本書以ABB、發那科機器人為例，結合工業機器人仿真系統和江蘇哈工海渡工業機器人有限公司的工業機器人技能考核實訓裝備，遵循“由簡入繁，軟硬結合，循序漸進”的編寫原則，依據機器人安裝、配置、調試、自動生產的完整進程編寫，讓讀者全面了解工業機器人應用中所需要的知識點，并結合典型實例講解，倡導實用性教學，有助于激發學習興趣，提高教學效率，便于初學者在短時間內全面、系統的了解工業機器人操作與編程的常識。
機器人是先進制造業的重要支撐裝備，也是智能制造業的關鍵切入點。工業機器人作為機器人家族中的重要一員，是目前技術最成熟、應用最廣泛的一類機器人。工業機器人的研發和產業化應用是衡量科技創新和高端制造發展水平的重要標志。發達國家已經把工業機器人產業發展作為搶占制造業市場、提升競爭力的重要途徑。汽車、電子電器、工程機械等眾多行業大量使用工業機器人組成自動化生產線，在保證產品質量的同時，改善了工作環境，提高了社會生產率，有力推動了企業和社會生產力發展。
當前，隨著我國勞動力成本上漲，人口紅利逐漸消失，生產方式向柔性、智能、精細轉變，構建新型智能制造體系迫在眉睫，對工業機器人的需求呈現大幅增長。大力發展工業機器人產業，對于打造我國制造業新優勢，推動工業轉型升級，加快制造強國建設，改善人民生活水平具有深遠意義。《中國制造２０２５》將機器人作為重點發展領域，機器人產業已經上升到國家戰略層面。
在全球范圍內的制造產業戰略轉型期，我國工業機器人產業迎來爆發性的發展機遇。然而，現階段我國工業機器人領域人才供需失衡，缺乏經系統培訓的、能熟練安全使用和維護工業機器人的專業人才。國務院《關于推行終身職業技能培訓制度的意見》指出：職業教育要適應產業轉型升級需要，著力加強高技能人才培養；全面提升職業技能培訓基礎能力，加強職業技能培訓教學資源建設和基礎平臺建設。針對這一現狀，為了更好地推廣工業機器人技術的運用，亟須編寫一本系統全面的工業機器人入門實用教材。
本書以ＡＢＢ和ＦＡＮＵＣ機器人為主，結合工業機器人仿真系統和江蘇哈工海渡工業機器人有限公司的工業機器人技能考核實訓裝備，遵循“由簡入繁，軟硬結合，循序漸進” 的編寫原則，依據初學者的學習需要，科學設置知識點，結合典型實例講解，倡導實用性教學，有助于激發學習興趣，提高教學效率，便于初學者在短時間內全面、系統了解工業機器人操作與編程的常識。
本書圖文并茂，通俗易懂，實用性強，既可以作為普通高等院校、職業院校機電一體化、電氣自動化及機器人等相關專業的教學和實訓教材以及工業機器人培訓教材，也可以作為ＡＢＢ和ＦＡＮＵＣ機器人入門的培訓教程，供相關行業的技術人員參考。
機器人技術具有知識面廣、實操性強等顯著特點。為了提高教學效果，在教學方法上，建議采用啟發式教學，開放性學習，重視實操演練、小組討論；在學習過程中，建議使用與本書配套的教學輔助資源，如機器人仿真軟件、６軸機器人實訓臺、教學課件及視頻素材、教學參考與拓展資料等。以上資源可通過書末所附“教學資源獲取單”咨詢獲取。
本書由哈工海渡機器人學院張明文任主編，王偉和顧三鴻任副主編，參加編寫的還有王璐歡、李曉聰和吳冠偉，由于振中和霰學會擔任主審。全書由王偉和顧三鴻統稿。具體編寫分工如下：王偉編寫第１、７章；李曉聰編寫第２、３章；顧三鴻編寫第４、５章；王璐歡編寫第６章；吳冠偉編寫第８章。在本書編寫過程中，得到了哈工大機器人集團、上海ＡＢＢ工程有限公司、上海ＦＡＮＵＣ機器人有限公司的有關領導、工程技術人員以及哈爾濱工業大學相關教師的鼎力支持與幫助，在此表示衷心的感謝！
由于編者水平及時間有限，書中難免存在不足之外，敬請讀者批評指正。
序
序二
前言
第 １章 工業機器人概述 １
１.１ 工業機器人的定義和特點 １
１.２ 工業機器人的發展 ２
１.３ 工業機器人的分類 ５
１.４ 工業機器人的應用 ８
思考題 １３
第 ２章 工業機器人基礎知識 １４
２.１ 基本術語 １４
２.２ 主要技術參數 ２１
２.３ 工作空間分析 ２７
思考題 ３１
第 ３章 工業機器人系統組成 ３２
３.１ 操作機 ３３
３.１.１ 機械臂 ３３
３.１.２ 驅動裝置 ４０
３.１.３ 傳動裝置 ４１
３.１.４ 內部傳感器 ４７
３.２ 控制器 ４９
３.２.１ 基本組成 ４９
３.２.２ 基本功能 ５２
３.２.３ 工作過程 ５２
３.２.４ 典型產品 ５３
３.３ 示教器 ５６
３.３.１ 基本組成 ５６
３.３.２ 工作過程 ５８
３.３.３ 功能 ５８
３.３.４ 典型產品 ６０
３.４ 輔助系統 ６２
３.４.１ 作業系統 ６３
３.４.２ 周邊設備 ６８
思考題 ６８
第 ４章 工業機器人運動原理 ７０
４.１ 數理基礎 ７１
４.１.１ 位姿 ７１
４.１.２ 平移坐標變換 ７４
４.１.３ 旋轉坐標變換 ７４
４.２ 運動學 ７５
４.２.１ 運動學基本問題 ７５
４.２.２ 機器人運動方程 ７５
４.２.３ 運動學求解 ７８
４.３ 動力學 ８５
４.３.１ 拉格朗日方程 ８６
４.３.２ 平面 ２連桿機器人
動力學建模 ８６
思考題 ８８
第 ５章 工業機器人控制系統 ８９
５.１ 控制系統概述 ８９
５.１.１ 控制系統要求 ９０
５.１.２ 控制系統類型 ９０
５.１.３ 控制系統特點 ９１
５.１.４ 控制系統基本結構 ９２
５.２ 機器人控制方法 ９３
Ⅹ５.２.１ 經典控制方法 ９３
５.２.２ 現代控制方法 ９６
５.３ 伺服電動機控制 ９９
５.３.１ 伺服電動機控制
系統組成 ９９
５.３.２ 伺服控制應用 １００
思考題 １０６
第 ６章 ＡＢＢ機器人編程及應用 １０７
６.１ 機器人 ＩＲＢ１２０簡介 １０８
６.１.１ 操作機 １０８
６.１.２ 控制器 １０９
６.１.３ 示教器 １１１
６.１.４ 主要技術參數 １１４
６.２ 實訓環境 １１４
６.３ 操作及編程 １１６
６.３.１ 手動操作 １１６
６.３.２ 工具坐標系建立 １２０
６.３.３ 工件坐標系建立 １２２
６.３.４ Ｉ／Ｏ通信 １２７
６.３.５ 基本指令 １３１
６.３.６ 程序編輯 １３４
６.４ 綜合應用 １３６
思考題 １３９
第 ７章 ＦＡＮＵＣ機器人編程及
應用 １４０
７.１ 機器人 ＬＲＭａｔｅ２００ｉＤ／４Ｓ
簡介 １４１
７.１.１ 操作機 １４１
７.１.２ 控制器 １４２
７.１.３ 示教器 １４３
７.１.４ 主要技術參數 １４８
７.２ 實訓環境 １４９
７.３ 操作及編程 １４９
７.３.１ 手動操作 １５０
７.３.２ 工具坐標系建立 １５１
７.３.３ 用戶坐標系建立 １５４
７.３.４ Ｉ／Ｏ通信 １５７
７.３.５ 基本指令 １６０
７.３.６ 程序編輯 １６３
７.４ 綜合應用 １６５
思考題 １６８
第 ８章 工業機器人離線編程 １６９
８.１ 離線編程技術 １６９
８.２ ＲｏｂｏｔＳｔｕｄｉｏ下載與安裝 １７０
８.２.１ ＲｏｂｏｔＳｔｕｄｉｏ下載 １７０
８.２.２ ＲｏｂｏｔＳｔｕｄｉｏ安裝 １７０
８.３ ＲｏｂｏｔＳｔｕｄｉｏ軟件簡介 １７１
８.３.１ 用戶界面 １７１
８.３.２ 常用操作 １７１
８.４ 輸送帶搬運實訓仿真 １７３
８.４.１ 實訓工作站搭建 １７３
８.４.２ 機器人系統創建 １７６
８.４.３ 動態輸送帶創建 １７７
８.４.４ 動態搬運工具創建 １８４
８.４.５ 搬運程序創建 １９２
８.４.６ 工作站邏輯設定 １９７
８.４.７ 仿真 １９７
思考題 ２０１
參考文獻 ２０２
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