本書共5個項目，分別為創建工業機器人虛擬仿真工作站、工業機器人虛擬工作站的仿真操作、工業機器人工作站的離線編程與虛擬仿真、工業機器人圓形碼垛工作站的現場編程與實操以及工業機器人上下料工作站的現場編程與實操。其中，前3個項目側重離線編程技術，依賴于工業機器人虛擬仿真系統而展開具體學習活動；后2個項目側重于現場編程技術，依賴于真實工業機器人系統與現場環境而展開學習活動。
本書將虛擬工作站資源包、視頻、動畫、課件和圖片等數字資源，特別是教材中無法用“圖片+文字”方式描述清楚的內容以二維碼形式嵌在相關知識點旁，讀者掃描二維碼即可下載獲取，隨時可觀看操作視頻講解、示范和動畫演示，實現了線上線下相結合的教學新模式。
本書適合作為本科院校和高等職業院校工業機器人應用技術、機電一體化技術和電氣自動化技術等相關專業的教材，也可以作為工程技術人員的職業技能培訓、自學的參考資料。
配套13個虛擬仿真項目，方便學生自學，實現線上線下教學相結合；
以二維碼為載體，通過掃描二維碼即可下載虛擬工作站資源包、視頻、動畫、課件、圖片等數字資源；
基于項目化教學，通過任務驅動每一個教學單元的開展。
隨著我國人口結構發生變化、勞動力成本上升及加入WTO后所面臨挑戰的加劇，過去依靠“人口紅利”來迅速發展制造業等實體經濟的機會已逐漸減少，迫使企業必須轉型升級以求生存和發展。工業機器人作為一種柔性、高效、可靠、可直接執行動作的可編程自動化設備，是企業進行生產自動化改造、實現轉型升級的最佳選擇之一，目前已經在各行各業得到大量的應用，例如，機器人焊接工作站、機器人拋光打磨工作站、機器人上下料和碼垛工作站、機器人裝配工作站等。我國工業和信息化部、發展改革委和財政部聯合印發的《機器人產業發展規劃（2016—2020年）》中提出，大力發展機器人產業，對于打造中國制造新優勢，推動工業轉型升級，加快制造強國建設具有重要意義。
然而，據中國機器人網和浙江大學機器人研究中心等相關組織調查發現，我國工業機器人技術的發展遇到了工業機器人應用型人才的結構型矛盾和人才缺失問題，掌握工業機器人應用技術的應用型人才已經出現較大缺口。我國高等職業院校中工業機器人技術對口的專業近幾年才剛剛興起，相關課程建設經驗不足，培養出的應屆畢業生難以符合崗位的能力需求。
在這樣人才需求可觀的教育背景下，編寫一本基于項目化教學的、適用于本科及高等職業院校工業機器人課程教育的新形態工業機器人應用教材，有利于高質量地培養出具備工業機器人應用能力的不可替代人才，真正滿足企業的技術人才需求。
本書正是在上述背景下籌備撰寫的，為工業機器人應用技術相關課程的配套教材，全書分為兩部分。前半部分側重離線編程技術，依賴于工業機器人虛擬仿真系統而展開具體學習活動，主要內容包括離線編程技術與虛擬仿真的概念、離線編程軟件與虛擬仿真系統的安裝與使用、虛擬工作機器人工作站的創建、工業機器人的編程與參數設置，以及虛擬工業機器人工作站的仿真控制與運行等知識講解與操作說明。后半部分側重于現場編程技術，依賴于真實工業機器人系統與現場環境而展開學習活動，主要內容包括工業機器人的安全操作，工業機器人外圍線路、氣管連接回路設計與連接，示教盒與控制器的認識與操作，機器人現場編程與調試，以及機器人運行-維護-保養等知識講解與操作指導。
本書編寫特點是，以項目為載體，通過任務驅動每一個教學單元的開展。全書編寫時既不破壞知識體系結構，又以若干知識塊的形式分散在各個項目中，任務開展時的知識以夠用為準，每個任務開展時用到的知識是零散的，但是回頭系統性學習時又能看到完整的知識體系。
本書既有通俗易懂的原理基礎知識講解（因為對抽象的原理知識進行了二次加工，配了大量的分析圖，并簡化了原理分析的公式），又對某一具體工業機器人產品的應用進行了詳細的分析與介紹，例如，工業機器人本體結構、電氣接線和編程語言語法等，是一本典型的理實一體化教材。
為了便于教學的開展，本書配套了大量的虛擬仿真素材供讀者下載練習之用，其中有大量的動畫、視頻和圖片等多媒體資源供讀者學習之用。以上素材資源都可以通過手機掃描二維碼下載獲取。
本書建議采用92學時開展相關課程的教學活動。具體學時分配建議見下表：序號內容建 議 學 時1創建工業機器人虛擬仿真工作站82工業機器人虛擬工作站的仿真操作123工業機器人工作站的離線編程與虛擬仿真244工業機器人圓形碼垛工作站的現場編程與實操245工業機器人上下料工作站的現場編程與實操24
本書由黃金梭、沈正華擔任主編，楊弟平、張樂超擔任副主編。項目2整章、項目3整章以及項目4的部分實訓任務、項目5的部分知識、實訓任務由黃金梭編寫；項目4的知識部分由沈正華編寫；項目4的實訓任務41由楊第平編寫；項目1、實訓任務42由程向嬌編寫；項目5的知識51、知識52由張樂超編寫；項目5的知識53、知識54由王哲祿編寫；蘇紹興審閱了全書，并對本書的錯誤提出了改正意見。在本書編寫過程中，三菱電機自動化(中國)有限公司提供了許多寶貴的經驗和建議，并提供了大量的素材，對教材的編寫工作給予了大力支持及指導；溫州職業技術學院的2015級自動化專業學生參與了教學素材的制作工作。在此一并表示感謝。
因編者水平有限，書中難免有錯漏之處，懇請讀者批評指正。
前言
項目1創建工業機器人虛擬仿真工作站
相關知識
知識1.1機器人離線編程與虛擬仿真概述
1.1.1離線編程與虛擬仿真的概念
1.1.2三菱工業機器人離線編程與仿真系統的構成
1.1.3三菱工業機器人離線編程與仿真系統的軟件安裝
知識1.2機器人虛擬零部件的制作規范
1.2.1虛擬零部件概述
1.2.2虛擬終端執行器的制作規范
1.2.3虛擬工件的制作規范
1.2.4虛擬行走臺的制作規范
知識1.3機器人工作站管理
1.3.1機器人管理軟件RT ToolBox3界面與功能介紹
1.3.2通信服務器
1.3.3機器人虛擬仿真器MELFA Works的界面與功能介紹
1.3.4工業機器人工作站的文件構成
實訓任務
實訓任務1.1安裝三菱工業機器人離線編程與虛擬仿真系統
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
實訓任務1.2創建虛擬零部件
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
實訓任務1.3虛擬工業機器人工作站的創建與裝配
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
項目2工業機器人虛擬工作站的仿真操作
相關知識
知識2.1機器人坐標系的構成及數學表示
2.1.1空間點的表示
2.1.2空間向量的表示
2.1.3坐標系的表示
2.1.4工業機器人坐標系的構成
知識2.2機器人坐標系的運動變換與數學運算
2.2.1坐標系的運動和變換矩陣
2.2.2坐標系的齊次坐標變換
2.2.3機器人坐標系中的各種變換
2.2.4機器人位置數據的定義與運算
知識2.3機器人本體結構介紹
知識2.4機器人JOG操作介紹
2.4.1JOG控制方式
2.4.2機器人本體的運動限制
知識2.5工業機器人編程概述
知識2.6機器人程序文件的概念
知識2.7機器人程序文件的創建
知識2.8機器人程序文件的下載
知識2.9插槽內機器人程序文件的處理
實訓任務
實訓任務2.1體驗JOG操作與動作限制
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
實訓任務2.2手動控制機器人裝配作業
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
實訓任務2.3自動控制機器人裝配作業
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
項目3工業機器人工作站的離線編程與虛擬仿真
相關知識
知識3.1機器人編程語言概述
知識3.2標識符
知識3.3注釋
知識3.4數據
3.4.1常量
3.4.2變量
知識3.5運算
知識3.6標簽
知識3.7指令
3.7.1機器人動作的控制
3.7.2程序分支控制
3.7.3程序循環控制
3.7.4子程序調用控制
3.7.5各種定義指令
知識3.8狀態變量
3.8.1機器人位置相關的狀態變量
3.8.2坐標位置相關的狀態變量
3.8.3速度、加速度相關的狀態變量
3.8.4系統狀態相關的狀態變量
3.8.5其他狀態變量
知識3.9函數
3.9.1數值函數
3.9.2三角函數
3.9.3字符串函數
3.9.4位置變量函數
實訓任務
實訓任務3.1機器人擰螺釘虛擬工作站的離線編程與虛擬仿真
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
四、任務拓展
實訓任務3.2機器人立體倉庫虛擬工作站的離線編程和虛擬仿真
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
實訓任務3.3工具坐標系測算
一、任務分析
二、相關知識分析
三、任務實施
實訓任務3.4工件坐標系測算
一、任務分析
二、相關知識分析
三、任務實施
項目4工業機器人圓形碼垛工作站的現場編程與實操
相關知識
知識4.1三菱工業機器人系統的構成
知識4.2控制器面板構成與功能（CR1D型控制器）
4.2.1前面板構成
4.2.2后面板構成
知識4.3控制器的常用電氣回路
4.3.1電氣規格
4.3.2工作電源
4.3.3緊急停止專用輸入/輸出
4.3.4停止專用輸入
4.3.5接地
知識4.4示教盒的面板構成與功能
知識4.5示教盒的操作界面
知識4.6工業機器人本體類型
知識4.7工業機器人抓手
4.7.1抓手的電氣回路
4.7.2抓手的參數設置
4.7.3抓手的示教盒控制
4.7.4抓手的程序控制
知識4.8機器人本體的關節原點設置
實訓任務
實訓任務4.1手動控制機器人搬運物體
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
實訓任務4.2碼垛工作站的電氣設計與連接
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
實訓任務4.3機器人搬運單個工件——延時方式
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
四、任務拓展
實訓任務4.4機器人搬運單個工件——傳感器檢測方式
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
四、任務拓展
實訓任務4.5機器人循環碼垛多個工件——傳感器檢測方式
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
四、任務拓展
項目5工業機器人上下料工作站的現場編程與實操
相關知識
知識5.1機器人并行I/O擴展板
5.1.1板卡簡要介紹
5.1.2板卡外部接頭及連接電纜的引腳定義
5.1.3電氣規格與回路連接
知識5.2多任務處理功能
5.2.1多任務處理功能的基本概念
5.2.2多任務處理功能的使能設置
5.2.3多任務處理功能的基本類型
知識5.3全局變量
知識5.4機器控制權
實訓任務
實訓任務5.1上下料工作站之電氣設計與連接
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
實訓任務5.2上下料工作站之系統狀態控制
一、任務分析
二、相關知識鏈接
三、任務實施
實訓任務5.3上下料工作站之供料單元控制
一、任務分析
二、相關
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