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兰虎 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111473749

商品编码：29773149694

包装：平装

出版时间：2014-09-01

基本信息

书名：工业机器人技术及应用

定价：29.00元

作者：兰虎

出版社：机械工业出版社

出版日期：2014-09-01

ISBN：9787111473749

字数：

页码：204

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书围绕从认识到熟练操作工业机器人，并根据实际应用进行基本作业示教这一主题，以工业机器人四巨头ABB、KUKA、FANUC和YASKAWA为主要对象，通过典型案例对工业机器人示教和操作的相关基础共性问题进行详细图解，尽量反映外近年来在机器人理论研究和生产应用方面的新成果，内容涵盖机器人搬运、码垛、焊接、涂装和装配五大典型应用任务，使读者对机器人工作站及其作业示教的基本过程有一个比较全面而清晰的认识。
为了方便教学，本书配备了内容丰富的多媒体课件、思考与练习答案，凡选用本书作为教材的教师均可登录机械工业出版社教育服务网（.cmpedu./）注册后下载。
全书通俗易懂，实用性强，既可作为普通高校和高职院校自动化专业的教材，又可作为工业机器人培训机构用书，同时可供从事工业机器人操作与示教的相关技术人员参考。

目录

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前言



章绪论1

1.1什么是工业机器人3

1.2为何发展工业机器人 3

1.3工业机器人发展概况 5

1.3.1工业机器人的诞生 5

1.3.2工业机器人的发展现状和

趋势 5

1.4工业机器人的分类及应用 8

1.4.1工业机器人的分类 8

1.4.2工业机器人的应用 12

本章小结 14

思考练习 15

第2章工业机器人的机械结构和

运动控制 16

2.1工业机器人的系统组成 17

2.1.1操作机 18

2.1.2控制器 22

2.1.3示教器 24

2.2工业机器人的技术指标 25

2.3工业机器人的运动控制 28

2.3.1机器人运动学问题 28

2.3.2机器人的点位运动和连续路径

运动 29

2.3.3机器人的位置控制 30

扩展与提高 31

本章小结 32

思考练习 33

第3章手动操纵工业机器人 34

3.1机器人运动轴与坐标系 36

3.1.1机器人运动轴的名称 36

3.1.2机器人坐标系的种类 37

3.2认识和使用示教器 42

3.3机器人安全操作规程 43

3.3.1示教和手动机器人时 43

3.3.2再现和生产运行时 44

3.4手动移动机器人 44

3.4.1移动方式 44

3.4.2典型坐标系下的手动

操作 44

扩展与提高 47

本章小结 50

思考练习 50

第4章初识工业机器人的作业示教 52

4.1工业机器人示教的主要内容 54

4.1.1运动轨迹 54

4.1.2作业条件 56

4.1.3作业顺序 57

4.2工业机器人的简单示教与

再现 57

4.2.1在线示教及其特点 58

4.2.2在线示教的基本步骤 59

4.3工业机器人的离线编程技术 62

4.3.1离线编程及其特点 63

4.3.2离线编程系统的软件

架构 64

4.3.3离线编程的基本步骤 65

扩展与提高 69

本章小结 70

思考练习 71

第5章搬运机器人及其操作应用73

5.1搬运机器人的分类及特点 74

5.2搬运机器人的系统组成 77

5.3搬运机器人的作业示教 81

5.3.1冷加工搬运作业 81

5.3.2热加工搬运作业 85

5.4搬运机器人的周边设备与工位

布局 87

5.4.1周边设备 87

5.4.2工位布局 88

扩展与提高 89

本章小结 93

思考练习 93

第6章码垛机器人及其操作应用 96

6.1码垛机器人的分类及特点 97

6.2码垛机器人的系统组成 98

6.3码垛机器人的作业示教 101

6.4码垛机器人的周边设备与工位

布局 105

6.4.1周边设备 106

6.4.2工位布局 107

扩展与提高 109

本章小结 110

思考练习 111

第7章焊接机器人及其操作应用 113

7.1焊接机器人的分类及特点 115

7.2焊接机器人的系统组成 120

7.2.1点焊机器人 120

7.2.2弧焊机器人 124

7.2.3激光焊接机器人 126

7.3焊接机器人的作业示教 1287.3.1点焊作业 128

7.3.2熔焊作业 131

7.4焊接机器人的周边设备与

布局140

7.4.1周边设备 140

7.4.2工位布局 145

扩展与提高 148

本章小结 153

思考练习 154

第8章涂装机器人及其操作应用 157

8.1涂装机器人的分类及特点 159

8.2涂装机器人的系统组成 161

8.3涂装机器人的作业示教 164

8.4涂装机器人的周边设备与

布局 168

8.4.1周边设备 168

8.4.2工位布局 170

扩展与提高 172

本章小结 174

思考练习 175

第9章装配机器人及其操作应用178

9.1装配机器人的分类及特点 179

9.2装配机器人的系统组成 181

9.3装配机器人的作业示教 185

9.3.1螺栓紧固作业 185

9.3.2鼠标装配作业 188

9.4装配机器人的周边设备与工位

布局 190

9.4.1周边设备 191

9.4.2工位布局 191

扩展与提高 192

本章小结 195

思考练习 195

参考文献197

作者介绍

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文摘

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序言

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《智造未来：工业机器人赋能生产新纪元》 内容梗概 本书并非一本探讨工业机器人技术原理的学术专著，亦非一部罗列各类机器人型号的市场指南。它是一次深入的实践观察与前瞻性思考，聚焦于工业机器人如何改变着全球制造业的格局，并勾勒出其驱动产业升级、重塑就业形态、激发创新活力的宏伟图景。本书旨在为关心制造业转型升级的读者，尤其是企业管理者、技术决策者、行业分析师以及对未来生产方式充满好奇的普通大众，提供一个更加宏观、更具人文关怀的视角，去理解和认识工业机器人所带来的深远影响。 第一部分：破茧成蝶——工业机器人时代的到来 在这一部分，我们将回顾工业机器人从概念走向现实，再到如今成为制造业核心驱动力的历程。这并非技术演进的枯燥编年史，而是对时代浪潮的细致梳理。我们将从宏观经济和产业发展的角度，探讨促使工业机器人大规模应用的根本原因：人口结构变化带来的劳动力成本上升与供给短缺，全球化竞争对生产效率和质量提出的更高要求，以及新兴技术（如传感器、计算能力、人工智能）的突破性进展为机器人注入智能与灵活性。 我们不会深入探讨具体编程语言或机械臂的设计参数，而是聚焦于这些技术突破如何转化为实际的生产力。例如，高精度传感器如何让机器人“看得更清”、“摸得更准”，从而胜任过去只有人才能完成的精细化装配任务；强大的计算能力如何支撑机器人进行实时决策和复杂路径规划；而人工智能的引入，则赋予了机器人“思考”和“学习”的能力，使其能够适应不断变化的工作环境和产品需求。 这一部分的重点在于描绘一个“人机协同”的初期阶段，强调机器人并非简单地替代人工，而是在特定场景下，成为人类劳动力的延伸和增强。我们将通过一些生动的案例，展现机器人如何承担起那些危险、重复、高强度、以及对精度要求极高的工作，从而解放人类员工，让他们能够从事更具创造性、更有价值的工作。这是一种生产模式的根本性转变，是从“人海战术”到“智慧制造”的跨越。 第二部分：千姿百态——工业机器人应用场景的深度剖析 本部分将跳出技术名词的束缚，以“应用”为核心，深入企业生产的实际场景，展现工业机器人如何在不同行业、不同环节发挥着关键作用。我们将重点剖析以下几个核心应用领域： 汽车制造： 曾经是机器人最早且最广泛的应用领域。本书将聚焦于机器人如何实现车身焊接、喷涂、总装等关键工序的自动化，以及其在提升生产效率、保证产品一致性、降低VOC排放等方面的重要贡献。我们将探讨机器人如何从简单的搬运和固定任务，发展到能够完成复杂的3D轨迹跟踪和柔性装配。 3C电子产业（消费电子、通信设备、计算机）： 这个行业以其产品更新换代快、精度要求高、人力密集等特点，对工业机器人的应用提出了更高的挑战。本书将分析机器人如何在PCB（印刷电路板）组装、元器件焊接、产品检测、包装等环节实现微米级甚至纳米级的精度控制。我们将特别关注协作机器人（Cobots）在该领域的应用，它们如何与工人并肩工作，提高生产线的柔性和响应速度。 金属加工与机械制造： 传统制造业的“硬骨头”，机器人在这里的应用主要集中在切割、钻孔、抛光、去毛刺、搬运重型工件等。本书将探讨如何通过机器人与先进刀具、智能视觉系统的结合，实现高效、精准的加工，减少废品率，并显著改善工作环境。 物流仓储： 现代物流的“神经中枢”，机器人在这里扮演着越来越重要的角色。我们将关注AGV（自动导引车）、AMR（自主移动机器人）、码垛机器人、拣选机器人等在仓储内部的智能化运作。本书将描绘机器人如何构建起高效、精准、全天候的仓储物流系统，实现“货到人”或“人到货”的快速响应。 新兴应用领域： 除了传统的制造业，本书还将触及工业机器人正在渗透的新兴领域，如食品饮料的自动化包装、制药行业的无菌操作、新能源电池的生产、甚至农业的自动化种植与采摘等。这些案例将展示工业机器人技术的普适性与无限可能。 在每个应用场景的分析中，我们都将力求深入一线，展现机器人如何解决实际生产中的痛点，带来的具体效益（如效率提升、成本降低、质量稳定、安全保障），以及为企业带来的竞争优势。我们将避免使用过于技术性的术语，而是用通俗易懂的语言，结合实际案例，让读者对机器人应用有直观的理解。 第三部分：智慧涌动——工业机器人与智能制造的深度融合 本部分将重点探讨工业机器人如何从一个独立的自动化单元，演进为一个更庞大、更智能的生产生态系统的一部分。我们关注的不是“机器人能做什么”，而是“机器人如何与其他智能技术协同，创造更大的价值”。 物联网（IoT）与机器人： 机器人如何通过物联网与设备、系统、人员连接，实现数据的高效采集、传输与分析？我们将探讨机器人如何成为物联网节点，实时反馈生产状态，接收指令，并与其他设备联动，形成柔性生产网络。 大数据与机器人： 海量生产数据如何为机器人提供“养分”，使其不断学习和优化？本书将分析机器人通过对生产数据的学习，如何实现预测性维护、工艺参数自适应调整、故障诊断等高级功能，从而不断提升自身性能和生产效率。 人工智能（AI）与机器人： 这是机器人智能化升级的核心驱动力。我们将聚焦于AI在机器人领域的具体应用，例如： 机器视觉： 如何通过深度学习算法，让机器人具备更强的识别、定位、检测能力，实现对产品缺陷的精准识别，以及对复杂环境中物体的准确抓取。 自然语言处理（NLP）： 在某些场景下，人机交互如何变得更加自然？虽然在工业场景中不如消费级产品普及，但也有其潜在的应用价值。 强化学习： 机器人如何通过试错学习，不断优化其动作策略，以适应更复杂的任务和更不确定的环境。 数字孪生与机器人： 在虚拟世界中构建生产线的“数字孪生”，如何帮助我们在现实生产之前进行仿真、优化和预测？我们将探讨数字孪生技术如何与机器人协同，实现生产流程的远程监控、虚拟调试、以及在出现问题时的快速响应与恢复。 人机协作的深化： 协作机器人（Cobots）的出现，标志着人与机器人关系的进一步升级。本书将深入探讨协作机器人如何在安全的前提下，与人类员工更紧密地协作，共同完成生产任务，提高生产效率与灵活性。这是一种“优势互补”的模式，机器人承担重复性、高精度的工作，人类则发挥其灵活性、判断力和创造力。 这一部分的叙述将更加侧重于“融合”与“协同”，强调工业机器人作为智能制造的核心执行单元，如何与其他技术相互赋能，共同构建起一个更加高效、柔性、智能的未来工厂。 第四部分：触及未来——工业机器人的社会与经济影响 在本书的最后一章，我们将视野从生产线延伸到更广阔的社会与经济层面，探讨工业机器人带来的深远影响。 就业结构的重塑： 这无疑是公众最关心的问题之一。本书将以一种平衡的视角来探讨这个问题。我们承认机器人自动化确实会替代一部分重复性、低技能的岗位，但同时也会创造新的岗位，例如机器人操作员、维护工程师、数据分析师、系统集成师、以及与机器人相关的软件开发和算法工程师等。更重要的是，工业机器人将推动劳动力的技能升级，促使人们向更高层次的、更具创造性的工作转移。我们将强调“终身学习”和“技能再培训”的重要性。 产业升级与经济增长： 工业机器人是推动制造业从“中国制造”迈向“中国智造”的关键力量。通过提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量和可靠性，工业机器人将帮助企业在全球竞争中脱颖而出，提升国家的整体工业竞争力，并为经济增长注入新的动力。 创新与新商业模式的涌现： 工业机器人技术的成熟，不仅改变了现有的生产方式，也催生了新的商业模式。例如，柔性制造能力使得小批量、个性化定制成为可能；智能化的生产线使得按需生产成为现实。本书将展望机器人如何驱动产品创新，并催生新的服务业态。 伦理与社会责任： 随着机器人技术的发展，一些伦理问题也逐渐浮现，例如数据隐私、算法偏见、以及人与机器的界限等。本书将以一种负责任的态度，提出对这些问题的思考，并呼吁行业、政府和个人共同努力，引导机器人技术朝着更加健康、可持续的方向发展。 结语： 《智造未来：工业机器人赋能生产新纪元》并非一本冰冷的工具书，而是希望能够引发读者对未来生产方式的思考。我们相信，工业机器人不仅仅是金属与代码的组合，更是人类智慧的结晶，是驱动社会进步的重要引擎。通过本书，我们希望能够帮助读者理解，工业机器人正在如何悄无声息却又深刻地改变着我们的世界，并鼓励大家以积极的态度去拥抱这个充满无限可能的“智造未来”。本书旨在提供一种洞察，一种前瞻，一种对正在发生的工业革命的理解，而非一套操作指南。它是一次关于“为何”、“如何影响”以及“未来何去何从”的深度探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我对新兴技术领域的理解迈上了一个新台阶。作者深入浅出地剖析了当前科技浪潮中最具颠覆性的几大领域，特别是对于量子计算的原理阐述，简直是化繁为简的典范。我以前总觉得那些高深的物理概念遥不可及，但读完后，至少对“量子纠缠”和“叠加态”有了个直观的认识，尽管还不能完全精通，但那种“豁然开朗”的感觉是无可替代的。书中花了大量的篇幅讨论了人工智能在数据分析和决策制定中的实际应用案例，这些案例并非空中楼阁式的理论推演，而是直接取材于近几年全球范围内的商业实践，涵盖了金融风控、精准医疗乃至智慧城市的构建。文字的叙述流畅自然，虽然主题宏大，但阅读体验却非常舒适，仿佛一位经验丰富的导师在身边耐心讲解。特别值得一提的是，作者在讨论技术伦理和社会影响时，观点十分中立且富有远见，没有陷入单纯的技术崇拜或过度悲观的泥潭，这使得整本书的厚度和深度都得到了极大的提升，远超一般的科普读物，更像是一份面向未来的战略参考手册。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，我其实对它的期望值并不高，以为又是一本堆砌概念的“新潮”读物。然而，事实证明我错得离谱。这本书的独特之处在于它对“人机协作”这一复杂议题进行了极其细腻和富有层次感的刻画。它没有聚焦于某一项具体的技术突破，而是将重点放在了技术如何重塑人类的工作流程、社会结构乃至于个体心理认同上。例如，书中关于“数字孪生”概念在复杂系统管理中的应用分析，不仅仅停留在技术实现的层面，更探讨了这种镜像世界如何影响管理者对风险的认知和决策速度。我特别喜欢作者在描述“未来工作场所”时所采用的叙事手法，它不是冰冷的预测，而是充满了对人类适应性和创造力的信任。语言风格上，它有一种近乎散文诗的质感，但信息密度又非常高，需要反复咀嚼才能品出其中的滋味。阅读过程更像是一场思想上的漫步，而非急于赶路的旅程，每一页都留下了值得深思的脚注，非常适合那些对技术哲学和未来学感兴趣的读者。

评分☆☆☆☆☆

我得说，这本书的“视野”是它最吸引我的地方。它完全跳出了将技术视为工具的传统窠臼，而是将技术本身视为一种新兴的社会力量。作者花了很大篇幅去分析“数据主权”和“算法治理”这两大棘手问题，并且给出了超越现有法律框架的设想。这种前瞻性思考，让我对未来十年的社会治理模式有了更清晰的预判。书中引用的文献和思想流派非常广泛，从后现代思潮到信息论基础，都巧妙地融入了论证之中，这表明作者的知识储备极其深厚。与其他侧重于操作指南或特定软件介绍的书籍不同，这本书提供的是一种“思维框架”，它教会你如何去“看”技术变革，而不是如何去“做”某项技术。文字风格非常具有说服力，逻辑链条严密到几乎找不到可以反驳的空隙，读完后感觉自己对整个技术生态系统的理解都上升到了战略层面，非常推荐给政策制定者和行业领袖阅读。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构组织得非常巧妙，它采用了一种“螺旋上升”的叙事结构，从宏观的全球技术格局切入，然后层层深入到具体的产业变革，最后落脚于个体创新者的实践路径。我尤其欣赏它对“可持续发展”与“技术迭代”之间张力的探讨。很多同类书籍往往将这两者对立起来，但本书却提供了一种整合的视角，展示了如何利用前沿技术（如新型储能和碳捕获技术）来解决环境挑战。书中对特定行业案例的分析详实到令人吃惊，每一个案例都附带了详尽的背景资料和关键数据图表，这对于我这样需要将理论知识应用于项目规划的专业人士来说，简直是如获至宝。文字简练有力，没有一句废话，所有的论证都建立在坚实的实证数据之上，学术严谨性毋庸置疑，但同时又保持了极强的可读性，阅读时不需要频繁查阅其他资料来理解上下文，整体阅读体验顺滑且富有成效。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，更像是一次深入到技术前沿的沉浸式体验。它没有采用传统的章节划分，而是通过一系列相互关联的“场景模拟”来展开论述，比如“零时差供应链”的构建、“去中心化身份验证”的社会影响等，这种叙事方式极大地增强了代入感。作者在描述这些未来场景时，想象力极其丰富，但所有的想象都建立在对现有技术瓶颈的深刻理解之上，这使得这些“未来画面”看起来既科幻又触手可及。我特别欣赏书中对“人机情感交互”的细腻描摹，探讨了当机器具备更复杂的情感反馈能力时，人与人、人与机器之间的关系将如何微妙地变化。书中的插图和示意图，虽然数量不多，但张力十足，往往能一图胜千言，瞬间点亮一个复杂的概念。整体而言，这是一本充满启发性、并且在文学性和思想性上都达到了高水准的著作，读完后我迫不及待地想将书中的理念应用到我目前正在进行的研究项目中去，它激发了我极大的实践热情。