焊接机器人技术与系统

焊接机器人约占工业机器人应用总量的40%，是智能制造的重要体现。焊接机器人产业蓬勃发展，对焊接人才培养提出新需求。本书可以帮助焊接相关专业本科生掌握焊接机器人的基本原理和应用技术，初步具备应用焊接机器人的能力。 全书共分为9章，内容包括焊接机器人概述、焊接机器人的软件、机器人运动学、机器人驱动器与轨迹规划、焊接机器人编程、机器人传感器技术、焊接机器人的通信与系统集成、焊接机器人的配置、焊接机器人工作站等内容。本书还利用ABB公司的RobotStudio仿真软件实现相关技术的仿真和应用，解决了机器人系统建设成本高、机器人教学理论脱离实践、机器人操作存在安全隐患等问题，并便于实现虚拟仿真式、案例式、项目式教学。 本书可作为大学本科“焊接技术与工程”“材料成型及控制工程”（焊接方向）等专业相关课程的教材、硕士研究生“材料加工工程”专业相关课程的参考资料、焊接工程师的培训教材，还可以作为焊接及相关学科教师和工程技术人员从事科研与技术开发工作的参考书。

目录 前言 第1章焊接机器人概述 1.1焊接自动化与焊接机器人 1.2焊接机器人的发展 1.2.1工业机器人发展历程 1.2.2焊接机器人的发展历程 1.2.3焊接机器人的发展趋势 1.3焊接机器人的结构 1.3.1工业机器人的组成 1.3.2焊接机器人的组成 1.4工业机器人性能参数 1.5焊接机器人的分类 1.5.1按机器人结构分类 1.5.2按机器人控制方式分类 1.6焊接机器人的特点 1.7焊接机器人的安全操作 1.8学习本书的目的和要求 1.9复习思考题 第2章焊接机器人的软件 2.1焊接离线编程软件 2.2ABB RobotStudio机器人仿真 软件 2.2.1RobotStudio功能简介 2.2.2软件安装 2.2.3软件环境简介 2.3焊接机器人虚拟仿真 2.3.1焊接机器人虚拟构建 2.3.2焊接机器人虚拟仿真操作 2.3.3焊接机器人虚拟示教器 操作 2.4复习思考题 第3章机器人运动学 3.1运动学基础 3.1.1机器人工作站中的 坐标系 3.1.2工业机器人位姿描述 3.2齐次变换及运算 3.2.1纯平移变换的表示 3.2.2纯绕轴旋转变换的表示 3.2.3复合变换的表示 3.2.4相对于运动坐标系的 变换 3.3机器人的正逆运动学 3.3.1机器人正运动学方程的D-H 表示法 3.3.2机器人的逆运动学解 3.3.3机器人的退化和灵巧特性 3.4微分运动和速度 3.4.1雅可比矩阵 3.4.2坐标系的微分运动 3.4.3机器人的微分运动 3.5机器人机械臂动力学 3.6RobotStudio中构建常用 坐标系 3.6.1工件坐标系的构建 3.6.2工具坐标系的构建 3.6.3工具数据的构建 3.7复习思考题 第4章机器人驱动器与轨迹 规划 4.1驱动器基本原理 4.1.1液压驱动器 4.1.2气压驱动器 4.1.3电气驱动器 4.2轨迹规划 4.2.1轨迹规划的基本原理 4.2.2目标点的获取 4.2.3机器人关节变化的函数 插值 4.2.4焊接规划 4.3复习思考题 第5章焊接机器人编程 5.1机器人编程概述 5.2数据类型 5.3编程指令 5.4示教编程 5.4.1示教编程的准备 5.4.2示教器编程 5.5离线编程 5.6复习思考题 第6章机器人传感器技术 6.1机器人常用传感器的分类 6.2机器人内部传感器 6.2.1位移传感器 6.2.2角数字编码器 6.3机器人外部传感器 6.3.1外部传感器结构与接口 6.3.2力或力矩传感器 6.3.3触觉传感器 6.3.4接近觉传感器 6.3.5焊接电弧传感器 6.3.6焊接机器人接触传感器 6.3.7视觉传感器 6.4ABB虚拟仿真监控 6.4.1防碰撞检测 6.4.2TCP跟踪 6.5复习思考题 第7章焊接机器人的通信与系统 集成 7.1焊接机器人系统集成流程 7.2ABB机器人的通信方式 7.2.1ABB常用的通信方式及 特点 7.2.2机器人系统集成常用通信 方式 7.3机器人系统的连接 7.4焊接机器人系统的设置 7.4.1机器人I/O信号的处理 7.4.2编程 7.5复习思考题 第8章焊接机器人的配置 8.1焊接机器人的效益分析 8.2焊接自动化方式的选择——适度 自动化 8.3焊接机器人的厂商和配置 8.3.1机器人制造和集成厂商 8.3.2焊接机器人配置方式 8.4焊接机器人机械臂的选择 8.5弧焊机器人系统焊接装备的 选择 8.5.1弧焊电源的选择 8.5.2送丝机的选择 8.6点焊机器人系统焊接装备的 选择 8.7外围设备 8.7.1工作台变位机 8.7.2机器人移动装置 8.8复习思考题 第9章焊接机器人工作站 9.1简易焊接机器人工作站 9.1.1简易弧焊机器人工作站 9.1.2简易点焊机器人工作站 9.2变位机与焊接机器人组合的 工作站 9.2.1回转工作台+弧焊机器人 工作站 9.2.2旋转-倾斜变位机+弧焊机器 人工作站 9.2.3导轨多工位机器人 工作站 9.2.4翻转变位机+弧焊机器人 工作站 9.2.5焊接机器人与周边设备协调 运动的工作站 9.3双机器人协调运动的工作站 9.3.1ABB虚拟环境机器人系统的 构建 9.3.2示教目标点 9.3.3焊接路径的构建 9.4焊接机器人工作站实例 9.4.1实例背景 9.4.2机器人工作站构建 9.4.3焊接机器人编程 9.4.4焊接工艺试验 9.5安全措施 9.6复习思考题 参考文献