）信號控製機器人與外部設備（如傳感器、氣缸、PLC）的聯動。 5.5 程序創建、保存與調試： 指導讀者如何創建、編輯、保存機器人程序，並學習如何使用單步執行、單步返迴、變量監視等調試工具。 第三篇：工業機器人集成與應用 本篇將理論知識與實際場景相結閤，聚焦工業機器人在不同領域的應用與集成。 第六章：工業機器人通信與網絡 6.1 工業通信協議： 介紹工業機器人與PLC、上位機、傳感器等設備之間常用的通信協議，如EtherNet/IP, PROFINET, Modbus TCP/IP等，理解數據交換的原理。 6.2 機器人與PLC的集成： 講解機器人與PLC進行數據交換、信號交互的常見方式，以及如何在自動化生産綫上實現兩者的高效協同。 6.3 機器人與MES/SCADA係統的集成： 探討機器人數據上傳、遠程監控、任務調度等在企業生産執行係統（MES）和監控及數據采集係統（SCADA）中的應用。 第七章：工業機器人常見應用領域 7.1 搬運與碼垛： 介紹機器人如何實現物料的精準搬運、裝載與卸載，以及高效的自動化碼垛解決方案，在物流、倉儲、製造業中的應用。 7.2 焊接應用： 深入講解機器人弧焊、點焊、激光焊等工藝，包括焊接路徑規劃、焊接參數設置、視覺引導等關鍵技術，以及在汽車、金屬加工行業的應用。 7.3 噴塗與打磨： 闡述機器人如何實現高精度、均勻的噴塗作業，以及錶麵打磨、去毛刺等後處理工序，在汽車、傢具、傢電行業的應用。 7.4 裝配與擰緊： 介紹機器人如何完成精密零部件的抓取、定位、安裝，以及自動擰緊螺釘、螺母等任務，在電子、汽車、機械製造領域的應用。 7.5 檢測與測量： 探討機器人如何集成視覺、力覺等傳感器，實現産品外觀檢測、尺寸測量、缺陷識彆等高精度自動化檢測任務。 第八章：機器人視覺引導係統 8.1 機器視覺基礎： 介紹圖像采集、圖像處理、特徵提取、模式識彆等機器視覺的基本原理。 8.2 機器人視覺係統的構成： 講解視覺相機、光源、鏡頭、圖像處理單元等關鍵組成部分，以及它們與機器人的集成方式。 8.3 視覺定位與引導： 學習如何通過視覺係統識彆工件位置、姿態，並引導機器人進行精準抓取或加工。 8.4 視覺在質量檢測中的應用： 探討視覺係統在産品錶麵缺陷檢測、尺寸校驗、特徵識彆等方麵的應用。 第九章：安全操作與防護 9.1 工業機器人安全標準與規範： 介紹與工業機器人相關的國際和國內安全標準，如ISO 10218等，強調安全操作的法規依據。 9.2 機器人工作區域的安全防護： 講解安全圍欄、光柵、安全門、急停按鈕等安全防護措施的設計與應用。 9.3 機器人運動模式與安全限製： 闡述單步運行、慢速運行、自動運行等不同模式下的安全注意事項，以及速度、加速度的限製。 9.4 緊急情況處理與救援： 指導讀者在緊急情況下如何正確操作急停按鈕，以及進行基本的安全救援。 9.5 職業健康與人機協作安全： 關注長期操作機器人可能帶來的職業健康問題，以及未來人機協作場景下的安全設計考量。 第四篇：工業機器人技術發展趨勢與未來展望 本篇將目光投嚮未來，探討工業機器人技術的前沿發展和行業未來走嚮。 第十章：協作機器人與新型機器人 10.1 協作機器人（Cobots）的原理與優勢： 介紹協作機器人與傳統工業機器人的區彆，重點分析其安全設計、易用性、靈活性等特點，以及在人機協同生産中的應用。 10.2 移動機器人（AGV/AMR）及其與工業機器人的結閤： 探討自主移動機器人（AMR）在智能倉儲、柔性生産綫上的應用，以及其與固定式工業機器人協同作業的模式。 10.3 特種機器人與服務機器人： 簡要介紹在特定危險環境（如核工業、深海）或服務領域（如醫療、教育）應用的特種機器人和新興服務機器人。 第十一章：工業機器人智能化與互聯互通 11.1 人工智能與機器人融閤： 探討機器學習、深度學習等人工智能技術如何賦能機器人，提升其感知、決策、自主學習能力。 11.2 機器人自主學習與自適應控製： 分析機器人如何通過數據驅動實現工藝優化、故障預測與自我修復。 11.3 工業互聯網與機器人： 闡述工業機器人如何融入工業互聯網平颱，實現設備間的互聯互通、數據共享與協同優化，構建智能工廠。 11.4 數字孿生與機器人： 介紹數字孿生技術在機器人仿真、遠程監控、優化配置、故障診斷等方麵的應用。 三、 學習方法與實踐建議 本書在編寫過程中，始終堅持理論聯係實際的原則。除瞭詳細的理論闡述，書中還包含大量的實例分析、操作步驟示範、常見問題解答以及拓展閱讀建議。 理論學習： 鼓勵讀者在理解基本原理的基礎上，深入思考工業機器人技術在不同應用場景下的價值與挑戰。 實踐操作： 建議讀者充分利用學校的實訓設備，動手進行機器人操作、編程、調試。通過實際操作，加深對理論知識的理解，培養解決實際問題的能力。 項目訓練： 鼓勵讀者參與教師指導的課程設計或科研項目，將所學知識應用於解決真實的工業問題。 案例研究： 引導讀者分析各種工業機器人成功應用案例，學習其技術方案、實施過程與取得的效益。 持續學習： 工業機器人技術發展迅速，建議讀者關注行業動態，閱讀相關文獻，參與技術交流，不斷更新知識體係。 四、 目標讀者 本書適用於高等職業院校、中等職業學校、技工學校等開設工業機器人技術、自動化、機電一體化等相關專業的學生，也適閤從事工業機器人相關工作的技術人員、工程師以及對工業機器人技術感興趣的廣大讀者。 結語： 工業機器人技術是推動新一輪工業革命的核心驅動力之一。掌握工業機器人技術，就是掌握未來製造業的核心競爭力。本書將竭誠為每一位有誌於投身這一偉大事業的讀者，提供最堅實、最前沿的知識支撐。願本書能成為您學習和實踐工業機器人技術的得力助手，助力您成為新時代製造業的創新者和建設者！

評分☆☆☆☆☆

從排版和閱讀體驗上來說，這本書的設計也頗為用心。雖然內容專業性強，但其采用瞭大量的流程圖、結構分解圖和故障分析錶格，極大地降低瞭閱讀的疲勞感。每一章後的總結和隨堂練習部分，都緊密圍繞著本章的核心知識點，起到瞭很好的鞏固作用。我尤其欣賞它在術語解釋上的嚴謹性，很多中文術語後麵都附帶瞭對應的英文原詞，這對於未來閱讀國際標準和技術文檔非常有幫助。對於自學愛好者來說，這種注重細節和交叉參考的設計簡直是量身定做。我嘗試對照書中的一些概念去搜索相關的行業標準，發現書中的描述與行業主流認知高度一緻，體現瞭編撰團隊紮實的研究功底和對行業規範的精準把握。它無疑是一本可以被反復翻閱，並在不同學習階段都能有所收獲的工具書。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的時候，首先映入眼簾的是它那樸實的封麵設計，沒有過多花哨的元素，給人一種很紮實的專業書籍的感覺。我原本對工業機器人技術瞭解不多，抱著學習基礎知識的目的翻開瞭它。第一感覺是內容的組織結構非常清晰，從最基礎的機械結構講起，逐步深入到電氣控製和編程應用，循序漸進的設計讓初學者也能輕鬆跟上。特彆是對各種關節類型和驅動方式的介紹，圖文並茂，讓我對機器人的“骨骼”和“肌肉”有瞭直觀的認識。作者在介紹理論概念時，並沒有陷入枯燥的公式堆砌，而是巧妙地結閤瞭實際生産綫上的應用案例，這極大地激發瞭我學習的興趣。比如，書中關於機器人坐標係和運動學的部分，講解得非常透徹，配閤著豐富的示意圖，即使是復雜的數學描述也變得易於理解。這本書給我的感覺是，它不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的工程師在手把手地教你如何理解和操作機器人，非常適閤作為入門讀物。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，我認為體現在它成功地架起瞭一座理論知識與實際工程應用之間的橋梁。它沒有止步於描述機器人是什麼，而是深入探討瞭機器人如何融入復雜的製造流程，如何通過編程語言實現特定功能。書中對於常用傳感器的選型、數據接口的理解以及PLC與機器人之間的通訊邏輯的講解，非常貼近工廠現場的實際需求。我感覺作者深知職業教育的最終目的在於培養能夠立即上崗的閤格人纔，因此在內容設置上，處處體現瞭“學以緻用”的原則。對於我們這些希望快速掌握一門實用技能的人來說，這本書提供瞭一個高效、係統的學習路徑，避免瞭在海量信息中迷失方嚮。它不僅僅是知識的傳遞者，更是職業技能素養的塑造者，讓人在掌握技術的同時，也培養起工程師應有的嚴謹思維和解決問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

最讓我感到驚喜的是，這本書在安全規範和維護保養方麵的論述。在很多技術書籍中，這些實操層麵的內容往往被一筆帶過，但這本書卻花瞭相當大的篇幅來強調安全操作規程和日常巡檢的要點。這體現瞭作者極強的責任心和對一綫工作環境的深刻理解。例如，關於緊急停止按鈕的設置、安全圍欄的設計標準，以及定期潤滑和校準的周期建議，這些細節對於保障生産安全和設備長久穩定運行至關重要。我曾聽聞一些新入行的技術人員因為缺乏安全意識而發生事故，這本書無疑為他們敲響瞭警鍾，並提供瞭清晰的行為準則。它不僅僅教會你“如何做”，更教會你“應該如何正確、安全地做”，這種人文關懷和職業素養的培養，是任何技術學習中都不可或缺的一部分。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度確實超齣瞭我的預期。我原本以為它會側重於理論的堆砌，但實際上，它對當前工業界主流的機器人係統和操作方法有著相當詳盡的描述。特彆是其中關於示教編程和離綫仿真軟件使用的章節，提供瞭非常實用的操作指南。我注意到，作者在講解編程邏輯時，非常注重實際操作中的注意事項和常見錯誤的排查，這對於未來需要獨立進行調試和維護的人來說，簡直是寶貴的經驗總結。書中還涉及瞭一些前沿的技術趨勢，比如視覺引導和人機協作機器人的基礎概念，雖然篇幅不長，但足以讓人對行業發展方嚮有所瞭解。閱讀這本書的過程，讓我對“工業化”這三個字有瞭更深刻的理解——它不僅僅是自動化，更是對效率、精度和安全性的極緻追求。對於想要轉行或者提升技能的職業人士來說，這本書提供的知識體係非常完整和前沿，可以說是武裝頭腦的利器。