本书共10章，分别是工业机器人概述、工业机器人机械系统、工业机器人运动理论、工业机器人感知系统、工业机器人控制系统、工业机器人轨迹规划与编程、ABB工业机器人操作与实训、工业机器人虚拟仿真、工业机器人自动化应用和具身智能工业机器人。全书结合工程软件与工程实际案例，以ABB工业机器人为例，深入浅出地介绍工业机器人的理论知识和基本操作，将工程概念贯穿其中，通过编入虚拟仿真和工程应用实例，力求做到理论与实践相结合。 本书提供PPT课件、习题答案、实验参考程序，欢迎选用本书的教师登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）下载。 本书可作为高等院校机械工程、自动化、机器人工程、智能制造工程等相关专业本科和高职学生的教材，也可供从事工业机器人相关工作的工程技术人员及爱好者参考。

高等院校教师

前言
第1章工业机器人概述1
1.1工业机器人简介1
1.1.1工业机器人的定义1
1.1.2工业机器人的发展1
1.2工业机器人的分类和应用8
1.2.1工业机器人的分类8
1.2.2工业机器人的应用10
1.3工业机器人的组成和技术参数12
1.3.1工业机器人的组成12
1.3.2工业机器人的技术参数14
习题15
第2章工业机器人机械系统16
2.1工业机器人底座和臂部16
2.1.1工业机器人底座16
2.1.2工业机器人臂部18
2.2工业机器人腕部18
2.2.1工业机器人腕部特点18
2.2.2工业机器人腕部分类18
2.3工业机器人末端执行器20
2.3.1工业机器人末端执行器的特点20
2.3.2工业机器人末端执行器的分类20
2.4工业机器人传动机构25
2.4.1工业机器人驱动形式25
2.4.2工业机器人传动形式28
2.5工业机器人精度校准31
习题33
第3章工业机器人运动理论34
3.1工业机器人运动理论基础34
3.1.1工业机器人位姿描述34
3.1.2齐次坐标变换矩阵35
3.1.3RPY角与欧拉角37
3.2工业机器人运动学分析39
3.2.1DH参数法39
3.2.2连杆坐标系的变换40
3.2.3工业机器人运动学方程实例41
3.2.4工业机器人逆运动学方程实例44
3.3工业机器人动力学分析46
3.3.1速度雅可比矩阵47
3.3.2力雅可比矩阵49
3.3.3工业机器人动力学方程实例51
3.4MATLAB Robotics工具包辅助运算与仿真55
习题57
第4章工业机器人感知系统58
4.1工业机器人内部传感器58
4.1.1位置传感器58
4.1.2速度传感器和加速度传感器59
4.2工业机器人外部传感器61
4.2.1触觉传感器61
4.2.2力觉传感器62
4.2.3滑觉传感器63
4.2.4接近觉传感器64
4.2.5视觉传感器66
4.2.6激光位移传感器68
4.3多传感器信息融合70
4.3.1多传感器信息融合原理70
4.3.2多传感器信息融合层次70
4.3.3多传感器信息融合方法71
4.3.4多模态强化学习72
4.3.5多传感器信息融合在机器人中的应用73
4.3.6机器人多传感器信息融合发展趋势75
习题75
第5章工业机器人控制系统77
5.1工业机器人控制系统概述77
5.1.1工业机器人控制系统的组成77
5.1.2工业机器人操作系统78
5.1.3工业机器人控制方式78
5.2工业机器人单关节控制80
5.2.1工业机器人单关节数学模型80
5.2.2工业机器人单关节PID控制81
5.3工业机器人多关节控制82
5.3.1工业机器人的动力学模型82
5.3.2工业机器人关节空间的计算力矩控制83
5.3.3工业机器人任务空间的计算力矩控制84
5.4工业机器人力控制85
5.4.1对偶空间和约束86
5.4.2力位混合控制87
5.4.3阻抗控制90
习题92
第6章工业机器人轨迹规划与编程93
6.1工业机器人轨迹规划93
6.1.1轨迹规划基本内容93
6.1.2关节空间插补95
6.1.3直角坐标空间101
6.1.4多目标轨迹规划与优化101
6.2工业机器人编程方式及编程语言103
6.2.1工业机器人编程方式103
6.2.2工业机器人编程语言105
6.3ABB RAPID程序编程106
6.3.1RAPID模块格式106
6.3.2程序数据107
6.3.3常用的RAPID编程指令110
6.3.4四元数与轨迹规划114
6.3.5RAPID程序综合应用118
习题120
第7章ABB工业机器人操作与实训121
7.1ABB工业机器人基本操作121
7.1.1ABB工业机器人的硬件121
7.1.2示教器的基本介绍123
7.1.3手动操作125
7.1.4建立工具坐标系128
7.1.5建立工件坐标系130
7.1.6工业机器人通信132
7.1.7程序编辑137
7.1.8原点校准139
7.21+X工业机器人实训平台编程与操作140
7.2.11+X工业机器人实训平台总体介绍140
7.2.2技术参数和系统组成141
7.2.3实训平台实验144
习题148
第8章工业机器人虚拟仿真149
8.1工业机器人的虚拟仿真软件149
8.2RobotStudio的离线编程150
8.2.1RobotStudio的下载和安装150
8.2.2RobotStudio概述150
8.2.3离线编程与仿真153
8.2.4Smart组件的应用158
8.3基于Robotmaster的轨迹规划167
8.3.1Robotmaster界面简介167
8.3.2Robotmaster生成字母“U”轨迹实例168
8.4基于PQArt的轨迹规划170
8.4.1PQArt界面简介171
8.4.2PQArt生成字母“X”轨迹实例172
习题175
第9章工业机器人自动化应用176
9.1工业机器人自动化应用分析176
9.1.1可行性及必要性分析176
9.1.2应用步骤177
9.1.3工作站设计177
9.2工业机器人辅助展示系统178
9.2.1工业机器人全息展示178
9.2.2工业机器人舞台展示179
9.3工业机器人自动化工作站180
9.3.1达克罗自动喷涂工作站180
9.3.2导电杆打磨工业机器人工作站182
9.3.3工业机器人螺柱焊工作站183
9.3.4重型工件双座单回转双机器人焊接工作站185
9.4异构件双机器人协同智能制造系统188
9.5数字孪生的工业云机器人系统193
习题196
第10章具身智能工业机器人197
10.1具身智能工业机器人简介197
10.1.1具身智能的涵义197
10.1.2具身智能工业机器人198
10.2具身智能机器人控制模型200
10.2.1分层决策模型200
10.2.2端到端大模型201
10.3具身智能机器人数据获取与训练202
10.3.1动作捕捉202
10.3.2虚拟仿真到现实203
10.3.3强化学习和模拟学习204
10.4具身智能机器人仿真平台204
10.4.1NVIDIA Issac204
10.4.2PyBullet206
10.4.3MuJoCo207
习题208
参考文献209