工业机器人编程及应用

中国水利水电出版社

【作者】主编向艳芳胡月霞

【I S B N 】978-7-5170-9286-5

【责任编辑】石永峰

【适用读者群】高职高专

【出版时间】2021-02-24

【开本】16开

【装帧信息】平装（光膜）

【版次】第1版第1次印刷

【页数】176

【千字数】270

【印张】11

【定价】￥32

【丛书】高等职业教育工业机器人技术专业教材

【备注信息】

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简介

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本书基于编者多年工业机器人技术应用教学和实践的经验，结合工业机器人工程实践，精选典型实用的案例，分析详尽完整，讲解通俗易懂，充分体现“以例促学、以例带学”的任务驱动理念，帮助初学者掌握工业机器人示教编程的精髓，轻松学会运用面向对象的编程思想解决实际问题。全书采用项目驱动形式优化教材，使教学内容与工程实践有效结合。

本书内容深入浅出，涵盖工业机器人认知、简单移动工业机器人、工业机器人搬运物料、工业机器人堆叠物料、工业机器人喷涂、工业机器人快递打包分拣、工业机器人视觉识别和工业机器人离线编程等，可作为高职院校机械制造与自动化、数控技术、工业工程、装备制造等专业的“工业机器人”课程教材，也可作为从事智能制造领域、工业机器人技术领域工作的人员，参加机器人相关比赛的学员及工业机器人爱好者的参考书。

本书综合考虑工业机器人的发展现状，结合高等职业教育的教学实际情况，围绕应用型工程实践案例进行知识点讲解。

本书在编写过程中，注重对编程技巧和经验的渗透，内容新颖、概念清晰、实用性强、通俗易懂。

本书章节难度呈阶梯式递增，内容由浅入深，全面渗透工业机器人应用案例的示教编程过程，使教学内容与工程实践有效结合。

前言

工业机器人作为先进制造业中不可替代的重要装备，已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。工业机器人顺应时代发展，行业前景广阔，然而该领域人才供需失衡的矛盾却日益凸显。一方面是机器人厂商、系统集成商和汽车加工制造业求贤若渴，另一方面是人才供给不足，难以满足企业用人需求。究其原因，主要是相对于近年来国内机器人产业所表现出来的爆发性发展态势，高校、职校及其他培训机构的课程设置仍然滞后、配套教材不足，尚不能与全国各地求学者的需要很好地契合。

基于此，本书综合考虑工业机器人的发展现状，结合高等职业教育的教学实际情况，围绕应用型工程实践案例进行知识点讲解，并遵循“工学结合、项目引导、任务驱动、教学做一体化”原则进行编写。全书脉络清晰，各章知识点完整详尽，章与章之间内容相对独立，却又连贯始终。本书章节难度呈阶梯式递增，内容由浅入深，全面渗透工业机器人应用案例的示教编程过程，使教学内容与工程实践有效结合。

全书共分为八个项目。项目一概要地介绍了工业机器人的基础知识和基本操作，包括机器人分类及应用、工业机器人的组成；项目二至项目六创建了5个工业机器人在应用中的典型案例，包括机器人行走轨迹、搬运物料、码垛、喷涂和打包分拣，详细讲述了这些案例所用的编程指令、示教编程与再现过程中使用的示教器操作界面、操作机器人的步骤和方法，让读者通过典型应用的学习掌握工业机器人操作与编程的方法和技巧；项目七和项目八为扩展项目，讲述了视觉系统和离线编程系统在工业机器人中的应用，使读者能熟练使用视觉软件和离线编程软件的各功能模块来完成机器人的视觉识别和离线编程。

本书在编写过程中，注重对编程技巧和经验的渗透，努力做到内容新颖、概念清晰、实用性强、通俗易懂，帮助读者夯实技术基础和提高综合应用能力。

本书由湖南工业职业技术学院向艳芳、吴利清、徐娟和包头轻工职业技术学院胡月霞共同编写，具体编写分工如下：项目一和项目四由徐娟编写，项目二和项目三由胡月霞编写，项目五和项目八由向艳芳编写，项目六和项目七由吴利清编写。参与本书编写的还有湖南工业职业技术学院廖志远、刘苗和杨晓东。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

2020年10月

前言

学习项目一初识工业机器人 1
任务1.1 工业机器人的分类、应用及特点 1
1.1.1 工业机器人的分类和应用 2
1.1.2 工业机器人的特点 4
任务1.2 工业机器人的组成 6
1.2.1 工业机器人本体 7
1.2.2 工业机器人驱动系统 8
1.2.3 工业机器人控制系统 9
任务1.3 工业机器人工作环境 11
1.3.1 工业机器人的坐标系 11
1.3.2 工业机器人的示教器 13
1.3.3 工业机器人的限位 17
1.3.4 工业机器人的零点校准 19
学习项目二简单移动工业机器人 21
任务2.1 手动移动工业机器人 21
2.1.1 工业机器人的单轴运动 22
2.1.2 工业机器人点位示教及保存 26
任务2.2 新建、编辑和加载程序 29
2.2.1 程序的基本信息 30
2.2.2 程序编辑与修改 31
2.2.3 程序检查与运行 33
任务2.3 工业机器人行走轨迹 36
2.3.1 机器人轨迹分析 37
2.3.2 运动规划和示教前的准备 38
2.3.3 运动指令 39
2.3.4 示教编程 40
学习项目三工业机器人搬运物料 45
任务3.1 程序的结构、参数设定、备份与
恢复 45
3.1.1 定义键的功能和使用方法 46
3.1.2 程序编辑界面和程序结构 46
3.1.3 工业机器人系统备份与恢复的方法 48
任务3.2 工业机器人搬运示教 50
3.2.1 四点标定工具坐标系 51
3.2.2 路径规划与示教 52
任务3.3 工业机器人搬运编程 54
3.3.1 坐标系指令 55
3.3.2 I/O指令 55
3.3.3 延时指令 56
3.3.4 搬运编程 58
3.3.5 程序调试与运行（单步） 58
学习项目四工业机器人堆叠物料 62
任务4.1 工业机器人堆叠物料工艺 62
4.1.1 物料的码垛要求 63
4.1.2 物料码垛的几种常见形式 63
任务4.2 工业机器人码垛程序算法 66
4.2.1 单排取料的算法 67
4.2.2 多排码垛的算法 67
4.2.3 多排多层码垛的算法 68
任务4.3 工业机器人堆叠物料编程 70
4.3.1 子程序 71
4.3.2 循环指令 73
4.3.3 堆叠物料程序 76
学习项目五工业机器人喷涂 78
任务5.1 工业机器人喷涂示教 78
5.1.1 工业机器人喷涂工艺要求 79
5.1.2 工业机器人的喷涂工具使用 81
5.1.3 工业机器人的喷涂路径规划与
示教 84
任务5.2 工业机器人喷涂编程 88
5.2.1 外部轴指令设定 89
5.2.2 圆弧指令设定 90
5.2.3 喷涂工具指令设定 91
5.2.4 喷涂应用编程 91
学习项目六工业机器人快递打包分拣 96
任务6.1 工业机器人快递打包分拣示教 96
6.1.1 快递打包分拣要求 97
6.1.2 运动规划与示教 98
任务6.2 工业机器人快递打包分拣编程 101
6.2.1 条件指令 102
6.2.2 分拣编程与调试 103
学习项目七工业机器人视觉识别 118
任务7.1 工业机器人视觉识别概述 118
7.1.1 视觉识别简介 119
7.1.2 视觉识别平台组成 120
任务7.2 工业机器人视觉识别应用 123
7.2.1 加载方案 124
7.2.2 模板设置 125
7.2.3 相机标定 132
7.2.4 视觉系统调试 138
学习项目八工业机器人离线编程 142
任务8.1 工业机器人离线软件安装 142
8.1.1 软件安装 143
8.1.2 软件启动 145
任务8.2 离线软件主要功能模块介绍 148
8.2.1 离线软件主界面 149
8.2.2 机器人本体操作界面 152
8.2.3 机器人工具操作界面 153
8.2.4 导入模型界面 154
任务8.3 工业机器人离线写字应用 156
8.3.1 机器人本体选择 157
8.3.2 写字工具选择 158
8.3.3 写字模型导入 161
8.3.4 写字编程与仿真 163
8.3.5 离线代码输出 168
参考文献 170

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