本書重點闡述了智能制造時代的工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用研究,主要內(nèi)容有工業(yè)機器人綜述、工業(yè)機器人運動學和動力學、工業(yè)機器人機械部分、工業(yè)機器人驅(qū)動技術(shù)、工業(yè)機器人傳感技術(shù)、工業(yè)機器人控制技術(shù)、工業(yè)機器人的路徑規(guī)劃與智能規(guī)劃技術(shù)、工業(yè)機器人的技術(shù)發(fā)展及典型應(yīng)用等。
機器人技術(shù)是涉及機械電子、感知測量、控制、通信和計算機等學科的綜合性高新技術(shù),是光機電軟一體化研發(fā)制造的典型代表。隨著人人2pan style="font-family:宋體">世紀,機器人取代人工已經(jīng)成為可能。它不僅可以在一定程度上提高社會勞動生產(chǎn)率,而且還能方便人們的日常生活。目前,全有大量的機器人被應(yīng)用在人們的工作與生活中,在可預(yù)見的將來,機器人技術(shù)一定能夠發(fā)展成為一個有前景的產(chǎn)業(yè)。
工業(yè)機器人是機器人技術(shù)發(fā)展的典型代表,其研發(fā)、制造和應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)的重要標志,是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要支撐。同時,工業(yè)機器人是現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備,是制造業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化、智能化和信息化的重要載體。自1954年由美國研制出上第一臺可編程的機器人以來,各工業(yè)發(fā)達國家都相繼研制和應(yīng)用工業(yè)機器人。在發(fā)達國家中,工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線,以保證產(chǎn)品質(zhì)量,提率,同時避免了大量的工傷事故。
就我國而言,隨著我國勞動力成本上漲,人口紅利逐漸消失,生產(chǎn)方式向柔性、智能、精細轉(zhuǎn)變,構(gòu)建新型智能制造體系迫在眉睫,對工業(yè)機器人的需求呈現(xiàn)大幅增長。大力發(fā)展工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè),對于打造我國制造業(yè)新優(yōu)勢,推動工業(yè)轉(zhuǎn)型升級,加快制造強國建設(shè),改善生活具有深遠意義。
全書共8章,闡述了智能制造時代的工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用研究,主要內(nèi)容有工業(yè)機器人綜述、工業(yè)機器人運動學和動力學、工業(yè)機器人機械部分、工業(yè)機器人驅(qū)動技術(shù)、工業(yè)機器人傳感技術(shù)、工業(yè)機器人控制技術(shù)、工業(yè)機器人的路徑規(guī)劃與智能規(guī)劃技術(shù)、工業(yè)機器人的技術(shù)發(fā)展及典型應(yīng)用等。本書結(jié)構(gòu)安排科學合理,內(nèi)容上由淺入深,循序,突出了理論與實際應(yīng)用的結(jié)合,以應(yīng)用為目的,以講清概念、強化應(yīng)用為,爭取給更多的讀者與機器人愛好者提供幫助。
本書是作者結(jié)合自己豐富的教學經(jīng)驗,吸收并借鑒了國內(nèi)外期刊論文的研究成果及相關(guān)書籍編著而成的。本書在撰寫過程中以作者在工業(yè)機器人方面的研究工作為基礎(chǔ),參考并引用了國內(nèi)外專家學者的研究成果和論述,在此向相關(guān)內(nèi)容的原作者表示誠摯的敬意和謝意。由于作者有限,加之時間倉促,錯誤和遺漏在所難免,懇請讀者批評指正。
作 者
2020年2月
第1章工業(yè)機器人綜述
11機器人的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
12發(fā)展工業(yè)機器人的意義
13工業(yè)機器人的定義及特點
14工業(yè)機器人的基本組成及技術(shù)參數(shù)
15工業(yè)機器人的發(fā)展
16生產(chǎn)工業(yè)機器人的代表性企業(yè)
第2章工業(yè)機器人運動學和動力學
21工業(yè)機器人運動學
22工業(yè)機器人動力學
23工業(yè)機器人運動軌跡規(guī)劃
第3章工業(yè)機器人機械部分
31工業(yè)機器人的行走機構(gòu)
32工業(yè)機器人的機身和臂部
33工業(yè)機器人的腕部
34工業(yè)機器人的末端縱器
35工業(yè)機器人的傳動機構(gòu)
36工業(yè)機器人機械系統(tǒng)實例
第4章工業(yè)機器人驅(qū)動技術(shù)
41液壓和氣壓驅(qū)動系統(tǒng)
42新型驅(qū)動器
43工業(yè)機器人驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實例
第5章工業(yè)機器人傳感技術(shù)
51工業(yè)機器人的感知技術(shù)概述
52工業(yè)機器人的常用傳感器
53工業(yè)機器人視覺技術(shù)
第6章工業(yè)機器人控制技術(shù)
6·1工業(yè)機器人控制系統(tǒng)概述
62工業(yè)機器人關(guān)節(jié)控制
63工業(yè)機器人經(jīng)典力控制
64機器人的其他控制技術(shù)
第7章 工業(yè)機器人的路徑規(guī)劃與智能規(guī)劃技術(shù)
71機器人的路徑規(guī)劃
72智能規(guī)劃
第8章工業(yè)機器人的技術(shù)發(fā)展及典型應(yīng)用
81機器人控制發(fā)展趨勢
82智能工業(yè)機器人
83工業(yè)機器人典型應(yīng)用
參考文獻
第pan style="font-family: 宋體">章 工業(yè)機器人綜述
pan style="font-family:宋體">.1 機器人的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
pan style="font-family:宋體">.1-pan style="font-family:宋體">機器人的研究現(xiàn)狀
機器人最開始得到廣泛應(yīng)用是在汽車與電子制造產(chǎn)業(yè)方面,這使得汽車生產(chǎn)效率得到迅速提升。不僅如此,機器人還在其他工業(yè)領(lǐng)域迅速普而在全球范圍內(nèi)推廣開來。德國工業(yè)機器人的數(shù)量僅次于日本和美國,位列第三位。機器人在德國制造業(yè)的應(yīng)用較為成熟,其產(chǎn)業(yè)化模式也有所改變,由之前的分工合作,轉(zhuǎn)向基于動態(tài)配置的生產(chǎn)方式,使具備一定智能化的機器人個體通過數(shù)據(jù)交互實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同。
在傳感器、人工智能等技術(shù)高速發(fā)展的情況下,機器人也逐漸融合了多種信息技術(shù)。由此產(chǎn)生了“自律化”“數(shù)據(jù)終端化”“網(wǎng)絡(luò)化”的機器人技術(shù),被廣泛用于獲取數(shù)據(jù)、獲得應(yīng)用而推動數(shù)據(jù)驅(qū)動型創(chuàng)新的發(fā)展。機器人的這一發(fā)展,使得其不僅了制造、服務(wù)領(lǐng)域的發(fā)展,同時,還有力推動了信息傳達、娛樂和日常通信等領(lǐng)域的變革。