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| 內容簡介： |
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《焊接机器人技术》（第2版）是高等学校材料类专业教学指导委员会规划教材。本书阐述了机器人的概念、基本原理、分类及应用现状，系统介绍了工业机器人本体结构的组成、焊接机器人传感技术、焊接机器人系统配置及要求、常用机器人焊接工艺及焊接机器人应用操作技术，并结合具体工程结构的焊接制造给出了焊接机器人的典型应用实例。本书力求语言简练、论述深入浅出、理论联系实际，突出了新颖性和先进性，采用了文字、图表和视频融合的表达方式进行说明和阐述，便于读者理解掌握。本书可供材料成型及控制工程、焊接技术及工程和相关专业的本科生使用，也可供研究生或高职院校学生使用，还可供从事焊接机器人系统开发及应用的工程技术人员、技术管理人员参考使用。
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| 關於作者： |
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陈茂爱，教授，博士研究生毕业于上海交通大学，获博士学位。现为山东大学材料科学与工程学院教授、焊接所所长。承担的项目有： 1、大线能量钢焊接粗晶热影响区韧性与微合金成分间相关性研究；2、基于焊接过程数值模拟的短路过渡预置波形 小桥状态反馈复合控制法研究；3、复合无铅软钎料的开发。荣获山东省科技进步二等奖(第*二位)，高校自然科学奖(第三位)。发表论文50余篇，其中被SCI、EI收入30余篇。 主编焊接科技书籍4部。
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| 目錄：
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第1章 机器人概述
1.1机器人 1
1.1.1机器人的定义及分类 1
1.1.2机器人的发展简史 2
1.2工业机器人的构成及分类 4
1.2.1工业机器人的构成 4
1.2.2工业机器人的分类 6
1.2.3工业机器人的性能参数 8
1.3焊接机器人及其应用发展趋势 13
1.3.1焊接机器人的构成与分类 13
1.3.2焊接机器人的应用现状 14
1.3.3焊接机器人的发展趋势 15
习题 15
第2章 机器人运动学基础
2.1位姿描述方法与坐标变换 17
2.1.1位姿描述 17
2.1.2坐标变换 19
2.2机器人运动学 25
2.2.1连杆运动参数 25
2.2.2连杆坐标系 26
2.2.3连杆变换矩阵 27
2.2.4机器人运动学方程 27
2.3机器人运动控制 28
2.4机器人动力学简介 34
习题 34
第3章 机器人本体及控制系统
3.1机器人本体结构 35
3.1.1机器人机身 36
3.1.2机器人操作臂 37
3.1.3腕部及其关节结构 38
3.2焊接机器人关节及其驱动机构 39
3.2.1关节 39
3.2.2驱动装置 40
3.2.3传动装置 44
3.3机器人控制系统 47
3.3.1机器人控制系统的作用 47
3.3.2机器人控制系统软件 48
3.3.3机器人控制系统硬件 49
3.3.4机器人控制器用微型计算机 50
习题 54
第4章 焊接机器人传感技术
4.1内部传感器 55
4.1.1位移传感器 55
4.1.2速度传感器和加速度传感器 59
4.1.3力传感器 59
4.2外部传感器 59
4.2.1接近传感器 60
4.2.2电弧电参数传感器 63
4.2.3焊缝跟踪传感器 64
习题 70
第5章 焊接机器人系统
5.1电阻点焊机器人系统 71
5.1.1电阻点焊机器人系统组成及特点 71
5.1.2电阻点焊机器人本体及控制系统 72
5.1.3点焊系统 73
5.1.4点焊机器人应用案例 76
5.2弧焊机器人系统 77
5.2.1弧焊机器人系统组成 77
5.2.2弧焊机器人本体及控制器 77
5.2.3弧焊机器人的焊接系统 79
5.3焊接机器人变位机 81
5.3.1单轴变位机 81
5.3.2双轴变位机 82
5.3.3三轴变位机 83
5.3.4焊接工装夹具 84
5.4弧焊机器人系统应用案例 85
5.4.1工程机械行业——抽油机方箱、驴头焊接机器人工作站 85
5.4.2建筑工程行业——建筑铝模板焊接机器人工作站 87
5.4.3电力建设行业——电力铁塔横担焊接机器人工作站 89
5.4.4农业机械行业——玉米收获机焊接机器人工作站 91
5.4.5建筑钢结构行业——牛腿部件焊接机器人工作站 92
5.5特种焊机器人系统 94
习题 96
第6章 机器焊接工艺
6.1电阻点焊工艺 97
6.1.1电阻点焊原理及特点 97
6.1.2熔核尺寸参数及其对焊点质量的影响 99
6.1.3电阻点焊工艺参数 100
6.2熔化极气体保护焊工艺 102
6.2.1熔化极气体保护焊基本原理及特点 102
6.2.2熔化极气体保护焊的熔滴过渡 103
6.2.3熔化极气体保护焊工艺参数 105
6.2.4高效熔化极气体保护焊工艺 107
6.3钨极惰性气体保护焊工艺 116
6.3.1TIG焊的原理、特点及应用 116
6.3.2TIG焊工艺参数 118
6.3.3高效TIG焊 120
6.4激光焊 125
6.4.1激光焊的原理、特点及应用 125
6.4.2激光焊接系统 127
6.4.3激光焊焊缝成形方式 129
6.4.4激光焊工艺 129
6.5搅拌摩擦焊工艺 131
6.5.1搅拌摩擦焊的原理、特点及应用 131
6.5.2搅拌摩擦焊焊头 133
6.5.3搅拌摩擦焊焊接参数 133
习题 135
第7章 焊接机器人的应用操作技术
7.1机器人的示教操作技术 136
7.1.1示教器及其功能 136
7.1.2程序操作 142
7.1.3常用编程指令 145
7.1.4焊接机器人示教 157
7.1.5编程示例 162
7.1.6程序运行模式 163
7.2机器人离线编程技术 164
7.2.1机器人离线编程特点 166
7.2.2离线编程系统组成 166
7.2.3离线编程仿真软件及其使用 168
习题 184
参考文献
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| 內容試閱：
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前言
党的二十大会议上提出了推动制造业高端化、智能化、绿色化发展，焊接机器人应用和发展必将进入一个崭新的高速发展阶段。在这种形势下，材料成型及控制工程专业和焊接技术及工程专业的学生学习和掌握焊接机器人技术，可推动制造业发展，满足社会发展需要。
本书的第1版于2019年出版，是在“十三五”国家重点出版物出版规划项目、国家出版基金项目和“中国制造2025”出版工程等项目资助下出版的科技图书，出版三年多来受到了广大读者的普遍欢迎，并被一些高校作为教材使用。应广大读者要求，本书的第2版改编成了教材，并入选了“高等学校材料类专业教学指导委员会规划教材”2022年度建设项目。
为了适应教学需要，本书第2版在内容、结构和表现形式上均做了一定的调整。具体如下：扩展了机器学及机器人基本工作原理等方面的内容；删减了焊接机器人维护及维修技术方面的内容；吸收了机器人焊接工艺和传感技术方面的最新发展成果；引入了一些思政教育内容。将第1版第1章拆分成了两章，拆分后的第1章介绍机器人的基本概念、分类、性能参数、发展简史和趋势，第2章阐述机器人运动学；将第1版“典型焊接机器人系统应用案例”一章的内容整合到了“焊接机器人系统”一章中。采用数字化表现形式，提供了大量的彩图和视频资源。另外，在每章后面还补充了大量的思考题。
本书编写的人员有陈茂爱、任文建、蒋元宁、贾传宝、王娟、陈劭卿、李超凡、刘金强、胡志文、梁慧君、张振鹏、陈东升、张栋、高海光等。
本书主要供材料成型及控制工程、焊接技术及工程等专业的本、专科生使用，也可供焊接领域工程技术人员参考。
限于笔者水平，书中难免存在不足之处，恳请广大读者批评指正。
编著者
2023年5月
第1版前言
焊接机器人是从事焊接作业的工业机器人，是工业生产中重要的自动化设备。近年来，随着工业技术的发展，特别是传感技术的发展，焊接机器人技术越来越成熟，其成本也越来越低，在工业领域的应用范围急剧增大。目前，焊接机器人已广泛地应用于汽车制造、工程机械、电子通信、航空航天、国防军工、能源装备、轨道交通、海洋重工等多个领域，发展势头迅猛。焊接机器人技术已成为焊接领域最热门的技术之一，它融合了材料、控制、机械、计算机等交叉学科知识，焊接机器人也从单一的示教再现型向智能化方向发展。当前，劳动力的日益缺乏以及工人对劳动环境条件要求的日益提高使得焊接机器人替代人的必要性迅速提升。且随着“中国制造2025”规划的发布，国家对工业机器人国产化支持力度逐渐加大，国内机器人制造技术将会日益成熟，焊接机器人的成本还会进一步下降，未来焊接机器人必将全面代替焊接工人。在这种形势下，从事焊接的技术人员和操作工人迫切需要学习焊接机器人的相关知识和技术。
本书旨在系统性地介绍焊接机器人技术，在简要阐述机器人基本理论知识的基础上，详细介绍了工业机器人本体结构组成、机器人传感技术、焊接机器人系统配置及要求、焊接机器人应用操作技术和维护维修技术以及常用机器人焊接工艺，并结合具体工程结构的制造给出了弧焊机器人系统和点焊机器人系统的典型应用实例。本书力求避开深奥难懂的理论推导和说明，对焊接机器人所必需的基础理论知识进行了深入浅出的介绍，重点突出实用性、新颖性和先进性。本书可供从事焊接工作的技术人员和操作工人参考，也可供高校材料成型及控制工程专业的本科生和高职院校焊接专业学生学习使用。
参加本书编写的人员有陈茂爱、任文建、闫建新、姜丽岩、张振鹏、陈东升、张栋、高海光、王娟、齐勇田、高进强、杨敏、楼小飞。
由于作者水平有限，书中难免出现不当之处，恳请广大读者批评指正。
陈茂爱
2023年5月
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