焊接机器人技术(第2版)

《焊接机器人技术》（第2版）是教育部高等学校材料类专业教学指导委员会规划教材。本书阐述了机器人的概念、基本原理、分类及应用现状，系统介绍了工业机器人本体结构的组成、焊接机器人传感技术、焊接机器人系统配置及要求、常用机器人焊接工艺及焊接机器人应用操作技术，并结合具体工程结构的焊接制造给出了焊接机器人的典型应用实例。 本书力求语言简练、论述深入浅出、理论联系实际，突出了新颖性和优选性，采用了文字、图表和视频融合的表达方式进行说明和阐述，便于读者理解掌握。 本书可供材料成型及控制工程、焊接技术及工程和相关专业的本科生使用，也可供研究生或高职院校学生使用，还可供从事焊接机器人系统开发及应用的工程技术人员、技术管理人员参考使用。

陈茂爱，教授，博士研究生毕业于上海交通大学，获博士学位。现为山东大学材料科学与工程学院教授、焊接所所长。承担的项目有： 1、大线能量钢焊接粗晶热影响区韧性与微合金成分间相关性研究；2、基于焊接过程数值模拟的短路过渡预置波形+小桥状态反馈复合控制法研究；3、复合无铅软钎料的开发。荣获山东省科技进步二等奖(第*二位)，教育部高校自然科学奖(第三位)。发表论文50余篇，其中被SCI、EI收入30余篇。 主编焊接科技书籍4部。

第1章 机器人概述
1.1机器人 1
1.1.1机器人的定义及分类 1
1.1.2机器人的发展简史 2
1.2工业机器人的构成及分类 4
1.2.1工业机器人的构成 4
1.2.2工业机器人的分类 6
1.2.3工业机器人的性能参数 8
1.3焊接机器人及其应用发展趋势 13
1.3.1焊接机器人的构成与分类 13
1.3.2焊接机器人的应用现状 14
1.3.3焊接机器人的发展趋势 15
习题 15

第2章 机器人运动学基础
2.1位姿描述方法与坐标变换 17
2.1.1位姿描述 17
2.1.2坐标变换 19
2.2机器人运动学 25
2.2.1连杆运动参数 25
2.2.2连杆坐标系 26
2.2.3连杆变换矩阵 27
2.2.4机器人运动学方程 27
2.3机器人运动控制 28
2.4机器人动力学简介 34
习题 34

第3章 机器人本体及控制系统
3.1机器人本体结构 35
3.1.1机器人机身 36
3.1.2机器人操作臂 37
3.1.3腕部及其关节结构 38
3.2焊接机器人关节及其驱动机构 39
3.2.1关节 39
3.2.2驱动装置 40
3.2.3传动装置 44
3.3机器人控制系统 47
3.3.1机器人控制系统的作用 47
3.3.2机器人控制系统软件 48
3.3.3机器人控制系统硬件 49
3.3.4机器人控制器用微型计算机 50
习题 54

第4章 焊接机器人传感技术
4.1内部传感器 55
4.1.1位移传感器 55
4.1.2速度传感器和加速度传感器 59
4.1.3力传感器 59
4.2外部传感器 59
4.2.1接近传感器 60
4.2.2电弧电参数传感器 63
4.2.3焊缝跟踪传感器 64
习题 70

第5章 焊接机器人系统
5.1电阻点焊机器人系统 71
5.1.1电阻点焊机器人系统组成及特点 71
5.1.2电阻点焊机器人本体及控制系统 72
5.1.3点焊系统 73
5.1.4点焊机器人应用案例 76
5.2弧焊机器人系统 77
5.2.1弧焊机器人系统组成 77
5.2.2弧焊机器人本体及控制器 77
5.2.3弧焊机器人的焊接系统 79
5.3焊接机器人变位机 81
5.3.1单轴变位机 81
5.3.2双轴变位机 82
5.3.3三轴变位机 83
5.3.4焊接工装夹具 84
5.4弧焊机器人系统应用案例 85
5.4.1工程机械行业——抽油机方箱、驴头焊接机器人工作站 85
5.4.2建筑工程行业——建筑铝模板焊接机器人工作站 87
5.4.3电力建设行业——电力铁塔横担焊接机器人工作站 89
5.4.4农业机械行业——玉米收获机焊接机器人工作站 91
5.4.5建筑钢结构行业——牛腿部件焊接机器人工作站 92
5.5特种焊机器人系统 94
习题 96

第6章 机器焊接工艺
6.1电阻点焊工艺 97
6.1.1电阻点焊原理及特点 97
6.1.2熔核尺寸参数及其对焊点质量的影响 99
6.1.3电阻点焊工艺参数 100
6.2熔化极气体保护焊工艺 102
6.2.1熔化极气体保护焊基本原理及特点 102
6.2.2熔化极气体保护焊的熔滴过渡 103
6.2.3熔化极气体保护焊工艺参数 105
6.2.4高效熔化极气体保护焊工艺 107
6.3钨极惰性气体保护焊工艺 116
6.3.1TIG焊的原理、特点及应用 116
6.3.2TIG焊工艺参数 118
6.3.3高效TIG焊 120
6.4激光焊 125
6.4.1激光焊的原理、特点及应用 125
6.4.2激光焊接系统 127
6.4.3激光焊焊缝成形方式 129
6.4.4激光焊工艺 129
6.5搅拌摩擦焊工艺 131
6.5.1搅拌摩擦焊的原理、特点及应用 131
6.5.2搅拌摩擦焊焊头 133
6.5.3搅拌摩擦焊焊接参数 133
习题 135

第7章 焊接机器人的应用操作技术
7.1机器人的示教操作技术 136
7.1.1示教器及其功能 136
7.1.2程序操作 142
7.1.3常用编程指令 145
7.1.4焊接机器人示教 157
7.1.5编程示例 162
7.1.6程序运行模式 163
7.2机器人离线编程技术 164
7.2.1机器人离线编程特点 166
7.2.2离线编程系统组成 166
7.2.3离线编程仿真软件及其使用 168
习题 184

参考文献