《工业机器人应用技术：结构·控制·仿真·集成》是一本全面系统介绍工业机器人技术的专业书籍。本书深入剖析了工业机器人的核心要素，从基础理论到实践操作，逐步展开。内容涵盖工业机器人的发展历程、基本概念、机械结构设计、数学基础(含坐标系、运动学与动力学)、传感系统(包括内外传感器及多传感器融合)、控制系统架构与控制策略，以及多种典型工业机器人的操作技巧。此外，本书还详细介绍了工业机器人仿真技术，通过RobotStudio等主流软件，帮助读者掌握虚拟环境下机器人行为的模拟与优化。同时，结合实际案例，如码垛、焊接、装配等工作站的设计与仿真，展现了工业机器人在智能制造中的广泛应用与集成能力。最后，本书搭配同步课件及拓展阅读资源，可帮助读者更快更好地学习本书，提升技能。
第1章工业机器人概述1
1.1机器人简介2
1.1.1机器人的发展历程2
1.1.2机器人的定义13
1.2工业机器人简介14
1.2.1工业机器人的发展历程14
1.2.2工业机器人的定义22
1.2.3工业机器人的分类22
1.2.4工业机器人的组成26
1.2.5工业机器人的核心部件28
1.2.6工业机器人的主要技术参数29
1.2.7工业机器人的应用30
1.2.8工业机器人的发展趋势33
第2章工业机器人的机械结构35
2.1工业机器人的机身36
2.1.1回转与升降型机身结构36
2.1.2回转与俯仰型机身结构37
2.1.3直移型机身结构37
2.1.4类人机器人型机身结构38
2.2工业机器人的手臂38
2.2.1手臂的运动38
2.2.2手臂的分类38
2.2.3手臂设计要求39
2.2.4机器人机身和臂部的配置39
2.3工业机器人的手腕41
2.3.1手腕的基本形式41
2.3.2手腕的分类41
2.3.3手腕的柔顺结构43
2.4工业机器人的手部43
2.4.1手部的特点43
2.4.2手部的分类44
2.5工业机器人的驱动系统47
2.5.1驱动方式47
2.5.2驱动装置48
2.5.3传动机构58
第3章工业机器人的数学基础64
3.1工业机器人的运动轴与坐标系65
3.1.1工业机器人的运动轴65
3.1.2工业机器人的坐标系65
3.2工业机器人的运动学分析68
3.2.1位置和姿态表示68
3.2.2坐标变换71
3.2.3齐次坐标变换72
3.2.4机器人空间连杆74
3.2.5工业机器人运动学和逆运动学75
3.3工业机器人的动力学分析83
3.3.1工业机器人的速度雅可比83
3.3.2工业机器人的力雅可比86
3.3.3动力学分析88
3.4Matlab Robotics工具包96
3.4.1基本函数使用方法96
3.4.2工具包中的运动学求解99
3.4.3工具包中的动力学求解102
第4章工业机器人的传感系统106
4.1传感器概述107
4.1.1传感器的定义107
4.1.2传感器的组成107
4.1.3传感器的作用107
4.2工业机器人内部传感器108
4.2.1位置传感器108
4.2.2速度传感器112
4.2.3加速度传感器112
4.2.4倾斜角传感器112
4.3工业机器人外部传感器113
4.3.1视觉传感器113
4.3.2触觉传感器115
4.3.3距离传感器117
4.3.4力觉传感器118
4.3.5碰撞传感器119
4.4多传感器信息融合119
4.4.1多传感器信息融合的级别119
4.4.2多传感器信息融合技术120
4.4.3多传感器量测数据预处理121
4.4.4多传感器信息融合算法121
4.4.5多传感器信息融合在工业机器人中的应用122
第5章工业机器人的控制系统125
5.1工业机器人控制系统概述126
5.1.1工业机器人控制系统要素126
5.1.2工业机器人控制系统特点126
5.1.3工业机器人控制系统功能127
5.1.4工业机器人控制系统分类129
5.2工业机器人控制系统129
5.2.1工业机器人控制系统组成129
5.2.2工业机器人控制系统结构130
5.2.3工业机器人的控制器132
5.3工业机器人的控制方式137
5.3.1控制方式的分类137
5.3.2位置控制137
5.3.3速度控制138
5.3.4力（力矩）控制139
5.3.5智能控制139
5.4工业机器人的控制策略139
5.4.1自适应控制140
5.4.2变结构控制140
5.4.3鲁棒控制140
5.4.4智能控制141
5.5工业机器人的运动控制142
5.5.1路径规划142
5.5.2轨迹规划144
5.5.3Matlab Robotics工具包中的轨迹规划146
第6章工业机器人的基本操作149
6.1工业机器人的编程150
6.1.1编程任务150
6.1.2在线示教151
6.1.3离线编程151
6.2ABB工业机器人的基本操作153
6.2.1ABB工业机器人简介153
6.2.2ABB工业机器人示教器的使用156
6.2.3ABB工业机器人的手动操作162
6.2.4ABB工业机器人坐标系的建立166
6.2.5ABB工业机器人的通信172
6.2.6ABB工业机器人的编程173
6.3SCARA机器人的基本操作178
6.3.1SCARA机器人简介178
6.3.2SCARA机器人系统180
6.3.3SCARA机器人示教器的使用183
6.3.4SCARA机器人的编程191
6.4Delta机器人的基本操作196
第7章工业机器人的虚拟仿真197
7.1工业机器人的虚拟仿真软件197
7.1.1RobotStudio198
7.1.2PQArt199
7.2RobotStudio199
7.2.1RobotStudio的特点199
7.2.2机器人系统的创建与调试200
7.2.3RobotStudio的离线编程220
7.3基于PQArt的工业机器人仿真242
第8章工业机器人工作站243
8.1概述243
8.1.1工业机器人工作站组成与设计243
8.1.2工业机器人生产线246
8.2工业机器人工作站系统分析247
8.2.1码垛机器人工作站247
8.2.2焊接机器人工作站251
8.2.3装配机器人工作站260
8.3工业机器人码垛工作站虚拟仿真263
8.3.1机器人吸盘的创建263
8.3.2传送带组件的创建275
8.3.3放置工件路径的创建282
8.3.4程序的编写286
第9章工业机器人的实际应用293
9.1加工企业包装流水线双垛型高速码垛系统293
9.2工业机器人在智能制造中的应用293
参考文献295
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