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| 內容簡介： |
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本书是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，结合新工科复合型高技术人才知识学习和能力培养的教学诉求，并融入编者十余载对工业机器人应用的实践总结及教学经验编写的。全书共8章，囊括工业机器人（系统）的运动轨迹、工艺条件和动作次序等核心编程内容，包括认识工业机器人的庐山真面目、揭开焊接机器人的神秘面纱、初试工业机器人的任务编程、工业机器人工具坐标系的设置、工业机器人的直线轨迹编程、工业机器人的圆弧轨迹编程、工业机器人的摆动轨迹编程以及工业机器人的动作次序编程。各章下设两个学习任务，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、拓展阅读和知识测评等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知识学习及能力培养。为方便“教”和“学”，本书配套电子教案、多媒体课件、习题答案、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，凡选用本书作为教材的教师均可登录机械工业出版社教育服务网(http://wwwcmpeducom)注册后下载。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本科机械类、电子信息类、自动化类等与智能制造密切相关专业的教材，也可作为独立学院、高职（专科）院校和成人高等学校等同类专业教材，还可供企业及培训机构的相关技术人员参考。
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| 目錄：
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前言 第1章认识工业机器人的庐山真面目 1任务11工业机器人认知 2111工业机器人概述 2112工业机器人的机械结构 7任务12工业机器人系统认知 12121工业机器人的系统组成 12122工业机器人的分类及应用 19第2章揭开焊接机器人的神秘面纱 27任务21焊接机器人系统认知 28211焊接机器人的常见分类 28212焊接机器人的系统组成 29213焊接机器人的工作原理 39任务22焊接机器人安全认知 42221安全防护装置 43222常见安全标志 44223安全操作规程 45224焊接劳保用品 46Panasonic焊接机器人 48第3章初试工业机器人的任务编程 51任务31机器人焊接任务程序创建 52311焊接机器人系统通电 52312示教盒的按键布局 54313示教盒的界面 56314机器人任务程序创建 59Panasonic机器人的用户功能键 61任务32机器人平板堆焊任务编程 61321工业机器人的编程内容 62322工业机器人的编程方法 62323机器人的运动轨迹示教 65324机器人焊接区间的示教 68Panasonic机器人的离线仿真 77第4章工业机器人工具坐标系的设置 80任务41机器人工具坐标系设置 81411工业机器人系统运动轴 81412工业机器人点动坐标系 85413工业机器人的点动方式 91414工具坐标系的设置方法 93任务42点动机器人沿板-板T形接头角焊缝运动 101421T形接头平角焊的焊枪姿态规划 102422机器人焊枪姿态显示 103Panasonic机器人工件（用户）坐标系的设置 108第5章工业机器人的直线轨迹编程 113任务51板-板对接接头机器人平焊任务编程 114511机器人直线轨迹示教 114512机器人焊接工艺条件示教 116513机器人焊接动作次序示教 122514机器人任务程序验证 124任务52机器人直线轨迹任务程序编辑 132521对接焊缝的成形质量 132522工业机器人编程指令 135523机器人任务程序编辑 140Panasonic机器人的示教设置 144第6章工业机器人的圆弧轨迹编程 148任务61骑坐式管-板T形接头机器人平角焊任务编程 149611机器人圆弧轨迹示教 150612机器人圆周轨迹示教 151613机器人连弧轨迹示教 154614骑坐式管-板平角焊焊枪姿态规划 156任务62机器人圆弧轨迹任务程序编辑 164621T形角焊缝的成形质量 165622机器人圆弧动作指令 167Panasonic机器人的编辑设置 169第7章工业机器人的摆动轨迹编程172任务71板-板T形接头机器人立角焊任务编程 173711摆动电弧与摆动焊道 174712机器人直线摆动轨迹示教 174713机器人圆弧摆动轨迹示教 176714机器人焊枪摆动参数配置 178715立角焊机器人焊枪姿态规划 182任务72机器人摆动轨迹任务程序编辑 190721机器人摆动动作指令 191722机器人摆动轨迹测试 192Panasonic机器人的摆动方向设置 194第8章工业机器人的动作次序编程 196任务81机器人焊枪自动清洁任务编程 197811机器人焊枪自动清洁的动作次序 198812工业机器人I/O信号 201813机器人信号处理指令 204814机器人流程控制指令 205Panasonic机器人的状态I/O信号 219任务82骑坐式管-板T形接头机器人船形焊任务编程 220821机器人附加轴的联动 221822点动机器人附加轴及其位置显示 223多机器人协调（同）焊接的动作次序控制 232参考文献235
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| 內容試閱：
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以人工智能、大数据、云计算、物联网为代表的数字智能技术与传统产业深度融合既是未来趋势所在，又是提升效率、效益的必然选择。目前全球主要发达国家均已提出智能制造发展战略计划，如德国工业40、美国工业互联网发展计划、法国未来工业计划等，都将机器人作为抢占科技产业竞争的前沿和焦点。中国自2015年起陆续发布并实施了包括《中国制造2025》《国家智能制造标准体系建设指南》《智能制造发展规划（2016—2020年）》《机器人产业发展规划（2016—2020年）》等重要政策，支持智能制造和机器人产业发展。在此趋势之下，诸多传统制造企业纷纷谋求向智能制造转型发展且成绩显著。当前，机器人产业蓬勃发展，正极大改变着人类的生产和生活方式，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八年稳居全球第一，2020年制造业机器人密度达到246台/万人，是全球平均水平的近2倍。《“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，目前我国智能制造和机器人产业技术人才匮乏，这或将成为制约智能制造发展和制造强国建设的“卡脖子”难题。中国工程院院士周济指出，智能制造是一个“人-信息-物理”的系统，其中物理是主体、信息是主导、人是主宰。新一代智能制造更加突出人的中心地位。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间做好“翻译”，如此高复合型技术人才虚位以待、高薪难求已是不争的事实。困难的是，除了“量”上的不足，当下人才培养体系与方法也难满足智能制造和机器人产业对人才“质”上的要求。编者认为，一是智能制造和机器人产业属于前沿性的新兴领域，旨在应用新技术、新工艺和新装备解决庞杂的实际场景问题，创新性的高复合产业技术人才培养也处于摸索阶段；二是高校及职业院校培养模式相对传统与滞后，未能充分将企业的创新要素、生产流程转化为学习场景和课程（教材）内容，也未给企业高级工程师融入课程（教材）建设提供体制机制保障；三是产业与企业对高复合技术人才知识、能力以及对应的培养模式也处在经验积累的阶段，尚未摸索出行之有效且具有广泛示范作用的培养模式与体系；四是受限于实践经验、工程案例、赛项任务等资源要素整合不足，以及教材开发动力缺失、编写范式传统等因素，面向“移动泛在”新时代学习行为特征下，有效支撑智能制造和机器人产业人力资源培养的精品数字教学资源屈指可数。在此背景下，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，结合智能制造工程技术人员知识学习和能力培养的教学诉求，融入编者十余载对工业机器人应用的实践总结及教学经验，通过产教深度融合、校校紧密合作的协同形式，创编一套彰显我国教育特色的工业机器人精品套系教材，以期助推智能制造和机器人工程人力资源建设。1课程简介通过分析智能制造工程技术人员（职业编码2-02-07-13）的职业能力特征，将其与以智能制造和机器人工程为代表的本科专业人才培养方案进行对比，编者系统梳理了面向智能装备与产线开发和应用两个职业方向的机器人课程群设置，如图1所示。前者侧重机器人机械结构和控制系统设计，核心课程包括机器人技术基础、机器人运动学、机器人传感与控制、机器人机械结构设计和机器人控制系统设计等；后者侧重工业机器人系统集成应用，核心课程包括工业机器人基础、工业机器人编程、工业机器人视觉、工业机器人系统集成和智能工业机器人等。各高校应结合自身办学层次和人才培养定位，酌情选择与从业方向适配的课程群。原则上，省属本科院校的主要使命担当是服务区域经济社会发展和国家战略举措，即着力培养富有时代特点的有担当、有作为的高素质复合型技术人才。图1面向智能制造工程技术人员培养的机器人核心课程群工业机器人编程是智能制造和机器人工程专业的专业核心课程，也是衔接工业机器人基础、工业机器人视觉及支撑工业机器人应用系统集成设计和产线调试复合型技术人才培养的重要纽带。作为新工科专业打通产教融合“最后一公里”课程（堂）改革的试点，本课程以提高学生对工业机器人系统集成应用能力为出发点，主要讲授工业机器人系统应用编程的基础理论和专业知识，包括工业机器人系统组成与集成、工业机器人系统运动轴、工业机器人点动坐标系、工业机器人编程内容及方法、典型运动轨迹编程、动作次序编程和机器人焊接等工艺条件调控。通过本课程的学习，学生将对以工业机器人为代表的智能装备与产线应用有一个较为全面而深入的体验认知，为今后从事智能制造相关职业打下坚实基础。2教学目标面向智能装备与产线开发和应用职业方向的智能制造工程技术人员培养，以工业机器人销量占比近半数的焊接机器人为切入点，重点介绍工业机器人系统应用中运动轨迹、工艺条件和动作次序等核心编程知识，尤其是以提质增效为宗旨的机器人应用系统参数调控原理和方法，以期培养学生综合运用所学专业知识分析和解决复杂工程问题的能力。（1）知识学习1）能够列举工业机器人系统的组成并阐明其工作原理。2）能够辨识工业机器人系统运动轴类型及常见的点动坐标系。3）能够归纳工业机器人任务示教的主要内容和基本流程。4）能够根据任务要求合理开展机器人任务规划和运动规划。5）能够使用机器人编程指令完成直线、圆弧及摆动轨迹的任务编程。6）能够区别机器人I/O信号并实现周边（工艺）辅助设备的协同（调）动作。（2）能力培养1）能够适时选择恰当的点动坐标系完成机器人的增量点动和连续移动（或转动）。2）能够快速运用接触法和直接输入法完成机器人工具坐标系的设置。3）能够创建、编辑、测试和运转机器人任务程序。4）能够根据作业缺陷灵活调整机器人工具姿态和工艺条件。5）能够使用示教盒实时监测机器人系统运动和I/O接口状态。（3）素养提升1）通过对工业机器人等智能装备技术的认知学习，了解该领域的“卡脖子”问题，激发学生的责任感、使命感和爱国主义情怀。2）将“工匠精神”贯穿任务各个阶段，激励学生在学习和实践过程中不畏艰难、严谨思维和团结协作。3）将所学知识综合运用在实际操作过程中，适应现代智能制造技术发展，培养具有较强实践能力和创新精神的高素质复合型技术人才。3知识图谱遵循由外而内、循序渐进的学生认知规律，从工业机器人系统组成到系统安全认知，扩展到系统运动轴、点动坐标系和工具坐标系设置，再延伸至典型运动轨迹、工艺条件和动作次序编程，知识体系脉络清晰，并辅以“机器人+焊接”工艺应用主线，使得工业机器人等智能装备与产线应用编程的知识精髓一览无余，如图2所示。图2面向焊接领域的工业机器人应用编程知识图谱4本书特点基于编者十余载在工业机器人一线教学、科研和社会服务经历，现已基本摸透金属制品业、汽车设备制造业、通用设备制造业等行业制造工艺，深耕“机器人+工艺”深度融合范式，编写一部“有温度、有内涵、有前景”的工业机器人编程教材。（1）瞄准智能制造职业方向，做“好”教材顶层设计根据智能制造工程技术人员国家职业技术技能标准和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，结合编者对工业机器人应用的实践总结及教学经验，面向智能装备与产线开发和应用两个职业方向，构建体现新时代类型特色的精品套系教材（图1）。截至目前，《工业机器人技术及应用》累计12次印刷82000册，《工业机器人技术及应用（第2版）》累计5次印刷27000册，《工业机器人基础》累计2次印刷3800册。（2）立足课证赛岗融通，做“优”任务知识体系及时将行业企业的新技术、新工艺、新装备、新规范等创新要素纳入课程教学内容，将高校、企业承办的热点赛事和生产经营案例等编入教材，深度对接“1+X”证书制度试点工作，通过机器人与焊接工艺深度融合、通用行业知识与专业品牌实践深度融合，并以任务模块为载体，打破传统学科知识体系的实践导向教材编写体例，强化课程教材的科学性、前瞻性和适应性。（3）增强学习过程互动，做“活”理实虚一体化遵循职业岗位工作过程，以学生学习过程为中心，教材的每个章节设置学习目标、学习导图、任务提出、知识准备、任务分析、任务实施、拓展阅读和知识测评等八大互动教学环节，让教学方法“活”起来。学习目标与学习导图，给学生一张标有目的地的“知识地图”，了解各章节学习内容的同时，将章节知识点之间的内在联系梳理清楚，不断激发学生的求知欲；任务提出与知识准备，提炼与章节内容相适应的工程案例和知识储备，任务需求牵引，明晰学习专业知识的内生力；任务分析与任务实施，针对作业质量优化，提供不同的“虚实嫁接”解决方案或设置开放性问题，供学生开展研讨，加深对知识的理解，培养工程思维、语言表达能力和批判精神；拓展阅读，列出章节涉及领域的前沿技术和介绍软件工具等，方便学生开展探索式学习；知识测评，对章节的重要知识点进行练习测试，也方便学生期末复习。（4）面向移动泛在学习，做“强”立体资源配套主动适应“互联网+”发展新形势，广泛谋求校企、校校合作，采取多元合作共同开发富媒体新形态教材。借助国家级智能制造产教融合实训基地，集聚典型工程案例、竞赛任务、微视频等数字教学资源。本书中所有任务均源自工程案例和竞赛任务，并配套有电子教案、多媒体课件、习题答案、仿真及微视频动画等立体资源，满足学生随时随地利用碎片化时间学习的要求，有效夯实教材的实用性。本书由浙江师范大学兰虎、邵金均和温建明担任主编，上海交通大学张华军担任主审。第1、2章由浙江师范大学兰虎编写，第3、4章由哈尔滨理工大学张璞乐编写，第5、6章由北华航天工业学院孔祥霞编写，第7章由天津滨海职业学院付礼成编写，第8章由浙江师范大学邵金均、温建明编写。同时，李柱良、张璞乐和付礼成负责教材配套仿真
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