工业机器人编程及应用（第二版）

项目引导+ 任务驱动，深度融合凸显职教特色

赛证融入+ 资源建设，为混合式教学提供支撑

价值引领+ 精神塑造，匠心传承育复合型人才

第二版前言

2023年7月，教育部办公厅发布《关于加快推进现代职业教育体系建设改革重点任务的通知》，强调要“支持龙头企业和高水平高等学校、职业学校牵头，联合行业组织、学校、科研机构等共同组建产教融合共同体”，培养“适应行业前沿技术发展的高素质技术技能人才”，重点服务制造业高端化、智能化、绿色化转型需求。教材作为人才培养的载体、技术标准传递的抓手，在职业教育领域扮演着至关重要的角色。根据教育部《职业院校教材管理办法》《“十四五”职业教育规划教材建设实施方案》等文件精神，依托湖南工业职业技术学院中联重科产业学院项目，校企共同开发致力于高端人才培养的系列课程及其配套教材。本教材致力于探索并实施“岗课赛证融通”的教学理念，通过“项目引领，任务驱动”的方式重构教学内容。同时，将职业素养及企业文化的精髓融入教材，突出立德树人的教育宗旨。

（1）项目引导+任务驱动，深度融合凸显职教特色。

与中联重科、华中数控、湖南华数智能等企业合作，双方深度开展教材单元构建和情境创新，确保教材内容与企业生产实际有效衔接。融入“码垛机器人”和“喷涂机器人”等合作企业现场真实项目，构建“情境导入—任务描述—任务实施—任务评价—任务拓展”任务链，以工作任务单作为学习效果检测手段，激发读者带着问题、领着任务完成理论知识和实践技能的学习，培养自主探索、实践应用的通用素养。设计了7个难度递进的项目、17个任务及17 份评价表，从简单到复杂、由单一到综合，循序渐进、学做练评一体，凸显“工学一体，学做结合”的职业教育特色。

（2）赛证融入+资源建设，为混合式教学提供支撑。

进入泛在学习阶段，教材充分应用现代信息技术，内容融入人工智能、物料跟踪等新技术，结合全国职业技能机器人系统集成赛项规程要点、工业机器人应用编程等X证书考核标准技能点，全面、系统培养机器人操作技术技能人才。

教材资源丰富，建设了课程标准、授课计划、项目考核、教学课件、微课、虚拟仿真等数字化教学资源。教材中的任务评价表设计科学合理，对标赛证考核要求和岗位用人需求，明确具体的操作步骤、实施内容和评价标准，旨在为学生提供自主学习与实践操作的便利性，同时助力教师对各项教学任务实施效果的客观与公正评估。

（3）价值引领+精神塑造，匠心传承育复合型人才。

围绕华数自主品牌典型应用设计，强调爱国、兴工等楚怡精神；引入大国工匠先进故事，帮助学生认识技能出彩、劳动光荣，树立职业自信；在机器人示教、程序编写、运行调试等环节融入安全提示、标准规范等思政元素，培养精益求精的工匠精神；引入企业文化、创新案例，培养成本意识、环保意识，从知识讲解到实操演练有机融入课程思政，实现知识传授、能力提升、价值引领同频共振。

本书由湖南工业职业技术学院的向艳芳、包头轻工职业技术学院的胡月霞任主编，张家臣、师统、龙罡、鲁资任副主编，长沙矿山研究院检测中心的梁龙、湖南工业职业技术学院的熊志林、龚娟、朱奇任主审。其中，学习项目1由胡月霞和鲁资编写，学习项目2由胡月霞编写，学习项目3由师统编写，学习项目4由向艳芳编写，学习项目5由龙罡编写，学习项目6由张家臣编写，学习项目7由向艳芳编写。参与教材部分编写工作的还有湖南工业职业技术学院的吴利清、徐娟和廖志远，山东玉青云创自动化有限公司的李青栋，卡尔克鲁斯机器人科技有限公司的李华军，湖南华数智能技术有限公司的邹飞。由于时间仓促及编者水平有限，书中不足和疏漏之处在所难免，恳请读者批评指正。

编　者

2025年8月

第二版前言
第一版前言

学习项目1 工业机器人行走轨迹 1
【项目目标】 1
【项目情境】 1
任务1 工业机器人结构解析 2
【任务描述】 2
【知识准备】 3
1.1 工业机器人的定义及分类 3
1.2 不同类型工业机器人的结构及特点 6
1.3 工业机器人的传动机构 10
1.4 工业机器人机械本体 12
1.5 工业机器人电气控制 14
【任务实施】 19
【任务评价】 22
任务2　工业机器人示教器认知 22
【任务描述】 22
【知识准备】 22
2.1 工业机器人的坐标系 22
2.2 工业机器人的示教器 24
2.3 工业机器人的限位 28
2.4 工业机器人的零点校准 30
【任务实施】 32
【任务评价】 34
【任务拓展】 34
任务3 工业机器人手动移动 35
【任务描述】 35
【知识准备】 36
3.1 点位示教及保存 36
3.2 示教点的移动 37
【任务实施】 41
【任务评价】 44
【任务拓展】 44
任务4 工业机器人行走轨迹 47
【任务描述】 47
【知识准备】 47
4.1 新建、编辑和加载程序 47
4.2 运动指令 51
4.3 工业机器人行走轨迹 52
【任务实施】 58
【任务评价】 60
【任务拓展】 60
【思政赋能】 62
【项目测试】 63
学习项目2 工业机器人搬运物料 65
【项目目标】 65
【项目情境】 65
任务1 工业机器人搬运示教 66
【任务描述】 66
【知识准备】 67
1.1 工业机器人搬运工艺要求 67
1.2 工业机器人的搬运工具使用 71
1.3 工件坐标系标定 73
1.4 搬运路径规划 74
【任务实施】 75
【任务评价】 78
【任务拓展】 78
任务2 工业机器人搬运编程 80
【任务描述】 80
【知识准备】 81
2.1 坐标系指令 81
2.2 IO指令 81
2.3 延时指令 82
2.4 搬运编程与示教 84
2.5 程序调试与运行（单步） 84
【任务实施】 85
【任务评价】 88
【任务拓展】 88
【思政赋能】 91
【项目测试】 91
学习项目3 工业机器人码垛编程与应用 94
【项目目标】 94
【项目情境】 94
任务1 工业机器人码垛算法分析 95
【任务描述】 95
【知识准备】 96
1.1 码垛机器人的分类及特点 96
1.2 常见的机器人标准夹具 98
1.3 物料码垛的工艺要求与分类 99
1.4 常见码垛算法分析 100
【任务实施】 102
【任务评价】 105
任务2 工业机器人码垛示教 105
【任务描述】 105
【知识准备】 106
2.1 码垛机器人的系统组成 106
2.2 码垛机器人工具坐标系的标定 106
2.3 码垛路径规划与示教 108
【任务实施】 111
【任务评价】 113
【任务拓展】 113
任务3 工业机器人码垛编程 115
【任务描述】 115
【知识准备】 115
3.1 主程序和子程序 115
3.2 循环指令 117
3.3 重叠式应用编程 118
3.4 多排多层码垛 122
【任务实施】 123
【任务评价】 125
【任务拓展】 126
【思政赋能】 132
【项目测试】 132
学习项目4 工业机器人喷涂 134
【项目目标】 134
【项目情境】 134
任务1 工业机器人喷涂示教 135
【任务描述】 135
【知识准备】 136
1.1 工业机器人喷涂工艺要求 136
1.2 工业机器人外部轴 138
1.3 工业机器人的喷涂工具使用 139
1.4 工业机器人的喷涂路径规划与示教 143
【任务实施】 145
【任务评价】 147
【任务拓展】 147
任务2 工业机器人喷涂编程 150
【任务描述】 150
【知识准备】 150
2.1 外部轴指令 150
2.2 喷涂工具指令设定 151
2.3 喷涂应用编程 152
【任务实施】 155
【任务评价】 157
【任务拓展】 158
【思政赋能】 159
【项目测试】 159
学习项目5 工业机器人分拣 162
【项目目标】 162
【项目情境】 162
任务1 工业机器人分拣示教 163
【任务描述】 163
【知识准备】 164
1.1 分拣工艺需求分析 164
1.2 运动规划与示教 167
【任务实施】 168
【任务评价】 170
【任务拓展】 170
任务2 工业机器人打包分拣编程 173
【任务描述】 173
【知识准备】 173
2.1 条件指令 173
2.2 分拣编程与调试 174
【任务实施】 189
【任务评价】 191
【任务拓展】 191
【思政赋能】 194
【项目测试】 194
学习项目6 工业机器人焊接 197
【项目目标】 197
【项目情境】 197
任务1 CLOOS焊接机器人直线焊接 198
【任务描述】 198
【知识准备】 199
1.1 焊接熔化极气体保护电弧焊 199
1.2 二氧化碳气体保护电弧焊 200
1.3 CLOOS焊接机器人示教 206
1.4 CLOOS焊接机器人的直线焊接 216
【任务实施】 217
【任务评价】 220
任务2　CLOOS焊接机器人多层多道焊接 220
【任务描述】 220
【知识准备】 221
2.1 CLOOS焊接机器人的弧线焊接 221
2.2 CLOOS焊接机器人的喷嘴传感 222
2.3 CLOOS焊接机器人的多层多道
焊接 225
【任务实施】 231
【任务评价】 233
【思政赋能】 234
【项目测试】 234
学习项目7 工业机器人离线编程 236
【项目目标】 236
【项目情境】 236
任务1 工业机器人离线软件安装 237
【任务描述】 237
【知识准备】 237
1.1 软件安装 237
1.2 软件启动 239
1.3 离线软件主界面操作 241
1.4 机器人本体操作 244
1.5 机器人工具操作 245
1.6 模型导入操作 246
【任务实施】 246
【任务评价】 248
任务2 离线写字应用 248
【任务描述】 248
【知识准备】 249
2.1 机器人本体选择 249
2.2 写字工具选择 250
2.3 写字模型导入 253
2.4 写字编程与仿真 255
2.5 离线代码输出 259
【任务实施】 259
【任务评价】 261
【任务拓展】 261
【思政赋能】 266
【项目测试】 266
参考文献 268

1. 大模型通识 [张成文 著]
2. 信息技术与人工智能实训 [主编 彭冬梅]
3. 信息技术与人工智能 [主编 罗茜]
4. 爆笑学英语：句句有梗的英文段子 [丁睿 编著]
5. 2025年湖南省金融业发展报告 [主编 王志辉 任璐]
6. 露易丝•格丽克诗歌中的“自我”研究 [李昂 著]
7. Ansys Workbench Mechanical 机械结构仿真指南与实例详解 [蔡宜时 编著]
8. 基于价值共创的生态文旅战略协同研究—以水利风景区为例 [王腾 董青 周海炜 著]
9. 数字化转型推动旅游产业升级的路径研究 [郭晓丽　著]
10. 中华水文化•水利名人文化 [毕雪燕 马卓 郭凯旋 费昕 马]
11. 遇见通州——副中心文明小书创作大赛获奖作品集 [主编　吕宇翔]
12. 潮白河流域岸带植物及水生生物图谱 [北京市水务规划研究院　著]
13. 用英语讲中国5000情景词 [董妍奇　编著]
14. 泥石流大石块冲击力计算方法实验研究 [易伟 赵怀宝 著]
15. 高职院校“双师型”教师领导力模型构建与应用研究 [杨晓倩　著]
16. 《公共机构节约用水管理办法》释义与实践 [国家机关事务管理局公共机构节能]
17. 绿色低碳发展的公共机构方案——2024-2025年度公共机构绿色低碳转型课题集 [国家机关事务管理局公共机构节能]
18. 数字化转型对企业高质量发展的影响研究 [金英兰　著]
19. 英语教学论与实践探索 [金虹 著]
20. 2025年湖南省文化和旅游业发展报告 [主编 金立槟]
21. 2023年长沙市湘菜餐饮业发展报告 [主编　邓应华 ]
22. 2025年湖南省会展业发展报告 [主编 陈莉]
23. 团体心理辅导 [方雄　著]
24. 中国湘菜文化史 [崔德明 彭文杰 李元敏 方八另]
25. 清代湖湘特色饮食研究 [李元敏 方八另 蔡振林 著]
26. 现代教育技术 [张嘉赢 赵月娥]
27. 信息技术与人工智能基础 [阙清贤 罗如为]
28. AI Agent [郑天民 著]
29. 信息素养与人工智能基础 [罗奕 程小恩]
30. 计算方法 [徐应祥]