赵海峰，博士，副教授/高工，江苏省"青蓝工程”中青年学术带头人，省技术能手，省科技副总，加拿大渥太华大学访问学者，江苏省教育厅教学团队核心成员，省技能大师工作室骨干。主讲《工业机器人技术》、《工业机器人现场编程与调试》等课程。主持教育部产学研新一代信息技术、智能机器人、江苏省产学研、省高校自然科学基金、江苏省高职院校专业带头人研修等项目，参与国家自然科学基金，总装 "十三五”预研项目3项。发表SCI、EI、北大核心论文12篇，授权国家发明专利5项。个人获省级教学能力和应用技能大赛二等奖4次，指导学生在"挑战杯”、"互联网+”、工业机器人技能大赛等国家级、省级技能竞赛获奖20余次，荣获国家金奖2次，省级特等奖、冠军7次。

项目1 工业机器人的认知 1
导读 1
任务1．1 工业机器人的定义及发展 2
任务目标 2
知识点学习 2
1．1．1 工业机器人的定义 2
1．1．2 工业机器人的发展 3
1．1．3 工业机器人的品牌 6
小测验 6
任务1．2 工业机器人的基本组成和技术参数 7
任务目标 7
知识点学习 7
1．2．1 工业机器人的基本组成 7
1．2．2 工业机器人的技术参数 10
小测验 12
任务1．3 工业机器人的分类和应用 12
任务目标 12
知识点学习 12
1．3．1 工业机器人的分类 12
1．3．2 工业机器人的应用 16
小测验 18
实践训练1 识别实训室内不同种类的工业机器人 18
项目总结 19
思考与练习1 19

项目2 工业机器人的运动学基础 20
导读 20
任务2．1 工业机器人的轴和坐标系 21
任务目标 21
知识点学习 21
2．1．1 工业机器人的轴 21
2．1．2 工业机器人常用坐标系 21
2．1．3 工业机器人的运动简图 22
小测验 24
任务2．2 工业机器人的位姿描述 24
任务目标 24
知识点学习 25
2．2．1 工业机器人的矩阵表示 25
2．2．2 工业机器人的坐标关系描述 26
小测验 28
任务2．3 工业机器人的坐标变换 28
任务目标 28
知识点学习 28
2．3．1 平移坐标变换 29
2．3．2 旋转坐标变换 30
2．3．3 复合坐标变换 31
2．3．4 相对于运动坐标系的变换 33
小测验 34
任务2．4 工业机器人的运动学 35
任务目标 35
知识点学习 35
2．4．1 连杆和关节变量 36
2．4．2 工业机器人D-H模型 37
小测验 41
项目总结 41
思考与练习2 41

项目3 工业机器人的机械系统 43
导读 43
任务3．1 工业机器人的基座 44
任务目标 44
知识点学习 44
3．1．1 固定式基座 44
3．1．2 移动式基座 45
3．1．3 轮式行走机构 46
3．1．4 履带式行走机构 48
3．1．5 足式行走机构 49
小测验 50
任务3．2 工业机器人的臂部 51
任务目标 51
知识点学习 51
3．2．1 臂部的特点 51
3．2．2 臂部的配置形式 52
3．2．3 臂部的驱动方式 53
小测验 54
任务3．3 工业机器人的腕部 55
任务目标 55
知识点学习 55
3．3．1 腕部的运动形式 55
3．3．2 腕部的分类 56
3．3．3 腕部的驱动方式 58
小测验 59
任务3．4 工业机器人的末端执行器 60
任务目标 60
知识点学习 60
3．4．1 末端执行器的特点 60
3．4．2 末端执行器的分类 60
3．4．3 夹钳式末端执行器 62
3．4．4 吸附式末端执行器 64
3．4．5 其他形式的末端执行器 65
小测验 68
任务3．5 工业机器人的传动机构 68
任务目标 68
知识点学习 68
3．5．1 谐波减速器 68
3．5．2 RV减速器 70
小测验 72
实践训练2 工业机器人的机械系统认知 72
项目总结 72
思考与练习3 73

项目4 工业机器人的动力系统 74
导读 74
任务4．1 动力系统的类型及组成 75
任务目标 75
知识点学习 75
4．1．1 动力系统的类型 75
4．1．2 动力系统的组成 76
4．1．3 伺服系统的分类 79
小测验 80
任务4．2 步进伺服系统 81
任务目标 81
知识点学习 81
4．2．1 步进电动机的分类 81
4．2．2 反应式步进电动机的结构及工作原理 82
4．2．3 步进电动机的主要性能指标 83
4．2．4 步进电动机驱动控制电路 84
4．2．5 步进伺服系统的控制特征及硬件接线 85
小测验 86
任务4．3 直流伺服系统 87
任务目标 87
知识点学习 87
4．3．1 直流伺服电动机的分类 87
4．3．2 直流伺服电动机的结构及工作原理 88
4．3．3 直流伺服电动机调速 89
小测验 92
任务4．4 交流伺服系统 92
任务目标 92
知识点学习 92
4．4．1 交流伺服电动机的分类 93
4．4．2 交流伺服电动机的结构及工作原理 93
4．4．3 交流伺服驱动器的工作原理及控制方式 94
小测验 97
实践训练3 工业机器人的动力系统认知 97
实践训练4 步进电动机的接线与调试 97
实践训练5 交流伺服电动机调速及位置控制 98
项目总结 98
思考与练习4 99

项目5 工业机器人的传感系统 100
导读 100
任务5．1 传感器基础知识 101
任务目标 101
知识点学习 101
5．1．1 传感器的定义 102
5．1．2 传感器的分类 102
5．1．3 工业机器人对传感器的性能要求 103
5．1．4 传感器的性能指标 103
小测验 105
任务5．2 工业机器人的内部传感器 105
任务目标 105
知识点学习 106
5．2．1 位置传感器和位移传感器 106
5．2．2 速度传感器 110
5．2．3 力传感器 112
小测验 112
任务5．3 工业机器人的外部传感器 113
任务目标 113
知识点学习 113
5．3．1 触觉传感器 113
5．3．2 接近觉传感器 115
5．3．3 其他外部传感器 116
小测验 117
任务5．4 工业机器人的机器视觉系统 117
任务目标 117
知识点学习 118
5．4．1 机器视觉系统的定义 118
5．4．2 机器视觉系统的组成 119
5．4．3 机器视觉系统的应用 120
小测验 122
实践训练6 辨识工业机器人传感器 122
项目总结 122
思考与练习5 123

项目6 工业机器人的控制系统 124
导读 124
任务6．1 控制系统的基本组成 125
任务目标 125
知识点学习 125
6．1．1 控制系统的功能 125
6．1．2 控制系统的组成 126
6．1．3 典型工业机器人控制系统 127
小测验 130
任务6．2 工业机器人控制系统的分类 130
任务目标 130
知识点学习 130
6．2．1 按控制方式分类 130
6．2．2 按被控对象分类 133
小测验 135
任务6．3 工业机器人控制系统的结构 135
任务目标 135
知识点学习 135
6．3．1 工业机器人控制器的功能 136
6．3．2 工业机器人常用的控制器的结构 136
6．3．3 工业机器人控制系统的通信 139
小测验 140
实践训练7 认识工业机器人的控制系统 140
项目总结 141
思考与练习6 141

项目7 工业机器人的示教与编程 142
导读 142
任务7．1 工业机器人的编程要求和工业机器人语言 143
任务目标 143
知识点学习 143
7．1．1 工业机器人的编程要求 143
7．1．2 工业机器人语言 144
小测验 146
任务7．2 工业机器人的编程方式 147
任务目标 147
知识点学习 147
7．2．1 示教编程 147
7．2．2 离线编程 147
小测验 149
任务7．3 工业机器人的编程实践 150
任务目标 150
知识点学习 150
7．3．1 坐标系认知 150
7．3．2 示教器认知 153
7．3．3 编程指令 157
7．3．4 编程实例分析 165
小测验 166
实践训练8 ESTUN工业机器人轨迹路线的示教编程 167
实践训练9 ESTUN工业机器人搬运任务的示教编程 167
实践训练10 FANUC工业机器人搬运任务的示教编程 168
实践训练11 ABB工业机器人取料任务的示教编程 168
项目总结 169
思考与练习7 169

项目8 工业机器人的典型应用 170
导读 170
任务8．1 焊接机器人 171
任务目标 171
知识点学习 171
8．1．1 焊接机器人定义 171
8．1．2 焊接机器人工作站系统组成 171
8．1．3 焊接机器人分类 172
小测验 177
任务8．2 搬运机器人 178
任务目标 178
知识点学习 178
8．2．1 搬运机器人特点和分类 178
8．2．2 搬运机器人工作站系统组成 179
8．2．3 搬运机器人工作站系统外围设备 180
小测验 181
任务8．3 装配机器人 181
任务目标 181
知识点学习 182
8．3．1 装配机器人特点和分类 182
8．3．2 装配机器人工作站系统组成 183
8．3．3 装配机器人工作站系统外围设备 184
小测验 185
实践训练12 认识典型工业机器人工作站系统 186
项目总结 186
思考与练习8 186
参考文献 187