本書結(jié)合理論知識與工程實例，通過高校與企業(yè)合作的三個典型工程應(yīng)用案例，對教學用機器人工作站和自動化生產(chǎn)線進行剖析，詳細闡述機器人系統(tǒng)集成的設(shè)計方法，提出了一套針對高校教學用機器人工作站的設(shè)計理念、設(shè)計思路及設(shè)計方法，內(nèi)容豐富實用，可為機器人教育及工程實踐提供理論指導與實踐參考。
本書可作為高校機器人相關(guān)專業(yè)的課程指導用書，也可為從事工業(yè)機器人系統(tǒng)集成設(shè)計、機器人編程及電氣調(diào)試的工程技術(shù)人員提供理論指導。
1.理論知識與工程實例相結(jié)合
2.詳細闡述工業(yè)機器人系統(tǒng)集成設(shè)計方法
3.提煉教學用機器人工作站的設(shè)計理念、設(shè)計思路及設(shè)計方法
隨著智能制造行業(yè)的快速發(fā)展、機器人工作站的大量應(yīng)用，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、虛擬仿真設(shè)計、電氣系統(tǒng)設(shè)計及機器人離線編程逐漸成為機器人行業(yè)技術(shù)人員的技能。由于機器人工作站設(shè)計的復雜性、技術(shù)的集成性、調(diào)試的不確定性,以及機器人工程本科專業(yè)開辦時間較短，機器人工作站系統(tǒng)集成設(shè)計中的很多應(yīng)用性問題成為實踐教學中的難點。本書在總結(jié)相關(guān)研究的基礎(chǔ)上闡述機器人工作站設(shè)計的基礎(chǔ)理論、技術(shù)方法及實踐應(yīng)用，為教學和工程中工業(yè)機器人系統(tǒng)集成設(shè)計、服務(wù)機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了一定的理論與實踐應(yīng)用參考。
作者認為應(yīng)用型本科高校機器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)的理論與實踐教學亟須增加機器人工作站設(shè)計方面的研究，撰寫本書的初衷是解決高等院校機器人工程專業(yè)實踐教學中遇到的機器人工作站系統(tǒng)集成問題。本書介紹的機器人工作站和自動化生產(chǎn)線系統(tǒng)集成設(shè)計的方法與思路，可為國內(nèi)機器人相關(guān)專業(yè)師生學習機器人的理論提供有益參考，也可為解決機器人系統(tǒng)集成設(shè)計教學中的問題提供一定的理論與實踐指導。
本書共分為5章，第1章為緒論，是全書的導論 ，引出概念和案例，為全書的主體結(jié)構(gòu)框架；第2章為教學用汽車模型自動化生產(chǎn)線設(shè)計，基于教學用自動化生產(chǎn)線研究機械設(shè)計、電氣設(shè)計及虛擬仿真，是全書的主線；第3章為教學用沖壓機器人工作站設(shè)計，第4章為教學用焊接機器人工作站設(shè)計，以工作站設(shè)計與機器人軟件仿真為重點，著重闡述設(shè)計和仿真過程，是全書的兩翼；第5章為服務(wù)機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計，以服務(wù)機器人外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計為背景，研究服務(wù)機器人設(shè)計開發(fā)的基本流程。本書在開展機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計、系統(tǒng)集成及虛擬仿真中運用大量的圖表進行分析，圖文并茂、思路清晰、結(jié)構(gòu)嚴謹。
書中贈送的相關(guān)機器人工作站圖樣，請聯(lián)系QQ296447532獲取。
書中的研究項目得到了武漢商學院的資助、武漢商學院機器人產(chǎn)學研中心合作企業(yè)的支持，以及同行工程師的技術(shù)指導，在此向幫助指導作者開展研究工作的所有單位和個人表示衷心的感謝。另外，作者還要感謝為本書成稿辛苦付出的同事們和同學們，本書能順利成稿離不開同事們和同學們的幫助與支持；感謝出版社的編輯為本書的出版所付出的辛勤汗水;本書所參考的單位和個人的研究成果已在參考文獻中列出，在此一并感謝。
由于作者水平有限，書中難免存在不足之處，衷心希望廣大讀者朋友批評指正。
前言
第1章緒論1
1.1工業(yè)機器人系統(tǒng)集成技術(shù)1
1.2認識機器人工作站和生產(chǎn)線3
1.2.1汽車模型自動化生產(chǎn)線4
1.2.2傳統(tǒng)焊接機器人工作站5
1.2.3沖壓機器人工作站5
1.2.4服務(wù)機器人7
1.3機器人三維設(shè)計與仿真軟件簡介8
1.4電氣設(shè)計軟、硬件簡介9
第2章教學用汽車模型自動化生產(chǎn)線
設(shè)計12
2.1理論意義與研究背景12
2.1.1理論意義 12
2.1.2研究背景12
2.2機械總體設(shè)計14
2.2.1方案設(shè)計14
2.2.2傳動機構(gòu)設(shè)計17
2.2.3氣動裝置設(shè)計20
2.2.4光電傳感器選型22
2.3單體工作站結(jié)構(gòu)設(shè)計23
2.3.1零件出庫單元工作站結(jié)構(gòu)設(shè)計23
2.3.2電主軸加工單元工作站結(jié)構(gòu)
設(shè)計28
2.3.3鉆孔加工單元工作站結(jié)構(gòu)設(shè)計33
2.3.4加工檢測單元工作站結(jié)構(gòu)設(shè)計35
2.3.5噴涂中心單元工作站結(jié)構(gòu)設(shè)計37
2.3.6車身裝配單元工作站結(jié)構(gòu)設(shè)計41
2.3.7小車入庫單元工作站結(jié)構(gòu)設(shè)計44
2.4生產(chǎn)線運動仿真47
2.4.1仿真簡介47
2.4.2生產(chǎn)線仿真設(shè)計48
2.5生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)設(shè)計51
2.5.1電氣系統(tǒng)總體設(shè)計與注意事項51
2.5.2零件出庫單元工作站電氣控制系統(tǒng)
設(shè)計52
2.5.3電主軸加工單元工作站電氣控制系統(tǒng)
設(shè)計55
2.5.4鉆孔加工單元工作站電氣控制系統(tǒng)
設(shè)計57
2.5.5加工檢測單元工作站電氣控制系統(tǒng)
設(shè)計59
2.5.6噴涂中心單元工作站電氣控制系統(tǒng)
設(shè)計60
2.5.7車身裝配單元工作站電氣控制系統(tǒng)
設(shè)計62
2.5.8小車入庫單元工作站電氣控制系統(tǒng)
設(shè)計63
2.5.9生產(chǎn)線總控臺電氣設(shè)計65
2.6生產(chǎn)線人機交互界面設(shè)計67
2.6.1MCGS組態(tài)軟件與S71200 PLC
通信67
2.6.2零件出庫單元工作站人機交互界面
設(shè)計71
2.6.3電主軸加工單元工作站人機交互界
面設(shè)計73
2.6.4鉆孔加工單元工作站人機交互界面
設(shè)計75
2.6.5加工檢測單元工作站人機交互界面
設(shè)計76
2.6.6噴涂中心單元工作站人機交互界面
設(shè)計77
2.6.7小車入庫單元工作站人機交互界面
設(shè)計78
2.6.8生產(chǎn)線總控臺人機交互界面
設(shè)計79
2.7工作站仿真設(shè)計80
2.7.1RobotStudio仿真軟件簡介80
2.7.2運動仿真步驟81
2.7.3仿真程序83
2.8總結(jié)84
第3章教學用沖壓機器人工作站
設(shè)計85
3.1設(shè)計意義與設(shè)計背景85
3.1.1設(shè)計意義85
3.1.2設(shè)計背景85
3.2沖壓機器人工作站概述與總體設(shè)計86
3.2.1沖壓機器人工作站概述86
3.2.2沖壓機器人工作站總體設(shè)計86
3.2.3沖壓機器人工作站電氣控制
方案89
3.3沖壓機器人工作站結(jié)構(gòu)設(shè)計90
3.3.1機器人手部夾具設(shè)計90
3.3.2壓力機與轉(zhuǎn)臺92
3.3.3清洗機93
3.3.4整體設(shè)計93
3.4沖壓機器人工作站仿真設(shè)計94
3.4.1設(shè)備布局與系統(tǒng)創(chuàng)建94
3.4.2創(chuàng)建Smart組件95
3.4.3創(chuàng)建工具坐標系97
3.4.4創(chuàng)建組件連接98
3.4.5離線編程示教100
3.5沖壓機器人工作站電氣系統(tǒng)設(shè)計103
3.6總結(jié)121
第4章教學用焊接機器人工作站
設(shè)計122
4.1設(shè)計意義與設(shè)計基礎(chǔ)122
4.1.1設(shè)計意義122
4.1.2設(shè)計基礎(chǔ)123
4.2焊接機器人工作站概述與總體
方案124
4.2.1焊接機器人工作站概述124
4.2.2焊接機器人工作站總體布局125
4.2.3焊接機器人工作站工藝流程126
4.2.4焊接機器人選型126
4.2.5運動學分析127
4.3焊接機器人工作站結(jié)構(gòu)設(shè)計130
4.3.1定位夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計130
4.3.2變位機和底座結(jié)構(gòu)設(shè)計131
4.4焊接機器人工作站仿真設(shè)計132
4.4.1設(shè)備布局與系統(tǒng)創(chuàng)建132
4.4.2變位機機械裝置創(chuàng)建134
4.4.3事件管理器139
4.4.4創(chuàng)建軌跡路徑141
4.4.5離線編程示教143
4.4.6參考程序145
4.5焊接機器人工作站電氣設(shè)計146
4.5.1電氣元器件選型146
4.5.2焊接機器人工作站電氣原理
設(shè)計147
4.5.3PLC與機器人I/O分配154
4.5.4機器人通信155
4.5.5人機交互界面設(shè)計156
4.6總結(jié)160
第5章服務(wù)機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計161
5.1設(shè)計意義與設(shè)計背景161
5.1.1設(shè)計意義161
5.1.2設(shè)計背景161
5.2掃地機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計162
5.2.1工況分析162
5.2.2底盤和三維設(shè)計162
5.2.3電子元器件選型166
5.3圖書分揀機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計167
5.3.1循跡移動底盤設(shè)計167
5.3.2機械臂選型168
5.3.3圖書識別模塊168
5.4總結(jié)169
參考文獻170
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