KUKA工業機器人從入門到精通

本書涵蓋工業機器人入門知識及KUKA工業機器人產品的應用知識與技術。全書從工業機器人組成特點、技術性能和基本產品等基礎知識出發，對工業機器人本體及諧波減速器、RV減速器等核心部件的結構原理、設計選型、安裝維護等進行了全面闡述；對工業機器人坐標系與姿態、程式結構與格式以及KUKA工業機器人的程式指令、程式資料、程式設計格式與示例等進行了詳盡說明；對機器人手動操作與示教、程式自動運行與監控、機器人零點校準與坐標系設定等操作、調試技術進行了系統介紹。

本書面向工程應用，技術先進、知識實用、選材典型，內容全面、由淺入深、循序漸進，可供工業機器人設計、使用、維修人員和高等學校師生參考。

第1章概述 / 1
1.1機器人的產生及發展 1
1.1.1 機器人的產生與定義 1
1.1.2 機器人的發展 4
1.2機器人的分類 8
1.2.1 機器人的分類方法 8
1.2.2 工業機器人 10
1.2.3 服務機器人 12
1.3工業機器人的應用 14
1.3.1 技術發展與產品應用 14
1.3.2 主要生產企業 16

第2章工業機器人的組成與性能 / 19
2.1工業機器人的組成及特點 19
2.1.1 工業機器人的組成 19
2.1.2 工業機器人的特點 23
2.2工業機器人的結構形態 25
2.2.1 垂直串聯機器人 25
2.2.2 水準串聯機器人 28
2.2.3 並聯機器人 29
2.3工業機器人的技術性能 32
2.3.1 主要技術參數 32
2.3.2 工作範圍與承載能力 34
2.3.3 自由度、速度及精度 36
2.4KUKA 工業機器人及性能 38
2.4.1 產品與型號 38
2.4.2 通用型垂直串聯機器人 40
2.4.3 專用型垂直串聯機器人 46
2.4.4 Delta、SCARA機器人 49
2.4.5 變位器 50
2.4.6 工件變位器 52

第3章工業機器人機械結構 / 57
3.1工業機器人本體結構 57
3.1.1 垂直串聯結構 57
3.1.2 垂直串聯手腕結構 60
3.1.3 SCARA、Delta結構 63
3.2關鍵零部件結構 65
3.2.1 變位器 66
3.2.2 減速器與CRB軸承 69
3.3典型結構剖析 71
3.3.1 機身結構剖析 71
3.3.2 手腕結構剖析 73

第4章諧波減速器及維護 / 77
4.1變速原理與產品 77
4.1.1 諧波齒輪變速原理 77
4.1.2 產品與結構 81
4.2主要技術參數與選擇 84
4.2.1 主要技術參數 84
4.2.2 諧波減速器選擇 88
4.3哈默納科諧波減速器 90
4.3.1 產品概況 90
4.3.2 部件型減速器 93
4.3.3 單元型減速器 98
4.3.4 簡易單元型減速器 104
4.4諧波減速器的安裝維護 105
4.4.1 部件型諧波減速器 105
4.4.2 單元型諧波減速器 110
4.4.3 簡易單元型諧波減速器 114

第5章RV 減速器及維護 / 116
5.1變速原理與產品 116
5.1.1 RV齒輪變速原理 116
5.1.2 產品與結構 121
5.2主要技術參數與選擇 123
5.2.1 主要技術參數 123
5.2.2 RV減速器選擇 129
5.3常用產品結構與性能 131
5.3.1 基本型減速器 131
5.3.2 標準單元型減速器 134
5.3.3 緊湊單元型減速器 135
5.3.4 中空單元型減速器 137
5.4RV 減速器安裝維護 139
5.4.1 基本安裝要求 139
5.4.2 基本型減速器安裝維護 141
5.4.3 單元型減速器安裝維護 145

第6章工業機器人程式設計常識 / 149
6.1機器人坐標系及定義 149
6.1.1 控制基準與控制軸組 149
6.1.2 機器人基本坐標系 153
6.1.3 機器人作業坐標系 156
6.1.4 KUKA機器人坐標系 160
6.1.5 坐標系方向(姿態)定義 162
6.2機器人姿態與工具姿態 166
6.2.1 機器人姿態 166
6.2.2 常用機器人的姿態定義 169
6.2.3 工具姿態定義 171
6.2.4 KUKA機器人及工具姿態 173
6.3移動要素及定義 175
6.3.1 機器人移動要素 175
6.3.2 移動目標位置定義 177
6.3.3 到位區間定義 178
6.3.4 移動速度定義 180
6.4工業機器人程式結構 181
6.4.1 程式與程式設計 181
6.4.2 應用程式基本結構 183
6.4.3 KUKA機器人程式結構 185

第7章KRL 程式設計基礎 / 188
7.1KRL 程式分類及格式 188
7.1.1 KRL程式分類與主程序 188
7.1.2 KRL副程式與資料表 191
7.1.3 KRL函數與中斷 193
7.1.4 使用者程式格式 196
7.2KRL 程式基本語法 199
7.2.1 名稱、注釋、行縮進與折合 199
7.2.2 KRL指令總覽 202
7.2.3 程式資料概述 208
7.3KRL 程式資料定義 210
7.3.1 資料類型與聲明 210
7.3.2 簡單資料定義 212
7.3.3 陣列資料定義 216
7.3.4 結構資料定義 219
7.3.5 枚舉資料定義 222
7.4KRL 運算式與函數 223
7.4.1 運算式、運算子與優先順序 223
7.4.2 算術、邏輯與比較運算 225
7.4.3 標準函數與特殊運算 227
7.5系統變數、計時器與標誌 231
7.5.1 系統變數與使用 231
7.5.2 計時器及使用 235
7.5.3 標誌及使用 236

第8章KRL 指令與程式編制 / 239
8.1基本移動要素及定義 239
8.1.1 作業形式與坐標系 239
8.1.2 程式點定義 241
8.1.3 到位區間、速度及加速度定義 243
8.1.4 工具姿態控制方式定義 247
8.2基本移動指令程式設計 248
8.2.1 指令格式與基本說明 248
8.2.2 PTP指令程式設計 252
8.2.3 LIN指令程式設計 253
8.2.4 CIRC指令程式設計 255
8.3樣條插補指令程式設計 258
8.3.1 樣條插補功能與使用 258
8.3.2 程式設計格式與示例 260
8.3.3 樣條插補附加指令 263
8.4基本DI/DO 指令程式設計 265
8.4.1 I/O信號及處理 265
8.4.2 DI/DO基本指令程式設計 268
8.4.3 脈衝輸出指令程式設計 270
8.5控制點輸出指令程式設計 272
8.5.1 終點及連續移動起點輸出 272
8.5.2 同步輸出指令程式設計 275
8.5.3 控制點操作指令程式設計 278
8.6迴圈處理DIG、AI/AO 指令程式設計 280
8.6.1 迴圈讀入DIG指令程式設計 280
8.6.2 AI/AO迴圈處理指示程式設計 282
8.7程式控制指令程式設計 284
8.7.1 執行控制指令程式設計 284
8.7.2 迴圈執行指令程式設計 288
8.7.3 分支控制指令程式設計 292
8.8中斷程式程式設計 294
8.8.1 中斷定義、啟用與使能 294
8.8.2 機器人停止及位置記錄 299
8.8.3 軌跡刪除與重新啟動 301

第9章機器人手動操作與示教程式設計 / 304
9.1操作部件結構與功能 304
9.1.1 操作部件安裝與連接 304
9.1.2 控制台與示教器 307
9.2控制系統一般操作與設定 310
9.2.1 啟動/關機與示教器熱插拔 310
9.2.2 操作介面與資訊顯示 311
9.2.3 主功能表、顯示語言與使用者等級 314
9.2.4 控制系統啟動方式與設定 315
9.2.5 操作模式與安全防護 317
9.2.6 狀態列圖示及操作 319
9.2.7 幫助檔與使用 323
9.3機器人手動操作 326
9.3.1 手動移動選項設定 326
9.3.2 3D滑鼠操作設定 329
9.3.3 機器人手動操作 331
9.4使用者程式創建與專案管理 334
9.4.1 檔案管理員及操作 334
9.4.2 KRL程式選擇、打開與顯示 336
9.4.3 用戶程式模組創建 339
9.4.4 專案管理操作 340
9.5KRL 程式輸入與編輯 343
9.5.1 程式指令輸入 343
9.5.2 程式注釋與程式編輯 348
9.6機器人移動指令示教 350
9.6.1 移動指令輸入與編輯 350
9.6.2 樣條類型定義指令輸入 354
9.6.3 型值點與樣條段輸入 357
9.6.4 樣條插補附加指令輸入 359
9.6.5 樣條插補指令編輯 362
9.7其他常用指令輸入與編輯 364
9.7.1 DO控制指令輸入與編輯 364
9.7.2 同步輸出指令編輯 366
9.7.3 WAIT指令編輯 367
9.7.4 AO輸出指令編輯 368

第10章程式自動運行與監控 / 370
10.1機器人程式本地運行 370
10.1.1 程式運行方式及說明 370
10.1.2 程式運行操作 373
10.1.3 程式運行顯示 376
10.2機器人程式遠端運行 379
10.2.1 遠端運行控制參數與程式 379
10.2.2 控制信號與時序要求 382
10.2.3 程式遠端運行操作 385
10.3機器人工作區間設定與監控 387
10.3.1 作業邊界與作業區域定義 387
10.3.2 工作區間的資料登錄設定 390
10.3.3 工作區間的KRL程式設定 391
10.4控制系統狀態顯示 393
10.4.1 機器人實際位置顯示 393
10.4.2 系統輸入/輸出信號狀態顯示 395
10.4.3 系統內部信號狀態顯示 398

第11章工業機器人調試 / 401
11.1機器人零點設定與校準 401
11.1.1 機器人調試內容與要求 401
11.1.2 機器人零點與校準 402
11.1.3 零點校準工具及安裝 404
11.1.4 零點自動測定與校準 407
11.1.5 零點直接設定與刪除 411
11.2軟極限、負載及坐標系設定 412
11.2.1 關節軸軟極限設定 412
11.2.2 機器人負載設定 414
11.2.3 機器人坐標系與設定 416
11.3工具移動作業系統坐標系設定 419
11.3.1 坐標系定義與資料登錄 419
11.3.2 TOOL CS原點示教 420
11.3.3 TOOL CS方向示教 422
11.3.4 BASE CS示教 426
11.4工件移動作業系統坐標系設定 427
11.4.1 坐標系定義與資料登錄 427
11.4.2 BASE CS示教 429
11.4.3 TOOL CS示教 431
11.5外部運動系統坐標系設定 433
11.5.1 機器人變位器坐標系設定 433
11.5.2 工件變位器坐標系設定 435
11.5.3 工件變位器的BASE CS設定 436
參考文獻 / 440