機器人是先進制造業的關鍵支撐裝備，其研發和應用是衡量一個國家創新和高端制造發展水平的重要標志，對推動工業轉型升級和改善人民生活水平具有重要意義。
《機器人控制與應用編程/高等學校智能制造與工業信息化類專業“十三五”課改規劃教材》以教學機器人和ABB工業機器人為例，深入淺出地講解了兩種典型機器人控制系統的整體概念和編程方法。
《機器人控制與應用編程/高等學校智能制造與工業信息化類專業“十三五”課改規劃教材》共分為7章，第1章簡要介紹了機器人的發展歷史和基礎結構；第2、3章結合實例介紹了教學機器人的基礎知識和編程方法；第4、5章介紹了機器人的運動基礎和軌跡仿真；第6、7章結合實際案例介紹了工業機器人的基礎知識和編程方法。理論講解結合實踐練習，幫助讀者迅速掌握機器人控制系統開發的必備知識，全面提高實際動手能力。
《機器人控制與應用編程/高等學校智能制造與工業信息化類專業“十三五”課改規劃教材》內容精煉、實用性強，可作為高校智能制造專業的教材，也可為有志于從事機器人行業的讀者提供理論參考。
隨著以智能制造為代表的新一輪產業變革的迅猛發展，高端智能裝備成為制造業升級改造的主要助力。為加速我國制造業的轉型升級、提質增效，國務院提出了“中國制造2025”戰略目標，明確將智能制造作為主攻方向，致力于加速培育我國新的經濟增長動力，力爭搶占新一輪產業競爭的制高點。
備受關注的機器人無疑是先進制造業的關鍵支撐設備。工信部、發改委、財政部聯合印發的《機器人產業發展規劃（2016-2020年）》將機器人作為重點發展領域作了進一步詳細部署，意在盡快打造中國制造新優勢，加快制造強國建設。當前形勢下，舊的增長模式不可持續，工業的轉型升級意義重大，機器人則是這場變革的關鍵。工信部部長苗圩曾指出，要以工業機器人為抓手，通過工業機器人在工業領域的推廣應用，提升我國工業制造過程的自動化和智能化水平。
當前，我國機器人市場正處于高速增長期。自2013年以來，我國已連續五年成為全球機器人第一大市場。伴隨著勞動力成本的增加以及政策的推動，“機器換人”成為國內諸多制造企業升級改造的重要手段。歷史表明，廣泛的市場應用將帶來技術的飛速提升。因此，我國的工業機器人雖然起步較晚，但是隨著應用的不斷擴大以及國家的各種政策扶持，有望在未來進入國際先進行列。
發展機器人是大勢所趨，行業前景廣闊，但由于種種原因，目前該領域人才供求失衡嚴重：一方面，機器人廠商、系統集成商及加工制造業等求賢若渴；另一方面，人才供給嚴重不足，難以滿足企業用人需求。究其原因，主要的，一是相對于近年來國內機器人產業的爆發性發展態勢，高校、職校等的課程設置滯后，反應速度過慢；二是大機器人廠商有技術壁壘，雖然提供相關培訓，但存在品牌針對性過強、配套設施不足、培訓網點有限等缺陷，難以形成系統的教學流程和人才培養體系。這些因素在阻礙著中國機器人產業的進一步發展。
本書就是致力于解決上述兩個問題的產物——根據機器人相關企業需求設置課程內容，并開發了相關配套設施（英谷教學機器人和工業機器人實訓系統），試圖形成系統的機器人教學流程，著力增強動手實操能力，以為中國機器人產業的發展輸送更多人才。
本書是面向高等院校智能制造專業、機器人專業方向的標準化教材，包含四個方面的內容：機器人的發展歷史和基礎知識、機器人運動學及逆運動學分析與仿真、教學機器人編程及ABB工業機器人編程和仿真。這四個方面的知識合理分布于整套教材，章節間銜接流暢，由淺入深，理論講解結合實踐練習，讓讀者既能對機器人控制系統有一個整體清晰的認識，又能具備基礎編程能力，提高學以致用和解決實際問題的能力。
第1章 機器人概述
1．1 機器人的起源與發展
1．1．1 機器人的發展歷史
1．1．2 機器人的定義和特點
1．1．3 機器人的分類
1．1．4 機器人的發展現狀
1．1．5 機器人的發展趨勢
1．2 機器人的結構
1．2．1 機械系統
1．2．2 控制系統
1．2．3 驅動系統
1．2．4 感知系統
1．2．5 機器人與人工智能
1．3 工業機器人
1．3．1 工業機器人的結構
1．3．2 工業機器人主要技術參數
1．3．3 常見工業機器人及其應用
1．3．4 工業機器人的發展前景
1．3．5 工業機器人的知識體系
本章小結
本章練習
第2章 教學機器人基礎
2．1 教學機器人實驗平臺
2．1．1 機械臂
2．1．2 運動元件
2．1．3 執行單元
2．1．4 控制方式
2．1．5 控制單元
2．2 教學機器人操作
2．3 上位機控制程序
2．3．1 上位機程序安裝
2．3．2 上位機控制軟件界面
2．3．3 上位機控制功能
2．3．4 上位機通信演示
2．4 開發環境搭建
2．4．1 MDK安裝步驟
2．4．2 安裝芯片支持包
2．4．3 創建程序模板
2．4．4 使用固件庫
2．4．5 MDK選項設置頁
2．4．6 仿真器ST-LINK的連接和驅動
本章小結
本章練習
第3章 教學機器人編程
3．1 PWM控制信號
3．2 控制系統編程
3．2．1 單片機基礎
3．2．2 定時器的PWM輸出模式
3．2．3 舵機控制編程
3．2．4 代碼優化
3．2．5 舵機轉動演示
3．2．6 多舵機并行
3．2．7 舵機并行演示
3．3 外設與接口
3．3．1 指示燈
3．3．2 按鍵
3．3．3 USART串行接口
3．3．4 存儲芯片
3．3．5 I2C接口
3．4 與上位機通信
3．4．1 通信協議
3．4．2 通信協議處理流程
3．5 函數列表
本章小結
本章練習
第4章 機器人運動基礎
4．1 機器人坐標系
4．2 機器人坐標變換
4．2．1 齊次坐標
4．2．2 平移變換
4．2．3 旋轉變換
4．2．4 坐標系變換的一般情況
4．3 機器人連桿坐標系
4．3．1 機器人連桿
4．3．2 機器人連桿參數
4．3．3 機器人連桿坐標系
4．3．4 連桿坐標系的建立步驟
4．3．5 教學機器人連桿坐標系的確定
本章小結
本章練習
第5章 機器人軌跡與仿真
5．1 機器人軌跡分析
5．1．1 運動學正問題
5．1．2 教學機器人運動學正問題分析
5．1．3 運動學正問題的Matlab分析
5．1．4 教學機器人運動學正問題編程
5．1．5 運動學逆問題
5．1．6 教學機器人運動學逆問題分析
5．1．7 運動學逆問題的Matlab分析
5．1．8 教學機器人運動學逆問題編程
5．1．9 ABB IRB 1200機器人運動學分析
5．2 機器人運動分析
5．2．1 矢量的速度和角速度表示方法
5．2．2 剛體的運動描述
5．2．3 連桿的運動描述
5．2．4 雅可比矩陣
5．2．5 教學機器人的雅可比矩陣
5．2．6 機械臂靜力分析
5．2．7 速度和靜力的笛卡爾變換
5．3 機器人仿真與實時控制
5．3．1 剛體加速度
5．3．2 牛頓方程和歐拉方程
5．3．3 牛頓-歐拉動力學方程
5．3．4 拉格朗日方程
5．3．5 動力學的Matlab分析
本章小結
本章練習
第6章 工業機器人編程基礎
6．1 工業機器人編程
6．1．1 控制系統編程
6．1．2 編程方式
6．1．3 離線編程軟件
6．1．4 離線編程語言
6．2 開發環境配置
6．2．1 安裝RobotStudio
6．2．2 軟件界面
6．2．3 構建工作站
6．3 Rapid語言介紹
6．3．1 Rapid語言程序架構
6．3．2 程序及聲明
6．3．3 數據與程序數據
6．4 Rapid數據類型
6．4．1 原子型
6．4．2 別名型
6．4．3 記錄型
6．4．4 非值型
6．4．5 組合數據類型
6．4．6 信號相關的數據類型
6．4．7 程序數據
6．4．8 數組
6．5 Rapid語法基礎
6．5．1 表達式
6．5．2 語句
6．5．3 指令
本章小結
本章練習
第7章 工業機器人編程實例
7．1 基本概念
7．1．1 運動方式
7．1．2 手動模式
7．1．3 工作模式
7．1．4 工件坐標系
7．2 構建程序數據
7．2．1 設定工具坐標系
7．2．2 設定工件坐標系
7．2．3 設置載荷數據
7．3 機器人編程實例
7．3．1 程序創建及編輯
7．3．2 機器人軌跡
7．3．3 邏輯指令
7．3．4 I/O編程
7．3．5 程序仿真、調試和運行
本章小結
本章練習
參考文獻
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