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韩鸿鸾 著

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• 工业机器人
• 机器人工作站
• 系统集成
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• 编程
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• 智能制造
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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122298072

版次：1

商品编码：12224420

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-08-01

用纸：胶版纸

页数：352

字数：621000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：本书可为从事工业机器人操作与维护相关工作的工程技术人员提供帮助，也可供大学院校机电专业、机器人专业的师生学习参考。
1、讲解了工业机器人的安装，弧焊工作站、点焊工作站、搬运工作站、码垛工作站系统的集成，工业机器人CNC机床上下料与自动生产线工作站的集成，喷涂工业机器人工作站的集成等内容
2、介绍了工业机器人的典型工作站。
3、内容从生产实际出发，贴合职业技能标准，突出实用性。

内容简介

工业机器人作为一种高科技集成装备，对专业人才有着多层次的需求。
本书根据机器人行业发展趋势，从生产实际出发，详细讲解了工业机器人的安装、工业机器人弧焊工作站系统集成、工业机器人点焊工作站的集成、工业机器人搬运工作站系统集成、工业机器人码垛工作站系统集成、工业机器人CNC机床上下料与自动生产线工作站的集成、喷涂工业机器人工作站的集成等内容，并简要介绍了工业机器人典型工作站。
本书实用性与可参考性强，可为从事工业机器人操作与维护相关工作的工程技术人员提供帮助，也可供大学院校机电专业、机器人专业的师生学习参考。

内页插图

目录

第1章工业机器人的安装 / 1
1.1机器人的基本组成与工作原理2
1.1.1工业机器人的基本组成2
1.1.2机器人的基本工作原理6
1.2机器人的基本术语与图形符号7
1.2.1机器人的基本术语7
1.2.2机器人的图形符号体系8
1.2.3机器人的图形符号表示11
1.3工业机器人的安装13
1.3.1工业机器人的组成13
1.3.2标牌15
1.3.3机器人机械系统的运输18
1.3.4工业机器人的安装21
1.3.5安装上臂信号灯（选件）25
1.3.6机器人控制箱的安装25
1.4工业机器人电气系统的连接27
1.4.1工业机器人的电气系统布线28
1.4.2工业机器人的I/O通信28
1.4.3工业机器人的外围设施的电气连接43
1.5认识工业机器人工作站及生产线44
1.5.1工业机器人工作站44
1.5.2工业机器人生产线49
第2章工业机器人弧焊工作站系统集成 / 55
2.1认识工业机器人弧焊工作站55
2.1.1工业机器人弧焊工作站的组成55
2.1.2工业机器人弧焊工作站的常见形式65
2.2认识弧焊工业机器人69
2.2.1本体70
2.2.2DX100控制柜70
2.3弧焊工业机器人工作站的连接与参数设置89
2.3.1电源的连接89
2.3.2控制器的连接90
2.3.3弧焊机器人工作站的连接92
2.3.4测试105
2.3.5参数设置105
第3章工业机器人点焊工作站的集成 / 110
3.1认识工业机器人点焊工作站110
3.1.1工业机器人点焊工作站的组成110
3.1.2工业机器人点焊工作站的工作过程121
3.2工业机器人点焊工作站的设计121
3.2.1点焊工业机器人的选择121
3.2.2机器人点焊钳131
3.2.3点焊控制器的选择139
3.3工业机器人点焊工作站的安装141
3.3.1点焊机器人的安装141
3.3.2焊钳的安装143
3.3.3点焊机器人通信接口145
3.3.4点焊控制器的连接153
3.3.5点焊机器人系统供气单元155
3.3.6点焊机器人的外部控制系统156
3.3.7参数设置165
第4章工业机器人搬运工作站系统集成 / 168
4.1认识搬运工业机器人168
4.1.1搬运机器人的特点168
4.1.2搬运机器人的分类169
4.1.3搬运机器人技术的发展171
4.2认识机器人的手部机构175
4.2.1机器人手部的特点和性质175
4.2.2传动机构175
4.2.3手部结构177
4.2.4按手部的用途分类180
4.2.5按手部的抓握原理分类181
4.2.6按手部的手指或吸盘数目分类186
4.2.7按手部的智能化分类187
4.2.8仿人手机器人手部187
4.2.9专用末端操作器188
4.3工业机器人搬运工作站的认识188
4.3.1搬运机器人的周边设备与工位布局189
4.3.2平面仓储搬运工作站的组成190
4.3.3立体仓储搬运工作站的组成193
4.3.4常见搬运工作站简介194
4.4工业机器人搬运工作站的连接与参数设置196
4.4.1搬运工作站工作任务196
4.4.2外围电路的连接196
4.4.3搬运工作站硬件系统202
4.4.4搬运工作站软件系统208
第5章工业机器人码垛工作站系统集成 / 216
5.1认识码垛工业机器人217
5.1.1码垛机器人的适用范围217
5.1.2码垛机器人的特点217
5.1.3码垛机器人的分类217
5.1.4码垛机器人的末端执行器219
5.2码垛机器人系统220
5.2.1码垛机器人工作站系统组成220
5.2.2码垛机器人的周边设备与工位布局221
5.3参数配置224
5.3.1配置I/O信号224
5.3.2系统输入/输出225
第6章工业机器人CNC机床上下料与自动生产线工作站的集成 / 226
6.1认识工业机器人CNC机床上下料工作站226
6.1.1工业机器人与数控加工的集成226
6.1.2工业机器人在机床上下料领域的应用227
6.1.3上下料系统类型228
6.1.4工业机器人上下料工作站的组成231
6.2数控机床接口电路的设计236
6.2.1数控机床的组成237
6.2.2数控机床用PLC243
6.2.3CNC与机器人上下料工作站的通信249
6.2.4CNC与机器人上下料工作站的接口电路250
6.3工业机器人自动生产线系统集成252
6.3.1工业机器人自动生产线工作站的组成252
6.3.2上下料工作站的工作过程253
6.3.3上下料工作站工作任务254
6.3.4上下料工作站硬件系统255
6.3.5上下料工作站软件系统259
6.3.6工业机器人自动生产线的安装265
6.3.7工业机器人自动生产线的注意事项269
第7章喷涂工业机器人工作站的集成 / 271
7.1认识喷涂机器人271
7.1.1喷涂机器人的一般要求与特点272
7.1.2涂装机器人的分类272
7.1.3喷涂机器人的结构275
7.2涂装机器人工作站的集成281
7.2.1涂装机器人工作站的组成281
7.2.2涂装机器人的周边设备284
7.2.3参数设置287
7.3涂装工业机器人站的布局与自动喷涂线的形式288
7.3.1涂装工业机器人站的布局288
7.3.2机器人自动喷涂线形式290
7.3.3机器人自动喷涂线的结构和系统功能291
7.3.4典型机器人自动喷涂线简介292
第8章工业机器人典型工作站简介 / 294
8.1工业机器人装配工作站294
8.1.1装配机器人简介294
8.1.2装配机器人的特点295
8.1.3装配机器人结构295
8.1.4现代装配机器人的组成324
8.1.5装配机器人的分类327
8.2装配机器人工作站的集成331
8.2.1工业机器人装配工作站的组成331
8.2.2装配机器人的周边设备334
8.2.3装配机器人的工位布局334
8.2.4I/O配置335
8.2.5常用装配机器人工作站336
8.2.6装配机器人生产线339
8.3冲压机器人工作站346
8.3.1冲压机器人的结构346
8.3.2冲压机器人控制系统348
8.3.3冲压机器人应用实例349
8.4压铸机器人350
8.4.1压铸机器人结构350
8.4.2压铸机器人控制系统350
8.4.3压铸机器人应用实例351
参考文献 / 352

前言/序言

近年来，我国机器人行业在国家政策的支持下，顺势而为，发展迅速，保持着35%的高增长率，远高于德国的9%、韩国的8%和日本的6%。我国已连续两年成为世界第一大工业机器人市场。
我国工业机器人市场之所以能有如此迅速的增长，主要源于以下三点：
（1）劳动力的供需矛盾。主要体现在劳动力成本的上升和劳动力供给的下降。在很多产业，尤其在中低端工业产业，劳动力的供需矛盾非常突出，这对实施“机器换人”计划提出了迫切需求。
（2）企业转型升级的迫切需求。随着全球制造业转移的持续深入，先进制造业回流，我国的低端制造业面临产业转移和空心化的风险，迫切需要转变传统的制造模式，降低企业运行成本，提升企业发展效率，提升工厂的自动化、智能化程度。而工业机器人的大量应用，是提升企业产能和产品质量的重要手段。
（3）国家战略需求。工业机器人作为高端制造装备的重要组成部分，技术附加值高，应用范围广，是我国先进制造业的重要支撑技术和信息化社会的重要生产装备，对工业生产、社会发展以及增强军事国防实力都具有十分重要的意义。
随着机器人技术及智能化水平的提高，工业机器人已在众多领域得到了广泛的应用。其中，汽车、电子产品、冶金、化工、塑料、橡胶是我国使用机器人最多的几个行业。未来几年，随着行业需要和劳动力成本的不断提高，我国机器人市场增长潜力巨大。尽管我国将成为当今世界最大的机器人市场，但每万名制造业工人拥有的机器人数量却远低于发达国家水平和国际平均水平。工信部组织制订了我国机器人技术路线图及机器人产业“十三五”规划，到2020年，工业机器人密度达到每万名员工使用100台以上。我国工业机器人市场将高倍速增长，未来十年，工业机器人是看不到天花板的行业。
虽然多种因素推动着我国工业机器人行业不断发展，但应用人才严重缺失的问题清晰地摆在我们面前，这是我国推行工业机器人技术的最大瓶颈。中国机械工业联合会的统计数据表明，我国当前机器人应用人才缺口20万，并且以每年20%~30%的速度持续递增。
工业机器人作为一种高科技集成装备，对专业人才有着多层次的需求，主要分为研发工程师、系统设计与应用工程师、调试工程师和操作及维护人员四个层次。其中，需求量最大的是基础的操作及维护人员以及掌握基本工业机器人应用技术的调试工程师和更高层次的应用工程师，工业机器人专业人才的培养，要更加着力于应用型人才的培养。
为了适应机器人行业发展的形势，满足从业人员学习机器人技术相关知识的需求，我们从生产实际出发，组织业内专家编写了本书，全面讲解了工业机器人的安装，工业机器人弧焊工作站系统集成、点焊工作站集成、搬运工作站系统集成、码垛工作站系统集成，工业机器人CNC机床上下料与自动生产线工作站的集成，喷涂工业机器人工作站的集成等内容，并简要介绍了工业机器人典型工作站，以期给从业人员和大学院校相关专业师生提供实用性指导与帮助。
本书由韩鸿鸾编著，张朋波、孔伟、王树平、阮洪涛、刘曙光、汪兴科、徐艇、孔庆亮、王勇、丁守会、李雅楠、梁典民、赵峰、张玉东、王常义、田震、谢华、安丽敏、孙杰、柳鹏、丛志鹏、马述秀、褚元娟、陈青、宁爽、梁婷、姜兴道、荣志军、王小方、郑建强、李鲁平等业内人员为本书的编写提供了帮助。在本书编写过程中得到了山东省、河南省、河北省、江苏省、上海市等技能鉴定部门的大力支持，此外，青岛利博尔电子有限公司、青岛时代焊接设备有限公司、山东鲁南机床有限公司、山东山推工程机械有限公司、西安乐博士机器人有限公司、诺博泰智能科技有限公司等企业为本书的编写提供了大量帮助，在此深表谢意。
在本书编写过程中，参考了《工业机器人装调维修工》《工业机器人操作调整工》职业技能标准的要求，以备读者考取技能等级；同时还借鉴了全国及多省工业机器人大赛的相关要求，为读者参加相应的大赛提供参考。
由于水平所限，书中不足之处在所难免，恳请广大读者给予批评指正。

编著者

《工业机器人工作站系统集成与应用》 一、 核心理念与价值定位 《工业机器人工作站系统集成与应用》一书，并非仅仅是技术手册的堆砌，而是聚焦于工业机器人工作站这一关键自动化环节，深入探讨其从概念设计、技术选型、集成实施到实际应用的全生命周期管理。本书旨在为读者提供一套系统性、实践性的方法论，帮助理解、构建、优化并充分发挥工业机器人工作站的效能，从而应对日益复杂的现代工业生产挑战。 本书的核心价值在于，它 bridging 了理论与实践的鸿沟。许多现有文献侧重于机器人本体的技术细节，或仅仅罗列应用案例，而忽略了构成一个完整、高效工作站所必需的系统集成思维。本书强调，一个成功的工业机器人工作站，是机器人本体、末端执行器、传感器、视觉系统、PLC控制、人机交互界面、安全防护装置以及相关软件的高度协同与有机结合。本书的内容将围绕如何实现这种协同，以及如何在实际生产环境中最大化其应用价值展开。 本书的读者群体广泛，包括但不限于： 自动化工程师与系统集成商： 寻求系统化知识和实操指导，以设计、部署和维护高效率的机器人工作站。 制造企业管理者与技术决策者： 期望了解工业机器人工作站的潜力和实施策略，以驱动生产效率提升和成本优化。 在校学生与研究人员： 希望深入学习工业机器人系统集成的前沿知识和实践应用。 设备制造商与供应商： 了解市场需求和技术趋势，以开发更具竞争力的产品和解决方案。 二、 内容深度解析 本书的内容规划严谨，由浅入深，层层递进，力求涵盖工业机器人工作站系统的各个关键维度。 第一部分：工业机器人工作站的基石——理论基础与系统构成 工业机器人的发展脉络与未来趋势： 回顾工业机器人从早期笨重、单一功能的设备，发展到如今高精度、高柔性、具备协作能力的智能装备的历程。分析当前及未来工业机器人技术的发展方向，如AI赋能、5G通信、边缘计算在机器人领域的应用，以及人机协作（Cobots）的兴起，为读者构建宏观视野。 工作站的定义与构成要素： 明确界定“工业机器人工作站”的概念，分析构成一个完整工作站的核心要素，包括但不限于： 机器人本体： 不同类型（SCARA、Delta、关节型、AGV等）的机器人及其选型依据（负载、精度、速度、工作范围等）。 末端执行器（End-of-Arm Tooling, EOAT）： 抓手、焊接枪、喷涂枪、传感器集成等，以及 EOAT 的设计原则和选配考量。 视觉与传感系统： 2D/3D视觉、激光雷达、力传感器、编码器等，以及它们在定位、检测、力控等方面的作用。 安全防护系统： 安全围栏、光栅、急停按钮、安全门锁、安全PLC等，确保人机协同操作的安全。 控制与通信系统： PLC（可编程逻辑控制器）、PC控制器、工业以太网（Profinet, EtherNet/IP等）、通信协议。 辅助设备： 输送带、转盘、码垛机、桁架、物料供给装置等。 人机交互界面（HMI）： 操作面板、触摸屏、编程器等，实现人机通信与监控。 工作站的典型应用场景分析： 深入剖析机器人工作站在不同工业领域的典型应用，如： 搬运与码垛： 物料搬运、托盘堆叠、自动化仓储。 装配： 精密部件组装、汽车零部件装配。 焊接： 点焊、弧焊、激光焊等。 喷涂与打磨： 汽车车身、家具表面处理。 检测与测量： 产品外观检测、尺寸测量。 协作式应用： 人与机器人协同完成复杂任务。 第二部分：系统集成——设计、选型与实施的关键技术 工作站的系统设计流程： 从需求分析、工艺流程规划、动作模拟、场地布局到整体方案的生成，提供一套标准化的设计流程。 关键部件的选型策略： 机器人本体选型： 基于负载、精度、速度、工作空间、环境要求等多维度评估。 EOAT 设计与选配： 考虑工件特性、抓取方式、切换需求，以及与机器人通信的接口。 视觉系统选型与集成： 针对不同任务（定位、识别、测量）选择合适的相机、光源、镜头，并考虑其与机器人运动的协同。 传感器集成与数据融合： 如何有效集成各类传感器，实现数据的实时采集、处理与融合，提升工作站的智能化水平。 运动控制与路径规划： 机器人运动学与动力学基础： 正逆运动学、关节空间与笛卡尔空间运动。 路径规划算法： 点到点（PTP）、直线运动（LTP）、圆弧运动（ATP），以及碰撞检测与避障。 PLC与机器人控制器协同： 如何通过PLC对整个工作站进行宏观调度，并与机器人控制器进行精细化协同控制。 通信协议与网络集成： 深入讲解工业以太网协议（Profinet, EtherNet/IP, Modbus TCP等）在机器人工作站中的应用，实现设备间的无缝通信。 安全设计与合规性： 风险评估与安全等级判定： 根据ISO 10218、ISO 13849等国际标准进行。 安全电路设计与冗余： 如何设计满足安全等级要求的安全电路。 人机交互安全： 确保操作人员与机器人交互时的安全性。 第三部分：应用与优化——实战指导与效能提升 工作站的部署与调试： 详细阐述从设备安装、布线、参数设置到程序调试、联调联试的全过程。 编程与操作： 介绍主流机器人操作系统的编程方法（如基于指令、示教编程、高级语言），以及HMI界面的操作与监控。 性能优化与故障排除： 周期时间优化： 通过动作路径调整、参数优化、设备协同等方法，缩短生产周期。 精度与稳定性提升： 传感器校准、算法优化、机械结构调整。 常见故障的诊断与排除： 硬件故障、软件故障、通信故障等。 维护与保养： 制定科学的维护计划，延长设备寿命，降低维护成本。 数据采集与生产监控： 如何利用机器人工作站的数据，实现生产过程的实时监控、质量追溯、效率分析，并为进一步的智能化升级提供数据支撑。 智能制造背景下的工作站升级： 探讨如何将AI、机器学习、物联网等技术融入现有工作站，实现预测性维护、自适应控制、自主决策等高级功能。 三、 内容特点与创新之处 强调系统性思维： 不同于孤立的技术讲解，本书始终围绕“系统集成”这一核心，强调各组件之间的协同作用。 注重实践导向： 理论与实践紧密结合，提供大量的案例分析、设计思路和实操建议，便于读者将知识转化为生产力。 前瞻性视野： 关注工业机器人技术的发展趋势，引导读者思考未来工作站的智能化、柔性化方向。 安全性与合规性并重： 将安全设计置于重要位置，贯穿于设计、实施和运行的各个环节，确保生产安全。 深入的案例分析： 选取不同行业、不同复杂度的典型工作站案例，剖析其设计理念、技术实现和应用成效。 清晰的结构与易读性： 逻辑清晰的章节划分，图文并茂的表述方式，力求让读者易于理解和掌握。 《工业机器人工作站系统集成与应用》将是一本为读者打开工业自动化新视界的实用指南，赋能读者在智能化制造的浪潮中，成功构建并驾驭高效、可靠的工业机器人工作站，实现生产力的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

对于一本名为《工业机器人工作站系统集成与应用》的书籍，我最想从中汲取的，莫过于那些能够帮助我快速上手、解决实际问题的“干货”。我设想书中会详细阐述不同类型工业机器人（如六轴、SCARA、Delta等）在工作站设计中的优劣势分析，以及如何根据具体的生产工艺需求，科学地选择合适的机器人型号。更重要的是，我希望能看到关于机器人本体编程的深入讲解，不仅仅是基础指令，更要包括高级路径规划、多机器人协调、视觉引导、力控应用等。在系统集成方面，我期望它能涵盖PLC、传感器、视觉系统、安全设备等外围设备的连接和通信协议，以及如何构建稳定可靠的工业以太网和现场总线。当然，如果书中还能提供一些系统调试、故障排除的实用技巧，以及相关的行业标准和规范，那就真的是一本不可多得的宝藏了。毕竟，理论学习固然重要，但最终能否落地，解决实际生产中的痛点，才是衡量一本书价值的关键。

评分☆☆☆☆☆

我对于《工业机器人工作站系统集成与应用》一书最感兴趣的，是如何将复杂的工业机器人系统进行有效的“集成”。这意味着它不应仅仅停留在对机器人本体功能的介绍，而是要深入到如何将机器人与现有的生产线、其他自动化设备、以及信息管理系统融为一体。我期待书中能提供关于系统集成架构设计的原则和方法，例如模块化设计、标准化接口的应用，以及如何处理不同设备间的通信协议和数据交互。在应用方面，我希望它能展现如何通过巧妙的系统设计，实现生产效率的提升、产品质量的稳定、以及生产过程的安全性。例如，对于一些高精度、高难度的装配任务，机器人工作站是如何通过精密的协同和反馈机制来完成的？又或者，在面对多品种、小批量生产时，机器人工作站又是如何通过柔性配置来适应变化的？这些具体的应用案例和解决方案，对我来说将是极具价值的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来就很有分量，工业机器人工作站系统集成与应用，光是听这个名字，就感觉里面充满了硬核的技术和实操的经验。我一直对自动化生产线和机器人技术很感兴趣，尤其是在现代制造业转型升级的浪潮下，机器人扮演的角色越来越重要。这本书如果能深入浅出地讲解工作站的集成过程，比如从硬件选型、软件配置、网络通信，到机器人本体的编程、协同工作、安全防护等等，那就太棒了。我特别期待它能提供一些实际案例，比如汽车制造、电子组装、物流仓储等不同行业的工作站搭建和应用经验，这样我不仅能学到理论知识，还能看到它们是如何落地到实际生产中的。如果书中还能涉及一些未来发展趋势的探讨，比如人机协作、AI在机器人系统中的应用、柔性制造等，那就更具前瞻性了。毕竟，作为一名读者，我希望不仅仅是了解现状，更能洞察未来。一个好的技术书籍，应该像一个经验丰富的老师傅，手把手地教你，让你既明白“为什么”，也懂得“怎么办”。

评分☆☆☆☆☆

我对于《工业机器人工作站系统集成与应用》这本书的期待，更多地体现在它能否为我提供一套清晰、系统化的集成方法论。我希望它能从一个宏观的视角出发，讲解如何对整个工作站进行需求分析、方案设计，包括但不限于工艺流程梳理、机器人选型、工装夹具设计、设备布局优化、安全风险评估等。在系统集成这一核心环节，我期望书中能深入剖析不同品牌机器人PLC接口的差异化处理，如何实现与MES、WMS等上位系统的无缝对接，以及在数据采集、监控和远程诊断方面的具体实现路径。此外，对于工作站的应用部分，我特别想了解在不同行业的典型应用场景，比如零部件的自动化抓取与搬运、焊接、装配、检测等，并且希望书中能提供具体的编程案例和参数设置指南，让读者能够触类旁通，举一反三。一个好的技术书籍，应该能帮助读者建立起完整的知识体系，而不是零散的信息堆砌。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对工业自动化领域充满好奇的读者，我设想《工业机器人工作站系统集成与应用》这本书，能够为我打开一扇深入理解现代工业生产模式的大门。我希望它能不仅仅是停留在技术层面的罗列，而是能通过清晰的逻辑和生动的阐述，帮助我理解工业机器人工作站是如何构建一个高效、智能、安全的生产单元的。我尤其关注书中关于“系统集成”的精髓，它应该能够详细讲解如何将机器人本体、传感器、视觉系统、PLC控制系统以及相关的软件平台有机地结合起来，形成一个协同工作的整体。在“应用”方面，我希望书中能够提供一些前沿的、具有代表性的行业案例，比如在新能源汽车制造、高端装备生产、或者智慧物流等领域，机器人工作站是如何解决实际生产中的瓶颈问题，又如何驱动生产力的飞跃。此外，如果书中还能对未来机器人工作站的发展趋势有所展望，例如智能化、网络化、服务化等，那将更具启发意义。

评分☆☆☆☆☆

芬芳的地方

评分☆☆☆☆☆

内容不错，不到400页，价格有点高

评分☆☆☆☆☆

好！不错！！！！比较实用！

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

书本还是很不错的。质量满意。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

一般吧，买来看了一下，就摆着积灰了

评分☆☆☆☆☆

书本还是很不错的。质量满意。