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| 內容簡介： |
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本书是《工业机器人系统与编程详解》一书理实一体化教学的同步配套实践教材，主要面向新型工业化时期智能及高端装备制造领域，结合新工科复合型专业技术人才综合能力培养的教学诉求，并融入作者十余载对工业机器人应用的实践总结及教学经验编写而成。全书共包括十一个实践任务，遵循工业机器人系统编程技术的普及与深化，囊括工业机器人安全认知、机器人移载、机器人焊接和机器人智能化作业等典型项目，包含搬运、上下料、码垛、平焊、平角焊、船形焊和自适应上下料等场景任务。本书内容丰富、结构清晰、形式新颖、项目典型，通过设置学习目标、学习导图、任务提出、知识准备、任务分析、任务实施、任务评价和任务拓展等环节，搭配微视频和微场景等数字资源，创设优质工程任务集、典型行业场景学习平台，构建项目式富媒体教材。本书适合作为大中专院校电子信息、自动化等相关专业的教材，也可供行业、企业及机器人联盟和培训机构的相关技术人员参考。
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| 目錄：
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项目1 工业机器人安全认知 001
1.1 工业机器人系统组成003
1.1.1 工业机器人003
1.1.2 末端执行器007
1.1.3 传感器009
1.1.4 周边（工艺） 设备011
1.2 工业机器人安全防护常识 012
1.2.1 安全防护装置 012
1.2.2 常见安全标识 012
1.2.3 安全操作规程 014
1.2.4 防护用品穿戴 015
项目2 机器人移载 021
2.1 机器人编程方法023
2.2 运动轨迹的编程025
2.2.1 路径规划025
2.2.2 末端执行器姿态调整025
2.2.3 运动指令调用025
2.3 程序创建与测试026
2.3.1 任务程序构成026
2.3.2 任务程序编辑027
2.3.3 任务程序测试029
2.4 任务1：机器人搬运030
2.4.1 机器人搬运轨迹030
2.4.2 机器人搬运编程指令 031
2.5 任务2：机器人上下料043
2.5.1 上下料的动作次序043
2.5.2 机器人作业安全机制044
2.5.3 机器人上下料编程指令046
2.6 任务3：机器人码垛 065
2.6.1 码垛基本原理065
2.6.2 码垛工艺指令070
2.7 任务4：机器人码垛仿真 083
2.7.1 离线编程083
2.7.2 码垛程序编制084
2.7.3 码垛程序执行087
项目3 机器人焊接 107
3.1 气体保护电弧焊原理 109
3.1.1 焊丝干伸长度 111
3.1.2 保护气体流量 111
3.1.3 焊接电流112
3.1.4 电弧电压113
3.1.5 焊接速度113
3.2 焊接动作次序 114
3.3 焊接工艺指令 115
3.4 任务1：机器人工具坐标系设置 117
3.4.1 工具坐标系117
3.4.2 工具坐标系的设置方法 119
3.4.3 工具坐标系指令 122
3.5 任务2：机器人平焊 133
3.5.1 机器人直线焊接轨迹 133
3.5.2 对接焊缝的成形质量 133
3.6 任务3：机器人平角焊 147
3.6.1 平面曲线焊缝轨迹 147
3.6.2 机器人平角焊姿态 152
3.6.3 角焊缝的成形质量 154
3.7 任务4：机器人船形焊 169
3.7.1 机器人附加轴联动 169
3.7.2 附加轴的点动方式 173
3.7.3 机器人船形焊姿态 174
3.8 任务5：机器人船形焊仿真185
3.8.1 空间曲线焊缝轨迹 186
3.8.2 附加轴的状态监控 187
项目4 机器人智能化作业205
4.1 工业视觉系统的组成206
4.1.1 光源207
4.1.2 镜头209
4.1.3 工业相机209
4.1.4 视觉控制器 210
4.1.5 机器视觉软件211
4.2 机器人视觉集成方式 213
4.3 手眼标定原理与方法 214
4.3.1 标定缘由 214
4.3.2 标定原理 216
4.3.3 标定方法 219
4.4 任务1：机器人工件坐标系设置222
4.4.1 工件坐标系222
4.4.2 工件坐标系的设置方法223
4.4.3 工件坐标系指令225
4.5 任务2：机器人自适应上下料235
4.5.1 视觉导引上下料原理235
4.5.2 视觉传感器指令237
参考文献 261
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| 內容試閱：
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当前，机器人产业蓬勃发展，正极大地改变着人类生产和生活方式，为经济社会发展注入强劲动能。通过持续创新、深化应用，全球机器人产业规模快速增长，集成应用大幅拓展。自2013 年以来，我国工业机器人市场已连续十一年稳居全球第一。过去10 年间，制造业机器人密度从每万名工人49 台激增至470 台。《“十四五”机器人产业发展规划》也明确指出，进一步拓展机器人应用的深度和广度，开展深耕行业应用、拓展新兴应用、做强特色应用的“机器人 ”应用专项行动，力争“十四五”期间我国制造业机器人密度实现翻番。
然而，目前我国智能及高端装备制造领域综合素质高、技术全面、技能熟练的专业技术人才匮乏，这成为制约创新驱动发展和制造强国建设的难题。智能制造场景之创新、技术之融合、协同之丰富对产业技术人才提出了极高要求，不仅需要具备数字技术与生产制造的跨领域知识储备，而且需要懂得如何与机器或数字化工具协同工作，还需要在机器或数字语言与实际制造场景之间做好“翻译”，如此高素质复合型专业技术人才虚位以待、高薪难求已是不争的事实。
在此背景下，全国高校围绕“四新”建设改革如火如荼。从官网可以获悉，2015—2024 年全国已有367 所高校成功申报“机器人工程”专业，2017—2024 年全国已有337 所高校成功申报“智能制造工程”专业。工业机器人编程类课程是机器人工程和智能制造工程专业的主干课程之一，其课程教材作为人才培养关键环节和核心要素，是实施数字时代高等教育学习革命、质量革命和高质量发展的内在迫切需求。
本书是面向智能制造工程技术人员新职业，根据高等学校自动化类专业教学指导委员会新颁布的教学标准，结合新工科复合型专业技术人才综合能力培养的教学诉求，并融入作者十余载对工业机器人应用的实践总结及教学经验，通过高校、教仪公司、数字平台公司和出版社“四元协同”形式，编写的融微课、微视频、微场景等于一体的富媒体新形态教材。
全书共四个项目、十一个任务，采用理实一体化形式，介绍工业机器人系统编程技术，囊括工业机器人安全认知、机器人移载、机器人焊接和机器人智能化作业等典型项目，包含搬运、上下料、码垛、平焊、平角焊、船形焊和自适应上下料等场景任务。各项目下设若干任务，通过学习目标、学习导图、任务提出、知识准备、任务分析、任务实施、任务评价和任务拓展八大环节的教学设计，促进智能装备与产线开发和应用等领域的价值塑造、知识应用及能力训练。
本书特点如下：
① 理论与实践紧密结合，配套教材助力深度学习 本书与配套的理论教材《工业机器人系统与编程详解》相辅相成，形成了一套完整的学习体系。实践教材侧重于工业机器人系统集成的实际应用，通过丰富的项目任务，引导学生深入理解工业机器人编程的核心概念和操作技巧；配套的理论教材则提供深入的理论知识和工程案例，为实践应用提供坚实的理论基础。学生可以在学习实践教材时，随时查阅配套的理论教材以获取更深入的理论支持；同样，在学习理论教材时，也可以通过实践教材中的项目任务加深理解和记忆。
② 数字资源辅助实践，轻松寓教提升兴趣层次 通过仿真及微视频等形式，本书将繁杂的实践操作转化为直观、生动的影像，任务提出、任务分析和任务实施均配有微视频，助力学生把控实践要点和领悟工程经验，促进学生在轻松愉快的氛围中提升工程实践能力和知识应用水平。
③ 活页设计编排形式，灵活选择适配教学需求 本书采用活页式设计，每个项目任务及其实践报告可以灵活拆下，教师可以根据课程大纲选择项目任务，学生可以在实践过程中随时记录数据、观察现象，并将实践报告作为学习成果进行展示和交流。
为方便“教”和“学”，本书配套课程大纲、实践报告、仿真及微视频动画（采用二维码技术呈现，扫描二维码可直接观看视频内容） 等数字资源包，并提供知识图谱和能力图谱。
本书内容丰富、结构清晰、形式新颖、术语规范，既适合作为普通高等院校机械类、电子信息类、自动化类等相关专业的教材，也可供行业、企业及机器人联盟和培训机构的相关技术人员参考。
本书由浙江师范大学兰虎、潘睿、樊俊等编著，浙江师范大学温建明担任主审。项目1由樊俊编写，项目2 由浙江师范大学邵金均编写，项目3 由兰虎和北华航天工业学院孔祥霞编写，项目4 由潘睿编写。全书由兰虎统稿，浙江师范大学苗文磊、赵佳、陈煜、陈圆圆、王琴和何雨柯共同负责配套数字资源开发。
从目标决策、体系构建、内容重构、教学设计、项目遴选、形式呈现、合同签订、定稿出版，本书的开发工作历时一年之久，衷心感谢参与本书编写的所有同仁的呕心付出！特别感谢高等教育科学研究规划课题（23SZH0202）、浙江省教育厅科研项目（Y202353534）、浙江省高等教育“十四五”教学改革项目（jg20220132）、浙江省普通本科高校“十四五”首批“四新”重点教材建设项目（浙高教学会〔2023〕1 号） 和浙江师范大学教材建设基金等给予的经费支持！感谢金华慧研科技有限公司、上海明材数字科技有限公司等给予的教材资源支持！
由于编者水平有限，书中难免有不当之处，恳请读者批评指正，可将意见和建议反馈至E-mail：lanhu@zjnu.edu.cn。
兰虎
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