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安装调试的基础内容，工业机器人的执行机构、传感系统、传动系统与驱动系统等几大系统，以及工业机器人的控制、安装、调整与保养等内容。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。
1、讲解了工业机器人系统安装调试的基础内容，详细解读了工业机器人的执行机构、传感系统、传动系统与驱动系统等几大系统。
2、详细介绍了工业机器人的控制、安装、调整与保养等内容。
3、内容从生产实际出发，贴合职业技能标准，突出实用性。
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安装调试基础，工业机器人执行机构、传感系统、传动系统与驱动系统，工业机器人控制、安装、调整与保养等内容，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、丛培兰、谷青松主编，张朋波、孔伟、王树平任副主编，参与编写的还有阮洪涛、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。全书由韩鸿鸾统稿。编写人员中有来自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的技术人员。本书在编写过程中得到了山东省、河南省、河北省、江苏省、上海市等省市技能鉴定部门的大力支持，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；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。编者
第1章工业机器人安装调试基础知识 / 1
1.1机器人概述1
1.1.1机器人的定义1
1.1.2机器人的产生与发展2
1.1.3机器人的发展方向4
1.1.4中国工业机器人研制情况6
1.1.5机器人的应用6
1.1.6机器人的分类12
1.2工业机器人的组成与工作原理18
1.2.1工业机器人的基本组成18
1.2.2工业机器人的基本工作原理21
1.2.3机器人应用与外部的关系22
1.3机器人的基本术语与图形符号24
1.3.1机器人的基本术语24
1.3.2机器人的图形符号体系25
1.3.3机器人的图形符号表示28
1.3.4工业机器人的提示符号30
1.3.5工业机器人技术参数32
1.3.6典型机器人的技术参数34
1.4工业机器人的坐标系36
1.4.1机器人的位姿问题36
1.4.2机器人坐标系36
1.5工业机器人安装调试工具39
1.5.1机器人安装调试必备工具39
1.5.2机器人安装调试常用工具39
第2章工业机器人的执行机构 / 44
2.1机器人的手部机构44
2.1.1机器人手部的特点44
2.1.2传动机构45
2.1.3手部结构47
2.2机器人手部的分类50
2.2.1按手部的用途分类50
2.2.2按手部的抓握原理分类50
2.2.3按手部的手指或吸盘数目分类56
2.2.4按手部的智能化分类56
2.2.5仿人手机器人手部56
2.2.6专用末端操作器及换接器57
2.3机器人的腕部机构60
2.3.1机器人腕部的移动方式60
2.3.2手腕的分类61
2.3.3手腕的典型结构64
2.4机器人手臂68
2.4.1机器人臂部的运动与组成69
2.4.2机器人臂部的配置69
2.4.3机器人手臂机构71
2.4.4手臂的常用结构72
2.4.5机器人手臂的典型机构77
2.4.6机器人手臂的分类78
2.5机器人的行走机构81
2.5.1机器人行走机构的特点81
2.5.2车轮式行走机构83
2.5.3履带式行走机构85
2.5.4足式行走机构89
2.6机器人的辅助机构92
2.6.1外轴92
2.6.2送丝机构93
2.6.3清枪装置93
第3章工业机器人的传感系统 / 95
3.1工业机器人传感器概述95
3.1.1工业机器人传感器的分类95
3.1.2机器人对传感器的要求96
3.1.3机器人传感器的性能指标97
3.1.4机器人对传感器的需要与选择98
3.2内部信息传感器99
3.2.1位移传感器100
3.2.2速度传感器105
3.2.3加速度传感器107
3.2.4陀螺仪108
3.3外部信息传感器110
3.3.1接触觉传感器110
3.3.2压觉传感器118
3.3.3滑觉传感器119
3.3.4力觉传感器122
3.3.5接近觉传感器124
3.3.6视觉传感器129
3.3.7听觉传感器134
3.4传感系统的应用135
3.4.1多传感器信息融合135
3.4.2多功能复合传感器136
3.4.3多信息融合的典型应用137
3.5典型工业机器人传感系统简介142
3.5.1电弧传感系统143
3.5.2超声传感跟踪系统144
3.5.3视觉传感跟踪系统145
第4章工业机器人的传动系统与驱动系统 / 147
4.1工业机器人的传动系统147
4.1.1带传动和链传动148
4.1.2连杆与凸轮传动150
4.1.3丝杠传动150
4.1.4流体传动155
4.1.5导轨传动155
4.1.6齿轮传动机构157
4.1.7齿轮传动158
4.1.8摆线针轮行星传动161
4.1.9谐波传动机构163
4.1.10RV减速器168
4.1.11工业机器人的制动器170
4.1.12传动件的定位171
4.1.13机器人的传动172
4.1.14传动方式的应用举例175
4.2工业机器人的驱动系统177
4.2.1工业机器人驱动系统的特点177
4.2.2电液伺服驱动系统177
4.2.3气动驱动系统179
4.2.4电动驱动系统180
4.2.5工业机器人驱动系统选用原则182
4.2.6新型驱动器184
第5章工业机器人的控制 / 190
5.1工业机器人控制系统概述190
5.1.1工业机器人控制系统的特点190
5.1.2工业机器人控制系统的主要功能191
5.1.3机器人的控制方式192
5.2工业机器人控制系统的基本组成196
5.2.1对机器人控制系统的一般要求与体系结构196
5.2.2机器人控制系统分类198
5.2.3机器人控制系统的基本结构198
5.2.4机器人控制系统的结构200
5.2.5机器人决策控制系统常用控制器202
5.2.6控制系统选择方法203
5.3控制系统的软、硬件203
5.3.1控制系统硬件构成204
5.3.2控制系统软件构成207
5.3.3工业机器人操作控制210
5.4网络机器人212
5.4.1网络机器人的组成与特点212
5.4.2网络机器人的控制214
5.5多机器人协作装配221
5.5.1硬件结构221
5.5.2软件系统221
第6章工业机器人的安装 / 233
6.1工业机器人的安装223
6.1.1工业机器人的组成223
6.1.2标牌224
6.1.3机器人机械系统的运输226
6.1.4工业机器人的安装230
6.1.5安装上臂信号灯（选件）233
6.1.6机器人控制箱的安装233
6.2工业机器人电气系统的连接236
6.2.1工业机器人电气系统的布线237
6.2.2工业机器人的I/O通信247
6.2.3工业机器人的外围设施的电气连接251
第7章工业机器人的调整与保养 / 253
7.1工业机器人的调整253
7.1.1调整方法253
7.1.2附加轴的调整258
7.1.3参照调整259
7.1.4用MEMD和标记线进行零点标定259
7.1.5手动删除轴的零点263
7.1.6更改软件限位开关263
7.2工业机器人的保养264
7.2.1工业机器人机器部分的保养264
7.2.2调节平衡配重271
7.2.3电气系统的保养273
7.2.4重新启动277
参考文献 / 280
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