本書綜合考慮工業機器人的發展現狀，結合高等職業教育的教學實際情況，圍繞應用型工程實踐案例進行知識點講解。

本書在編寫過程中，注重對編程技巧和經驗的滲透，內容新穎、概念清晰、實用性強、通俗易懂。

本書章節難度呈階梯式遞增，內容由淺入深，全面滲透工業機器人應用案例的示教編程過程，使教學內容與工程實踐有效結合。

前 言

工業機器人作為先進制造業中不可替代的重要裝備，已成為衡量一個國家制造業水平和科技水平的重要標志。工業機器人順應時代發展，行業前景廣闊，然而該領域人才供需失衡的矛盾卻日益凸顯。一方面是機器人廠商、系統集成商和汽車加工制造業求賢若渴，另一方面是人才供給不足，難以滿足企業用人需求。究其原因，主要是相對于近年來國內機器人產業所表現出來的爆發性發展態勢，高校、職校及其他培訓機構的課程設置仍然滯后、配套教材不足，尚不能與全國各地求學者的需要很好地契合。

基于此，本書綜合考慮工業機器人的發展現狀，結合高等職業教育的教學實際情況，圍繞應用型工程實踐案例進行知識點講解，并遵循“工學結合、項目引導、任務驅動、教學做一體化”原則進行編寫。全書脈絡清晰，各章知識點完整詳盡，章與章之間內容相對獨立，卻又連貫始終。本書章節難度呈階梯式遞增，內容由淺入深，全面滲透工業機器人應用案例的示教編程過程，使教學內容與工程實踐有效結合。

全書共分為八個項目。項目一概要地介紹了工業機器人的基礎知識和基本操作，包括機器人分類及應用、工業機器人的組成；項目二至項目六創建了5個工業機器人在應用中的典型案例，包括機器人行走軌跡、搬運物料、碼垛、噴涂和打包分揀，詳細講述了這些案例所用的編程指令、示教編程與再現過程中使用的示教器操作界面、操作機器人的步驟和方法，讓讀者通過典型應用的學習掌握工業機器人操作與編程的方法和技巧；項目七和項目八為擴展項目，講述了視覺系統和離線編程系統在工業機器人中的應用，使讀者能熟練使用視覺軟件和離線編程軟件的各功能模塊來完成機器人的視覺識別和離線編程。

本書在編寫過程中，注重對編程技巧和經驗的滲透，努力做到內容新穎、概念清晰、實用性強、通俗易懂，幫助讀者夯實技術基礎和提高綜合應用能力。

本書由湖南工業職業技術學院向艷芳、吳利清、徐娟和包頭輕工職業技術學院胡月霞共同編寫，具體編寫分工如下：項目一和項目四由徐娟編寫，項目二和項目三由胡月霞編寫，項目五和項目八由向艷芳編寫，項目六和項目七由吳利清編寫。參與本書編寫的還有湖南工業職業技術學院廖志遠、劉苗和楊曉東。由于時間倉促及編者水平有限，書中不足和疏漏之處在所難免，懇請讀者批評指正。

編　者

2020年10月

前言

學習項目一 初識工業機器人 1
任務1.1 工業機器人的分類、應用及特點 1
1.1.1 工業機器人的分類和應用 2
1.1.2 工業機器人的特點 4
任務1.2 工業機器人的組成 6
1.2.1 工業機器人本體 7
1.2.2 工業機器人驅動系統 8
1.2.3 工業機器人控制系統 9
任務1.3 工業機器人工作環境 11
1.3.1 工業機器人的坐標系 11
1.3.2 工業機器人的示教器 13
1.3.3 工業機器人的限位 17
1.3.4 工業機器人的零點校準 19
學習項目二 簡單移動工業機器人 21
任務2.1 手動移動工業機器人 21
2.1.1 工業機器人的單軸運動 22
2.1.2 工業機器人點位示教及保存 26
任務2.2 新建、編輯和加載程序 29
2.2.1 程序的基本信息 30
2.2.2 程序編輯與修改 31
2.2.3 程序檢查與運行 33
任務2.3 工業機器人行走軌跡 36
2.3.1 機器人軌跡分析 37
2.3.2 運動規劃和示教前的準備 38
2.3.3 運動指令 39
2.3.4 示教編程 40
學習項目三 工業機器人搬運物料 45
任務3.1 程序的結構、參數設定、備份與
恢復 45
3.1.1 定義鍵的功能和使用方法 46
3.1.2 程序編輯界面和程序結構 46
3.1.3 工業機器人系統備份與恢復的方法 48
任務3.2 工業機器人搬運示教 50
3.2.1 四點標定工具坐標系 51
3.2.2 路徑規劃與示教 52
任務3.3 工業機器人搬運編程 54
3.3.1 坐標系指令 55
3.3.2 I/O指令 55
3.3.3 延時指令 56
3.3.4 搬運編程 58
3.3.5 程序調試與運行（單步） 58
學習項目四 工業機器人堆疊物料 62
任務4.1 工業機器人堆疊物料工藝 62
4.1.1 物料的碼垛要求 63
4.1.2 物料碼垛的幾種常見形式 63
任務4.2 工業機器人碼垛程序算法 66
4.2.1 單排取料的算法 67
4.2.2 多排碼垛的算法 67
4.2.3 多排多層碼垛的算法 68
任務4.3 工業機器人堆疊物料編程 70
4.3.1 子程序 71
4.3.2 循環指令 73
4.3.3 堆疊物料程序 76
學習項目五 工業機器人噴涂 78
任務5.1 工業機器人噴涂示教 78
5.1.1 工業機器人噴涂工藝要求 79
5.1.2 工業機器人的噴涂工具使用 81
5.1.3 工業機器人的噴涂路徑規劃與
示教 84
任務5.2 工業機器人噴涂編程 88
5.2.1 外部軸指令設定 89
5.2.2 圓弧指令設定 90
5.2.3 噴涂工具指令設定 91
5.2.4 噴涂應用編程 91
學習項目六 工業機器人快遞打包分揀 96
任務6.1 工業機器人快遞打包分揀示教 96
6.1.1 快遞打包分揀要求 97
6.1.2 運動規劃與示教 98
任務6.2 工業機器人快遞打包分揀編程 101
6.2.1 條件指令 102
6.2.2 分揀編程與調試 103
學習項目七 工業機器人視覺識別 118
任務7.1 工業機器人視覺識別概述 118
7.1.1 視覺識別簡介 119
7.1.2 視覺識別平臺組成 120
任務7.2 工業機器人視覺識別應用 123
7.2.1 加載方案 124
7.2.2 模板設置 125
7.2.3 相機標定 132
7.2.4 視覺系統調試 138
學習項目八 工業機器人離線編程 142
任務8.1 工業機器人離線軟件安裝 142
8.1.1 軟件安裝 143
8.1.2 軟件啟動 145
任務8.2 離線軟件主要功能模塊介紹 148
8.2.1 離線軟件主界面 149
8.2.2 機器人本體操作界面 152
8.2.3 機器人工具操作界面 153
8.2.4 導入模型界面 154
任務8.3 工業機器人離線寫字應用 156
8.3.1 機器人本體選擇 157
8.3.2 寫字工具選擇 158
8.3.3 寫字模型導入 161
8.3.4 寫字編程與仿真 163
8.3.5 離線代碼輸出 168
參考文獻 170

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22. 計算機網絡基礎創新教程（模塊化+課程思政版） [主編 唐繼勇 李旭]
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24. Unity應用開發與實戰（微課版） [主 編 程永恒]
25. PHP程序設計項目化教程 [主 編 杜海穎]
26. 簡單易懂的Python入門教程 [［日］大澤文孝　著]
27. Python數據分析之道——Thinking in Pandas [[美]漢娜·斯捷潘內克（Hannah S]
28. 工業機器人（KUKA）操作與編程項目化教程 [唐翠微 蒲東清]
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30. 路由交換技術項目化教程 [主編　范國娟]