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巫云，蔡亮，许妍妩 著

图书标签:

• 工业机器人
• 机器人维护
• 机器人维修
• 自动化设备
• 机械制造
• 电气控制
• 故障诊断
• 精密仪器
• 工业自动化
• 机器人技术

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040494259

版次：1

商品编码：12314226

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-03-01

用纸：胶版纸

页数：202

内容简介

本书围绕工业机器人维护与维修岗位职责和企业实际生产中的工业机器人维护与维修工作内容，详细讲解工业机器人维护与维修的故障分析思路和维修操作方法。全书以新时达六轴工业机器人为讲解对象，共分为8个项目，内容包括工业机器人维护与维修的准备工作、基体总成的维护与维修、前臂驱动组件的维护与维修、腕关节组件的维护与维修、工业机器人本体总装、工业机器人控制柜维修、工业机器人维修后的功能测试，以及工业机器人定期检修与保养。每个项目由若干任务组成，每个任务后附有思考题。本书可将北京华航唯实机器人科技有限公司的CHL-JC-03型教学工作站用作实训载体设备，也可仅根据书中内容展开教学。为了让学习者能够快速且有效地掌握核心知识和技能，也方便教师采用更有效的传统方式教学，或者更新颖的线上线下的翻转课堂教学模式，本书配有大量微课视频，已在智慧职教平台（www.icve.com.cn）上线，学习者可登录网站进行学习，也可通过扫描书中的二维码观看教学视频，随扫随学。此外，本书还提供了其他数字化课程教学资源，包括PPT教学课件、习题答案等，可在智慧职教的网站资源展示页面下载及学习。本书既适合作为中高职学院工业机器人技术、电气自动化技术等相关专业的教材，也可作为高职院校机电及相关专业学生的实践选修课教材，还可作为企业培训用书或供工程技术人员参考。

目录

项目1 工业机器人维护与维修的准备工作
学习任务
学习目标
思维导图
任务1.1 工业机器人概述
1.1.1 工业机器人本体
1.1.2 工业机器人控制柜
1.1.3 工业机器人示教器
1.1.4 任务操作——启动
工业机器人
1.1.5 工业机器人示教器界面
1.1.6 任务操作——工业机器人
示教器的基本设置操作
1.1.7 任务操作——关闭工业机器人
思考题
任务1.2 工业机器人本体组件简介
1.2.1 腕关节组件
1.2.2 前臂筒和前臂驱动组件
1.2.3 大臂镶钢丝螺套组件
1.2.4 旋转臂组件
思考题
任务1.3 断开工业机器人本体接线
1.3.1 工业机器人本体接线
1.3.2 任务操作——断开工业机器人本体接线
1.3.3 任务操作——工业机器人本体拆解
思考题

项目2 基体总成的维护与维修
学习任务
学习目标
思维导图
任务2.1 机座不稳的维护
2.1.1 机座不稳问题的故障分析
2.1.2 任务操作——机座固定
思考题
任务2.2 底座限位座松脱的维护
2.2.1 底座限位座松脱问题的故障分析
2.2.2 任务操作——底座限位座紧固
思考题
任务2.3 大臂镶钢丝螺套
2.3.1 钢丝螺套
2.3.2 钢丝螺套的镶嵌方法
思考题
任务2.4 油腔漏油的维修
2.4.1 RV减速机
2.4.2 油腔密封的几种方式
2.4.3 油腔漏油问题的故障分析及维修方法
2.4.4 任务操作——更换油堵
2.4.5 任务操作——拆解基体总成
2.4.6 任务操作——更换油封
2.4.7 任务操作——更换RV减速机0型圈
2.4.8 气密性检测原理及方法
2.4.9 任务操作——气密性检测
思考题
任务2.5 运动轴异响的维修
2.5.1 运动轴异响问题的故障分析
2.5.2 运动轴异响的维修方法
思考题
任务2.6 防撞块组件松脱的维护
2.6.1 防撞块组件松脱问题的故障分析
2.6.2 任务操作——防撞块组件紧固
思考题

项目3 前臂驱动组件的维护与维修
学习任务
学习目标
思维导图
任务3.1 前臂驱动组件维护与维修的准备工作
3.1.1 认识前臂驱动组件
3.1.2 任务操作——前臂驱动组件的拆解
思考题
任务3.2 谐波减速机的更换
3.2.1 谐波减速机及其安装方法
3.2.2 任务操作——四轴谐波减速机的更换
思考题

项目4 腕关节组件的维护与维修
学习任务
学习目标
思维导图
任务4.1 腕关节组件维护与维修的准备工作
4.1.1 认识腕关节组件
4.1.2 任务操作——腕关节组件的拆解
思考题
任务4.2 同步带的更换
4.2.1 带传动工作原理
4.2.2 同步带的张紧方法
4.2.3 任务操作——同步带的更换
思考题

项目5 工业机器人本体总装
学习任务
学习目标
思维导图
任务5.1 工业机器人本体安装及布线
5.1.1 工业机器人本体安装的准备工作
5.1.2 工业机器人的防呆孔与防呆线
5.1.3 任务操作——工业机器人本体安装及布线
思考题
任务5.2 工业机器人重载连接器的集成
5.2.1 接线准确性测试方法
5.2.2 任务操作——重载连接器的集成
思考题
任务5.3 工业机器人本体润滑油的加注和围板组件的安装
5.3.1 工业机器人油孔位置及注油工具
5.3.2 任务操作——工业机器人注润滑油
5.3.3 任务操作——工业机器人围板组件的安装
思考题

项目6 工业机器人控制柜维修
学习任务
学习目标
思维导图
任务6.1 控制柜接线检查
6.1.1 控制柜主要元器件的功能和接线端口定义
6.1.2 控制柜电气接线
6.1.3 任务操作——检查控制柜电气装配
6.1.4 控制柜控制回路上电检测方法
6.1.5 控制柜主回路上电检测方法
思考题
任务6.2 控制柜常见故障排除
6.2.1 控制柜常见故障及其排除方法
6.2.2 任务操作——合上旋转开关QSI后控制柜无反应的故障排除
6.2.3 任务操作——通信指示灯不亮的故障排除
6.2.4 任务操作——开机后控制柜无24V控制电压的故障排除
6.2.5 任务操作——主接触器KMI不吸合的故障排除
6.2.6 任务操作——伺服驱动器数码管显示报警代码的故障排除
思考题

项目7 工业机器人维修后的功能测试
学习任务
学习目标
思维导图
任务7.1 工业机器人回零
7.1.1 工业机器人运动轴的零点位置信息
7.1.2 绝对式光电编码器的工作原理
7.1.3 工业机器人的机械零点位置
7.1.4 任务操作——手动操纵工业机器人各轴运动
7.1.5 任务操作——工业机器人本体回零
7.1.6 任务操作——零点微调思考题
任务7.2 工业机器人的功能测试
7.2.1 任务操作——工业机器人在笛卡儿坐标系下的运动
7.2.2 I／0通信模块输入／输出端口的使用方法
7.2.3 任务操作——配置工业机器人I／O信号控制指示灯开关
7.2.4 任务操作——配置工业机器人I／0信号接收开关信号输入
7.2.5 示教器常见错误信息提示及处理方法
思考题

项目8 工业机器人定期检修与保养
学习任务
学习目标
思维导图
任务8.1 工业机器人本体定期检修与保养
8.1.1 工业机器人本体保养维护
8.1.2 任务操作——金属紧固夹固定
8.1.3 任务操作——更换工业机器人本体电池
思考题
任务8.2 控制柜定期检修与保养
8.2.1 控制柜保养维护
8.2.2 任务操作——清洁工业机器人
思考题
附录1 螺钉拧紧力矩标准
附录2 量载连接器接线表
附录3 控制柜电气原理图
参考文献

《机械臂灵巧手：结构、控制与应用》 一、 导论 在现代工业自动化浪潮中，机械臂作为核心的执行单元，其灵巧性与精准度直接关系到生产效率、产品质量乃至工艺的突破。本书《机械臂灵巧手：结构、控制与应用》聚焦于机械臂末端执行器——灵巧手的设计、制造、控制策略及其在各行业中的多元化应用，旨在为读者提供一个全面而深入的理解框架。不同于侧重于机械臂本体的维护与维修，本书将视角完全移至机械臂的“手”，即末端执行器，探究其如何从简单的夹爪进化为能够执行复杂抓取、装配、甚至精细操作的灵巧之手。 二、 灵巧手结构设计与关键技术 灵巧手的核心在于其结构设计。本书将深入剖析当前主流的灵巧手设计理念和技术路线，涵盖从仿生学原理到功能导向的各种创新设计。 仿生灵巧手： 借鉴生物学设计，如人类手指的关节结构、肌腱驱动方式等，来模拟生物手的高灵活性和适应性。我们将详细介绍多种仿生灵巧手的指体结构、关节自由度分布、以及材料选择（如柔性材料、轻质合金）对性能的影响。例如，探讨如何通过串联或并联的驱动方式实现手指的精确弯曲和伸展，以及如何设计手指间的协同运动。 模块化与可重构灵巧手： 针对不同应用场景的快速切换需求，模块化设计是关键。本书将阐述如何设计标准化的指体单元、传感器模块、驱动模块，实现灵巧手的快速组装、拆卸和功能扩展。读者将了解到如何根据具体的抓取任务（如易碎品、异形件）快速更换不同类型的指尖或集成特定功能的传感器，从而优化抓取策略。 多自由度关节与驱动系统： 灵巧手的灵活性很大程度上取决于其关节的数量和自由度。我们将分析不同类型关节（如球铰、转轴、曲柄滑块）的运动学和动力学特性，以及如何通过微型电机、液压或气动系统实现高精度、高响应速度的驱动。例如，我们将讨论伺服电机在精确位置控制中的应用，以及气动系统的响应速度优势在高速抓取场景下的体现。 柔性与形变灵巧手： 应对不规则形状和易损物品的抓取，柔性材料和形变设计是不可或缺的。本书将探讨采用软体材料、柔性驱动器（如形状记忆合金、电活性聚合物）设计的灵巧手，分析其在自适应抓取、包裹式夹持方面的优势，以及相关的材料科学和制造工艺（如3D打印）挑战。 指尖设计与表面纹理： 指尖是灵巧手与物体直接接触的部分，其设计对抓取稳定性至关重要。我们将研究不同形状（如杯状、球状、针状）和表面纹理（如凹凸、吸附）的指尖设计，以及它们在提高摩擦力、减小压强、防止滑动等方面的作用。 三、 灵巧手控制策略与智能感知 实现灵巧手的精确、稳定和智能操作，离不开先进的控制算法和强大的感知能力。 运动学与动力学建模： 这是所有控制策略的基础。本书将详细推导灵巧手正逆运动学模型，分析关节空间与操作空间之间的映射关系。同时，我们将探讨动力学建模的方法，包括拉格朗日方程、牛顿-欧拉方程等，为动力学控制提供理论支持。 经典控制方法： 包括PID控制、力矩控制、位置控制等。我们将分析这些控制方法在灵巧手关节控制中的适用性、优缺点，以及如何通过参数整定获得最佳控制效果。 高级控制技术： 自适应控制： 应对灵巧手参数变化（如负载变化、磨损）的鲁棒控制策略。 模糊逻辑与神经网络控制： 利用人工智能技术处理复杂的非线性控制问题，实现更平滑、更智能的抓取。 模型预测控制（MPC）： 考虑未来一段时间的系统状态和约束，进行最优控制决策，常用于实现平稳的轨迹跟踪和避障。 柔顺控制（Admittance/Impedance Control）： 允许灵巧手在接触过程中产生一定的柔顺性，以适应环境的不确定性，避免对物体造成损坏，或实现精密的装配。 智能感知与传感融合： 触觉感知： 集成压力传感器、力传感器、滑移传感器，感知接触力、压力分布、物体滑动状态，实现精细的力控抓取和稳定性监测。 视觉感知： 利用摄像头（单目、双目、深度相机）获取物体的位置、姿态、形状信息，实现目标识别、定位和抓取路径规划。 近程与距离感知： 使用红外、超声波传感器，检测物体是否存在，以及距离信息，辅助抓取前的安全确认。 多传感器融合： 融合来自不同传感器的数据，构建更全面的环境模型，提高感知鲁棒性和准确性。例如，融合视觉和触觉信息，实现“看得到”和“摸得着”的联合感知。 抓取策略与规划： 基于几何学的抓取规划： 根据物体几何模型，计算最优的抓取点、姿态和手指张开度。 基于优化的抓取规划： 定义抓取质量评估函数（如稳定性、功耗），通过优化算法搜索最优抓取方案。 基于学习的抓取策略： 利用机器学习，尤其是深度学习，从大量抓取数据中学习有效的抓取策略，实现自主抓取。 四、 灵巧手应用领域与前沿发展 灵巧手的进步极大地拓展了机械臂的应用范围，本书将重点介绍其在多个关键领域的实际应用及未来发展趋势。 精密装配： 在电子产品、航空航天、医疗器械等行业，灵巧手能够执行微小零件的拾取、定位、插件、螺钉紧固等高精度装配任务，远超传统夹爪的能力。例如，在手机主板的精密组装中，灵巧手可以精确地放置微小的芯片和连接器。 复杂物料搬运： 对于形状不规则、表面易损（如水果、蔬菜、玻璃制品）或有特殊要求的物料，灵巧手的自适应抓取能力使其能够胜任。本书将分析其在食品加工、物流仓储、化学品处理等场景下的应用案例。 人机协作： 随着协作机器人（Cobots）的发展，灵巧手也日益集成到协作系统中，与人类协同完成任务。通过安全设计和智能控制，灵巧手能够与人类在同一工作空间安全、高效地协作，执行分工任务。 特种作业： 在危险环境（如核工业、深海探索、太空探测）或难以触及的区域，灵巧手是执行远程操作的关键。本书将介绍其在这些特殊场景下的挑战与解决方案，例如，在太空中，灵巧手需要承受极端温度和辐射。 医疗与康复： 手术机器人： 医用灵巧手能够模拟外科医生精细的手术操作，实现微创手术，提高手术精度和成功率。 康复辅助： 康复机器人中的灵巧手可以辅助患者进行手部功能训练，加速康复过程。 服务机器人： 在家庭服务、餐饮服务、智能护理等领域，高灵巧性的灵巧手将使机器人能够执行更复杂的家务、递送物品、甚至辅助老人起居。 未来发展趋势： 更强的感知与交互能力： 融合更多类型的传感器，实现更精细的力反馈、纹理识别，甚至嗅觉、味觉的初步模拟。 更高的自主性与学习能力： 利用强化学习、迁移学习等技术，使灵巧手能够自主学习新技能，并适应复杂多变的环境。 更广泛的材料与驱动创新： 探索新型柔性材料、生物启发驱动器，实现更轻便、更灵活、更安全的灵巧手。 与人工智能的深度融合： 将大型语言模型（LLMs）等AI技术融入灵巧手控制，使其能够理解更复杂的指令，进行更智能的任务规划和执行。 个性化与定制化设计： 利用3D打印等先进制造技术，实现针对特定需求和任务的个性化灵巧手设计。 五、 结论 《机械臂灵巧手：结构、控制与应用》一书，不仅仅是关于机械臂“手”的工程学探讨，更是对未来自动化、智能化生产与服务的一种预见。通过对灵巧手从基础结构到尖端控制、从理论建模到实际应用的全面梳理，本书期望能够激发读者在这一充满活力的领域进行更深入的研究与创新，为推动机器人技术的发展贡献力量。本书内容聚焦于灵巧手的独特性质，与工业机器人本体的通用性维护和维修工作有着本质的区别，为从事机器人末端执行器设计、控制、应用等相关工作的研究人员、工程师和技术爱好者提供了宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本《工业机器人维护与维修》在我手中沉甸甸的，封面设计带着一种务实而专业的气息，泛着淡淡的金属光泽，仿佛预示着书中所包含的知识能量。我一直对自动化生产线上的那些庞大而精密的机械臂充满好奇，它们如何日复一日地精准工作，又在出现问题时如何被“治愈”，这其中的奥秘一直萦绕在我脑海。读这本书，我更多的是希望能窥探到这种“治愈”过程的一角，了解那些隐藏在金属外壳下的“生命体征”，以及工程师们如何像经验丰富的医生一样，通过各种工具和诊断手段，准确地找到故障的根源，并施以精妙的“手术”。我期待书中能够详细阐述不同类型工业机器人的常见故障表现，比如动作迟缓、定位偏差、甚至突然停机等，并且能够系统地介绍排除这些故障的步骤，从基础的电气检查到复杂的程序调试，每一个环节都希望能有条理地展现。同时，我也希望能从中学习到一些预防性维护的技巧，了解如何通过定期的检查和保养，将潜在的故障扼杀在摇篮里，最大限度地提高机器人的运行效率和使用寿命。对于一个非专业人士来说，我希望书中能用相对易于理解的语言，避免过多的晦涩术语，或者在必要时提供清晰的解释，让我这个门外汉也能逐渐领略到工业机器人维护的魅力与挑战。

评分☆☆☆☆☆

翻开《工业机器人维护与维修》，我首先被书中详尽的图解吸引住了，那些复杂的电路图和机械结构示意图，虽然初看有些令人望而生畏，但仔细琢磨，却能感受到其中蕴含的严谨与智慧。我希望这本书不仅仅是枯燥的技术手册，更是一部能够引导我深入理解工业机器人“身体构造”和“工作原理”的百科全书。我非常期待能够从中学习到不同品牌、不同型号的工业机器人在结构上的差异，以及它们各自的优势和劣势。更重要的是，我渴望了解在实际生产环境中，这些精密的设备会面临哪些独特的挑战，比如高温、高湿、粉尘等恶劣条件对机器人性能的影响，以及在这种情况下，我们应该采取哪些特殊的维护措施。书中是否会介绍一些先进的故障诊断技术，比如振动分析、热成像检测等，这些能够帮助我们更早地发现问题，避免小故障演变成大麻烦。此外，我个人对机器人手臂的传感器系统特别感兴趣，这些“眼睛”和“触觉”是如何感知周围环境并做出反应的，它们的维护和校准又有哪些关键点，这些都是我希望在书中找到答案的部分。

评分☆☆☆☆☆

这本《工业机器人维护与维修》在我看来，更像是一本值得反复研读的“操作手册”。我关注的不仅仅是“怎么修”，更是“为什么这么修”。我希望书中能够深入浅出地讲解工业机器人内部各个模块的工作原理，比如驱动系统、控制系统、感知系统等，这样我才能更深刻地理解故障发生的原因。我特别期待书中能够对不同类型的伺服电机、减速机、以及各种执行机构的故障特征和维修方法进行详细的介绍。同时，我也希望能够学习到一些关于机器人编程和调试的基本知识，了解如何在不损坏设备的情况下，进行一些简单的程序调整或参数设置，以解决一些与软件相关的故障。这本书如果能包含一些关于工业机器人寿命预测和性能评估的内容，那就更加完美了，这能帮助我们更好地规划维护计划，提前做好备件的准备。我希望通过这本书，能够建立起一个系统化的维护和维修知识体系，不再仅仅是“头痛医头，脚痛医脚”，而是能够从整体上把握机器人的健康状况。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对自动化技术充满好奇的学习者，《工业机器人维护与维修》这本书无疑是我的一个重要启蒙。我一直觉得，掌握一项技术，不仅要了解它的“阳春白雪”，更要明白它的“下里巴人”，也就是那些最基础、最实在的维护和维修工作。我期望书中能够详细介绍日常维护的流程，比如如何进行清洁、润滑，以及检查连接的紧固程度等。这些看似简单的工作，往往是保障机器人稳定运行的关键。同时，我也希望能从中学习到一些基础的电气维修知识，例如如何安全地进行断电操作，如何使用万用表等工具进行简单的电路故障排查，以及如何识别和更换一些常见的易损件，如传感器、编码器、电机等。我特别关注书中是否会提供一些实际案例分析，通过具体的故障场景，来展示问题是如何被一步步诊断和解决的，这样的学习方式会更加直观和有效，让我能够更好地将书本知识转化为实际操作能力。

评分☆☆☆☆☆

我手上的这本《工业机器人维护与维修》，给我最直观的感受是它的实用性。我不是一个纯粹的理论派，我更喜欢那些能够直接应用于实际操作的书籍。我希望能在这本书中找到关于工业机器人故障排除的“葵花宝典”，详细列举各种可能出现的故障代码，并提供对应的解决方案。我渴望了解，当机器人发出某个特定的报警信号时，我应该如何快速地定位问题所在，是机械故障、电气故障、还是程序问题。书中是否会提供一些关于不同类型控制器（例如PLC、示教器等）的故障排除指南，因为我知道，这些“大脑”的部分如果出现问题，对整个机器人的影响是巨大的。我也希望能从中学习到一些关于安全操作的注意事项，毕竟在接触大型工业设备时，安全永远是第一位的。比如，在进行维修操作时，有哪些必须遵守的安全规程，如何正确地使用个人防护装备，以及在紧急情况下如何迅速而安全地处理。