工业机器人技术与应用指南

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工业技术与应用指南
第 1 章 工业概述........................................................................................................................... 3
1 发展简史........................................................................................................................ 3
2 工业的定义与分类......................................................................................................... 3
3 工业的应用领域............................................................................................................. 4
第 2 章 工业硬件系统................................................................................................................... 4
1 本体的结构与设计......................................................................................................... 4
1.1 本体结构.................................................................................................................... 4
1.2 本体设计原则............................................................................................................. 4
1.3 关键部件设计............................................................................................................. 5
2 驱动系统及其选型......................................................................................................... 5
2.1 驱动系统类型............................................................................................................. 5
2.2 驱动系统原理............................................................................................................. 5
2.3 驱动系统选型............................................................................................................. 5
3 传感器及其应用............................................................................................................. 6
3.1 传感器类型................................................................................................................ 6
3.2 传感器原理................................................................................................................ 6
3.3 传感器应用................................................................................................................ 6
第 3 章 工业控制系统................................................................................................................... 6
1 控制系统概述................................................................................................................ 6
1.1 控制系统的基本构成................................................................................................. 6
1.2 控制系统的功能......................................................................................................... 6
1.3 控制系统的分类......................................................................................................... 7
2 控制器硬件.................................................................................................................... 7
2.1 控制器硬件组成......................................................................................................... 7
2.2 控制器硬件功能指标................................................................................................. 7
3 控制算法........................................................................................................................ 8
3.1 位置控制算法............................................................................................................. 8
3.2 速度控制算法............................................................................................................. 8
3.3 力矩控制算法............................................................................................................. 8
第 4 章 工业编程与仿真............................................................................................................... 8
1 编程语言与编程方法..................................................................................................... 8
1.1 示教编程.................................................................................................................... 8
1.2 文本编程.................................................................................................................... 9
1.3 图形编程.................................................................................................................... 9
2 离线编程与仿真............................................................................................................. 9
2.1 离线编程.................................................................................................................... 9
2.2 仿真............................................................................................................................ 9
3 在线编程与调试............................................................................................................. 9
3.1 在线编程.................................................................................................................... 9
3.2 调试............................................................................................................................ 9

3.3 故障排除.................................................................................................................... 9
第 5 章 工业视觉系统................................................................................................................... 9
1 视觉系统概述................................................................................................................ 9
2 视觉传感器及其应用................................................................................................... 10
2.1 视觉传感器类型....................................................................................................... 10
2.2 视觉传感器应用....................................................................................................... 10
3 视觉识别与定位技术................................................................................................... 10
3.1 视觉识别技术........................................................................................................... 10
3.2 视觉定位技术........................................................................................................... 11
第 6 章 工业协作技术................................................................................................................. 11
1 协作概述...................................................................................................................... 11
1.1 协作的发展历程....................................................................................................... 11
1.2 协作的分类.............................................................................................................. 11
2 人机协作安全技术....................................................................................................... 12
2.1 安全监控系统........................................................................................................... 12
2.2 安全协议与规范....................................................................................................... 12
3 与协作.......................................................................................................................... 12
3.1 通信协议.................................................................................................................. 12
3.2 协调控制策略........................................................................................................... 12
3.3 任务分配与规划....................................................................................................... 12
第 7 章 工业应用案例分析......................................................................................................... 13
1 汽车制造领域应用案例............................................................................................... 13
1.1 车身焊接.................................................................................................................. 13
1.2 发动机装配.............................................................................................................. 13
1.3 涂装工艺.................................................................................................................. 13
2 电子制造领域应用案例............................................................................................... 13
2.1 SMT 贴片.................................................................................................................... 13
2.2 焊接.......................................................................................................................... 13
2.3 检测与组装.............................................................................................................. 13
3 食品饮料领域应用案例............................................................................................... 14
3.1 灌装.......................................................................................................................... 14
3.2 封装.......................................................................................................................... 14
3.3 检验与包装.............................................................................................................. 14
第 8 章 工业发展趋势与挑战..................................................................................................... 14
1 人工智能技术在工业中的应用................................................................................... 14
1.1 机器视觉.................................................................................................................. 14
1.2 自然语言处理........................................................................................................... 14
1.3 自适应控制.............................................................................................................. 14
2 5G 通信技术对工业的影响.......................................................................................... 14
2.1 实现远程控制........................................................................................................... 15
2.2 智能协同.................................................................................................................. 15
2.3 边缘计算.................................................................................................................. 15
3 工业面临的挑战与未来发展趋势............................................................................... 15
3.1 技术挑战.................................................................................................................. 15

8.3.2 产业挑战.................................................................................................................. 15
第 9 章 工业安全与法规............................................................................................................. 16
9.1 工业安全标准与法规................................................................................................... 16
9.1.1 我国工业安全标准与法规....................................................................................... 16
9.1.2 国际工业安全标准与法规....................................................................................... 16
9.2 安全防护技术.............................................................................................................. 16
9.2.1 硬件安全防护........................................................................................................... 16
9.2.2 软件安全防护........................................................................................................... 16
9.2.3 传感器与视觉系统................................................................................................... 16
9.2.4 安全监控与管理系统............................................................................................... 17
9.3 工业案例分析.............................................................................................................. 17
9.3.1 案例一：碰撞........................................................................................................... 17
9.3.2 案例二：缠绕........................................................................................................... 17
9.3.3 案例三：电气故障................................................................................................... 17
第 10 章 工业技术人才培养与产业发展.................................................................................... 17
10.1 工业技术人才培养现状与需求................................................................................. 17
10.2 工业技术课程体系建设............................................................................................. 17
10.3 我国工业产业发展现状与展望................................................................................. 18
第 1 章 工业概述
1.1 发展简史
技术的发展起源于 20 世纪初期。最初，的概念主要出现在科幻小说和电影
中。但是科技的进步，开始逐步走进现实生活。1959 年，美国乔治·德沃尔
（George Devol）和约瑟夫·恩格尔伯格（Joseph Engelberger）共同创立了
世界上第一家公司，推出了第一台工业 Unimate，标志着工业产业的诞生。此后
工业在发达国家迅速发展，成为制造业的重要分支。
1.2 工业的定义与分类
工业是一种自动执行工作的设备，它可以接受人类指挥，也可以运行预先
编排的程序，或者根据由人工智能程序制定的原则行动。它具有以下特点：可编
程、自动化、智能化、多功能、多自由度等。
根据结构形式，工业可分为以下几类：
（1）关节臂：具有多个旋转关节，类似人类手臂的结构，适用于焊接、装
配、搬运等作业。
（2）直角坐标：具有三个相互垂直的移动轴，结构简单，控制方便，适用
于搬运、上下料、装配等场合。

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工业技术与应用指南第1章工业概述...........................................................................................................................31.1发展简史........................................................................................................................31.2工业的定义与分类........................

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