編輯推薦
    適讀人群 :本書可為從事工業機器人操作與維護相關工作的工程技術人員提供幫助,也可供大學院校機電專業、機器人專業的師生學習參考。                                  1、講解瞭工業機器人的安裝,弧焊工作站、點焊工作站、搬運工作站、碼垛工作站係統的集成,工業機器人CNC機床上下料與自動生産綫工作站的集成,噴塗工業機器人工作站的集成等內容  
2、介紹瞭工業機器人的典型工作站。  
3、內容從生産實際齣發,貼閤職業技能標準,突齣實用性。                 
內容簡介
   工業機器人作為一種高科技集成裝備,對專業人纔有著多層次的需求。  
本書根據機器人行業發展趨勢,從生産實際齣發,詳細講解瞭工業機器人的安裝、工業機器人弧焊工作站係統集成、工業機器人點焊工作站的集成、工業機器人搬運工作站係統集成、工業機器人碼垛工作站係統集成、工業機器人CNC機床上下料與自動生産綫工作站的集成、噴塗工業機器人工作站的集成等內容,並簡要介紹瞭工業機器人典型工作站。  
本書實用性與可參考性強,可為從事工業機器人操作與維護相關工作的工程技術人員提供幫助,也可供大學院校機電專業、機器人專業的師生學習參考。     
內頁插圖
          目錄
   第1章工業機器人的安裝 / 1  
1.1機器人的基本組成與工作原理2  
1.1.1工業機器人的基本組成2  
1.1.2機器人的基本工作原理6  
1.2機器人的基本術語與圖形符號7  
1.2.1機器人的基本術語7  
1.2.2機器人的圖形符號體係8  
1.2.3機器人的圖形符號錶示11  
1.3工業機器人的安裝13  
1.3.1工業機器人的組成13  
1.3.2標牌15  
1.3.3機器人機械係統的運輸18  
1.3.4工業機器人的安裝21  
1.3.5安裝上臂信號燈(選件)25  
1.3.6機器人控製箱的安裝25  
1.4工業機器人電氣係統的連接27  
1.4.1工業機器人的電氣係統布綫28  
1.4.2工業機器人的I/O通信28  
1.4.3工業機器人的外圍設施的電氣連接43  
1.5認識工業機器人工作站及生産綫44  
1.5.1工業機器人工作站44  
1.5.2工業機器人生産綫49  
第2章工業機器人弧焊工作站係統集成 / 55  
2.1認識工業機器人弧焊工作站55  
2.1.1工業機器人弧焊工作站的組成55  
2.1.2工業機器人弧焊工作站的常見形式65  
2.2認識弧焊工業機器人69  
2.2.1本體70  
2.2.2DX100控製櫃70  
2.3弧焊工業機器人工作站的連接與參數設置89  
2.3.1電源的連接89  
2.3.2控製器的連接90  
2.3.3弧焊機器人工作站的連接92  
2.3.4測試105  
2.3.5參數設置105  
第3章工業機器人點焊工作站的集成 / 110  
3.1認識工業機器人點焊工作站110  
3.1.1工業機器人點焊工作站的組成110  
3.1.2工業機器人點焊工作站的工作過程121  
3.2工業機器人點焊工作站的設計121  
3.2.1點焊工業機器人的選擇121  
3.2.2機器人點焊鉗131  
3.2.3點焊控製器的選擇139  
3.3工業機器人點焊工作站的安裝141  
3.3.1點焊機器人的安裝141  
3.3.2焊鉗的安裝143  
3.3.3點焊機器人通信接口145  
3.3.4點焊控製器的連接153  
3.3.5點焊機器人係統供氣單元155  
3.3.6點焊機器人的外部控製係統156  
3.3.7參數設置165  
第4章工業機器人搬運工作站係統集成 / 168  
4.1認識搬運工業機器人168  
4.1.1搬運機器人的特點168  
4.1.2搬運機器人的分類169  
4.1.3搬運機器人技術的發展171  
4.2認識機器人的手部機構175  
4.2.1機器人手部的特點和性質175  
4.2.2傳動機構175  
4.2.3手部結構177  
4.2.4按手部的用途分類180  
4.2.5按手部的抓握原理分類181  
4.2.6按手部的手指或吸盤數目分類186  
4.2.7按手部的智能化分類187  
4.2.8仿人手機器人手部187  
4.2.9專用末端操作器188  
4.3工業機器人搬運工作站的認識188  
4.3.1搬運機器人的周邊設備與工位布局189  
4.3.2平麵倉儲搬運工作站的組成190  
4.3.3立體倉儲搬運工作站的組成193  
4.3.4常見搬運工作站簡介194  
4.4工業機器人搬運工作站的連接與參數設置196  
4.4.1搬運工作站工作任務196  
4.4.2外圍電路的連接196  
4.4.3搬運工作站硬件係統202  
4.4.4搬運工作站軟件係統208  
第5章工業機器人碼垛工作站係統集成 / 216  
5.1認識碼垛工業機器人217  
5.1.1碼垛機器人的適用範圍217  
5.1.2碼垛機器人的特點217  
5.1.3碼垛機器人的分類217  
5.1.4碼垛機器人的末端執行器219  
5.2碼垛機器人係統220  
5.2.1碼垛機器人工作站係統組成220  
5.2.2碼垛機器人的周邊設備與工位布局221  
5.3參數配置224  
5.3.1配置I/O信號224  
5.3.2係統輸入/輸齣225  
第6章工業機器人CNC機床上下料與自動生産綫工作站的集成 / 226  
6.1認識工業機器人CNC機床上下料工作站226  
6.1.1工業機器人與數控加工的集成226  
6.1.2工業機器人在機床上下料領域的應用227  
6.1.3上下料係統類型228  
6.1.4工業機器人上下料工作站的組成231  
6.2數控機床接口電路的設計236  
6.2.1數控機床的組成237  
6.2.2數控機床用PLC243  
6.2.3CNC與機器人上下料工作站的通信249  
6.2.4CNC與機器人上下料工作站的接口電路250  
6.3工業機器人自動生産綫係統集成252  
6.3.1工業機器人自動生産綫工作站的組成252  
6.3.2上下料工作站的工作過程253  
6.3.3上下料工作站工作任務254  
6.3.4上下料工作站硬件係統255  
6.3.5上下料工作站軟件係統259  
6.3.6工業機器人自動生産綫的安裝265  
6.3.7工業機器人自動生産綫的注意事項269  
第7章噴塗工業機器人工作站的集成 / 271  
7.1認識噴塗機器人271  
7.1.1噴塗機器人的一般要求與特點272  
7.1.2塗裝機器人的分類272  
7.1.3噴塗機器人的結構275  
7.2塗裝機器人工作站的集成281  
7.2.1塗裝機器人工作站的組成281  
7.2.2塗裝機器人的周邊設備284  
7.2.3參數設置287  
7.3塗裝工業機器人站的布局與自動噴塗綫的形式288  
7.3.1塗裝工業機器人站的布局288  
7.3.2機器人自動噴塗綫形式290  
7.3.3機器人自動噴塗綫的結構和係統功能291  
7.3.4典型機器人自動噴塗綫簡介292  
第8章工業機器人典型工作站簡介 / 294  
8.1工業機器人裝配工作站294  
8.1.1裝配機器人簡介294  
8.1.2裝配機器人的特點295  
8.1.3裝配機器人結構295  
8.1.4現代裝配機器人的組成324  
8.1.5裝配機器人的分類327  
8.2裝配機器人工作站的集成331  
8.2.1工業機器人裝配工作站的組成331  
8.2.2裝配機器人的周邊設備334  
8.2.3裝配機器人的工位布局334  
8.2.4I/O配置335  
8.2.5常用裝配機器人工作站336  
8.2.6裝配機器人生産綫339  
8.3衝壓機器人工作站346  
8.3.1衝壓機器人的結構346  
8.3.2衝壓機器人控製係統348  
8.3.3衝壓機器人應用實例349  
8.4壓鑄機器人350  
8.4.1壓鑄機器人結構350  
8.4.2壓鑄機器人控製係統350  
8.4.3壓鑄機器人應用實例351  
參考文獻 / 352      
前言/序言
   近年來,我國機器人行業在國傢政策的支持下,順勢而為,發展迅速,保持著35%的高增長率,遠高於德國的9%、韓國的8%和日本的6%。我國已連續兩年成為世界第一大工業機器人市場。  
我國工業機器人市場之所以能有如此迅速的增長,主要源於以下三點:  
(1)勞動力的供需矛盾。主要體現在勞動力成本的上升和勞動力供給的下降。在很多産業,尤其在中低端工業産業,勞動力的供需矛盾非常突齣,這對實施“機器換人”計劃提齣瞭迫切需求。  
(2)企業轉型升級的迫切需求。隨著全球製造業轉移的持續深入,先進製造業迴流,我國的低端製造業麵臨産業轉移和空心化的風險,迫切需要轉變傳統的製造模式,降低企業運行成本,提升企業發展效率,提升工廠的自動化、智能化程度。而工業機器人的大量應用,是提升企業産能和産品質量的重要手段。  
(3)國傢戰略需求。工業機器人作為高端製造裝備的重要組成部分,技術附加值高,應用範圍廣,是我國先進製造業的重要支撐技術和信息化社會的重要生産裝備,對工業生産、社會發展以及增強軍事國防實力都具有十分重要的意義。  
隨著機器人技術及智能化水平的提高,工業機器人已在眾多領域得到瞭廣泛的應用。其中,汽車、電子産品、冶金、化工、塑料、橡膠是我國使用機器人最多的幾個行業。未來幾年,隨著行業需要和勞動力成本的不斷提高,我國機器人市場增長潛力巨大。盡管我國將成為當今世界最大的機器人市場,但每萬名製造業工人擁有的機器人數量卻遠低於發達國傢水平和國際平均水平。工信部組織製訂瞭我國機器人技術路綫圖及機器人産業“十三五”規劃,到2020年,工業機器人密度達到每萬名員工使用100颱以上。我國工業機器人市場將高倍速增長,未來十年,工業機器人是看不到天花闆的行業。  
雖然多種因素推動著我國工業機器人行業不斷發展,但應用人纔嚴重缺失的問題清晰地擺在我們麵前,這是我國推行工業機器人技術的最大瓶頸。中國機械工業聯閤會的統計數據錶明,我國當前機器人應用人纔缺口20萬,並且以每年20%~30%的速度持續遞增。  
工業機器人作為一種高科技集成裝備,對專業人纔有著多層次的需求,主要分為研發工程師、係統設計與應用工程師、調試工程師和操作及維護人員四個層次。其中,需求量最大的是基礎的操作及維護人員以及掌握基本工業機器人應用技術的調試工程師和更高層次的應用工程師,工業機器人專業人纔的培養,要更加著力於應用型人纔的培養。  
為瞭適應機器人行業發展的形勢,滿足從業人員學習機器人技術相關知識的需求,我們從生産實際齣發,組織業內專傢編寫瞭本書,全麵講解瞭工業機器人的安裝,工業機器人弧焊工作站係統集成、點焊工作站集成、搬運工作站係統集成、碼垛工作站係統集成,工業機器人CNC機床上下料與自動生産綫工作站的集成,噴塗工業機器人工作站的集成等內容,並簡要介紹瞭工業機器人典型工作站,以期給從業人員和大學院校相關專業師生提供實用性指導與幫助。  
本書由韓鴻鸞編著,張朋波、孔偉、王樹平、阮洪濤、劉曙光、汪興科、徐艇、孔慶亮、王勇、丁守會、李雅楠、梁典民、趙峰、張玉東、王常義、田震、謝華、安麗敏、孫傑、柳鵬、叢誌鵬、馬述秀、褚元娟、陳青、寜爽、梁婷、薑興道、榮誌軍、王小方、鄭建強、李魯平等業內人員為本書的編寫提供瞭幫助。在本書編寫過程中得到瞭山東省、河南省、河北省、江蘇省、上海市等技能鑒定部門的大力支持,此外,青島利博爾電子有限公司、青島時代焊接設備有限公司、山東魯南機床有限公司、山東山推工程機械有限公司、西安樂博士機器人有限公司、諾博泰智能科技有限公司等企業為本書的編寫提供瞭大量幫助,在此深錶謝意。  
在本書編寫過程中,參考瞭《工業機器人裝調維修工》《工業機器人操作調整工》職業技能標準的要求,以備讀者考取技能等級;同時還藉鑒瞭全國及多省工業機器人大賽的相關要求,為讀者參加相應的大賽提供參考。  
由於水平所限,書中不足之處在所難免,懇請廣大讀者給予批評指正。   
編著者    
				
 
				
				
					《工業機器人工作站係統集成與應用》  一、 核心理念與價值定位  《工業機器人工作站係統集成與應用》一書,並非僅僅是技術手冊的堆砌,而是聚焦於工業機器人工作站這一關鍵自動化環節,深入探討其從概念設計、技術選型、集成實施到實際應用的全生命周期管理。本書旨在為讀者提供一套係統性、實踐性的方法論,幫助理解、構建、優化並充分發揮工業機器人工作站的效能,從而應對日益復雜的現代工業生産挑戰。  本書的核心價值在於,它 bridging 瞭理論與實踐的鴻溝。許多現有文獻側重於機器人本體的技術細節,或僅僅羅列應用案例,而忽略瞭構成一個完整、高效工作站所必需的係統集成思維。本書強調,一個成功的工業機器人工作站,是機器人本體、末端執行器、傳感器、視覺係統、PLC控製、人機交互界麵、安全防護裝置以及相關軟件的高度協同與有機結閤。本書的內容將圍繞如何實現這種協同,以及如何在實際生産環境中最大化其應用價值展開。  本書的讀者群體廣泛,包括但不限於:     自動化工程師與係統集成商: 尋求係統化知識和實操指導,以設計、部署和維護高效率的機器人工作站。    製造企業管理者與技術決策者: 期望瞭解工業機器人工作站的潛力和實施策略,以驅動生産效率提升和成本優化。    在校學生與研究人員: 希望深入學習工業機器人係統集成的前沿知識和實踐應用。    設備製造商與供應商: 瞭解市場需求和技術趨勢,以開發更具競爭力的産品和解決方案。  二、 內容深度解析  本書的內容規劃嚴謹,由淺入深,層層遞進,力求涵蓋工業機器人工作站係統的各個關鍵維度。  第一部分:工業機器人工作站的基石——理論基礎與係統構成     工業機器人的發展脈絡與未來趨勢: 迴顧工業機器人從早期笨重、單一功能的設備,發展到如今高精度、高柔性、具備協作能力的智能裝備的曆程。分析當前及未來工業機器人技術的發展方嚮,如AI賦能、5G通信、邊緣計算在機器人領域的應用,以及人機協作(Cobots)的興起,為讀者構建宏觀視野。    工作站的定義與構成要素: 明確界定“工業機器人工作站”的概念,分析構成一個完整工作站的核心要素,包括但不限於:        機器人本體: 不同類型(SCARA、Delta、關節型、AGV等)的機器人及其選型依據(負載、精度、速度、工作範圍等)。        末端執行器(End-of-Arm Tooling, EOAT): 抓手、焊接槍、噴塗槍、傳感器集成等,以及 EOAT 的設計原則和選配考量。        視覺與傳感係統: 2D/3D視覺、激光雷達、力傳感器、編碼器等,以及它們在定位、檢測、力控等方麵的作用。        安全防護係統: 安全圍欄、光柵、急停按鈕、安全門鎖、安全PLC等,確保人機協同操作的安全。        控製與通信係統: PLC(可編程邏輯控製器)、PC控製器、工業以太網(Profinet, EtherNet/IP等)、通信協議。        輔助設備: 輸送帶、轉盤、碼垛機、桁架、物料供給裝置等。        人機交互界麵(HMI): 操作麵闆、觸摸屏、編程器等,實現人機通信與監控。    工作站的典型應用場景分析: 深入剖析機器人工作站在不同工業領域的典型應用,如:        搬運與碼垛: 物料搬運、托盤堆疊、自動化倉儲。        裝配: 精密部件組裝、汽車零部件裝配。        焊接: 點焊、弧焊、激光焊等。        噴塗與打磨: 汽車車身、傢具錶麵處理。        檢測與測量: 産品外觀檢測、尺寸測量。        協作式應用: 人與機器人協同完成復雜任務。  第二部分:係統集成——設計、選型與實施的關鍵技術     工作站的係統設計流程: 從需求分析、工藝流程規劃、動作模擬、場地布局到整體方案的生成,提供一套標準化的設計流程。    關鍵部件的選型策略:        機器人本體選型: 基於負載、精度、速度、工作空間、環境要求等多維度評估。        EOAT 設計與選配: 考慮工件特性、抓取方式、切換需求,以及與機器人通信的接口。        視覺係統選型與集成: 針對不同任務(定位、識彆、測量)選擇閤適的相機、光源、鏡頭,並考慮其與機器人運動的協同。        傳感器集成與數據融閤: 如何有效集成各類傳感器,實現數據的實時采集、處理與融閤,提升工作站的智能化水平。    運動控製與路徑規劃:        機器人運動學與動力學基礎: 正逆運動學、關節空間與笛卡爾空間運動。        路徑規劃算法: 點到點(PTP)、直綫運動(LTP)、圓弧運動(ATP),以及碰撞檢測與避障。        PLC與機器人控製器協同: 如何通過PLC對整個工作站進行宏觀調度,並與機器人控製器進行精細化協同控製。    通信協議與網絡集成: 深入講解工業以太網協議(Profinet, EtherNet/IP, Modbus TCP等)在機器人工作站中的應用,實現設備間的無縫通信。    安全設計與閤規性:        風險評估與安全等級判定: 根據ISO 10218、ISO 13849等國際標準進行。        安全電路設計與冗餘: 如何設計滿足安全等級要求的安全電路。        人機交互安全: 確保操作人員與機器人交互時的安全性。  第三部分:應用與優化——實戰指導與效能提升     工作站的部署與調試: 詳細闡述從設備安裝、布綫、參數設置到程序調試、聯調聯試的全過程。    編程與操作: 介紹主流機器人操作係統的編程方法(如基於指令、示教編程、高級語言),以及HMI界麵的操作與監控。    性能優化與故障排除:        周期時間優化: 通過動作路徑調整、參數優化、設備協同等方法,縮短生産周期。        精度與穩定性提升: 傳感器校準、算法優化、機械結構調整。        常見故障的診斷與排除: 硬件故障、軟件故障、通信故障等。    維護與保養: 製定科學的維護計劃,延長設備壽命,降低維護成本。    數據采集與生産監控: 如何利用機器人工作站的數據,實現生産過程的實時監控、質量追溯、效率分析,並為進一步的智能化升級提供數據支撐。    智能製造背景下的工作站升級: 探討如何將AI、機器學習、物聯網等技術融入現有工作站,實現預測性維護、自適應控製、自主決策等高級功能。  三、 內容特點與創新之處     強調係統性思維: 不同於孤立的技術講解,本書始終圍繞“係統集成”這一核心,強調各組件之間的協同作用。    注重實踐導嚮: 理論與實踐緊密結閤,提供大量的案例分析、設計思路和實操建議,便於讀者將知識轉化為生産力。    前瞻性視野: 關注工業機器人技術的發展趨勢,引導讀者思考未來工作站的智能化、柔性化方嚮。    安全性與閤規性並重: 將安全設計置於重要位置,貫穿於設計、實施和運行的各個環節,確保生産安全。    深入的案例分析: 選取不同行業、不同復雜度的典型工作站案例,剖析其設計理念、技術實現和應用成效。    清晰的結構與易讀性: 邏輯清晰的章節劃分,圖文並茂的錶述方式,力求讓讀者易於理解和掌握。  《工業機器人工作站係統集成與應用》將是一本為讀者打開工業自動化新視界的實用指南,賦能讀者在智能化製造的浪潮中,成功構建並駕馭高效、可靠的工業機器人工作站,實現生産力的飛躍。