亲手操作，控制及校调工业机器人 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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机器人时代来临，20年内将取代80%目前人类的工作，但工业机器人不用说末来，目前已经在各个行业中服役很久了。

　　本书将工业机器人的原理完整介绍，并且配合专业的软体，让你不但可以操作，更可以将新的功能加入到机器人的身上，并且介绍了目前在不同行业中流行的机器人产品，大幅降低进入机器人世界的门槛。

　　现在不了解机器人，明天就当机器人的员工，本书是让你快速进入机器人世界的最佳捷径。

　　适用：工业机器人设计、使用、维修人员和相关科系师生参考用书。
 

控制与制造的艺术：现代工业自动化解析 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，聚焦于现代工业环境中自动化系统的核心要素、设计原理、运行机制及其对制造业转型的深远影响。我们跳脱出单一设备的束缚，着眼于整个制造流程的优化与整合，探讨如何通过先进的控制理论与精密的制造技术，实现生产效率的革命性提升和产品质量的稳定保障。 第一部分：制造系统的演进与架构基础 本部分首先追溯了自动化技术自上世纪中叶以来的发展脉络，从早期的机电一体化到当前基于信息物理系统（CPS）的智能制造。我们将详细解析现代工业生产体系的宏观架构，包括车间级、产线级和企业级的集成模型。重点剖析构成自动化制造系统的三大支柱：传感技术、执行机构和中央控制单元。 传感器技术在过程监测中的关键作用： 深入探讨各类非接触式与接触式传感器在实时数据采集中的应用。内容涵盖高精度视觉传感器（如三维激光扫描仪和机器视觉系统）如何用于缺陷检测和定位，以及压力、温度、流量等过程变量传感器在反馈控制回路中的重要性。我们将详细分析如何进行传感器选型、噪声处理以及数据融合技术，确保控制系统获取的数据的准确性和可靠性。 驱动与执行机构的动力学特性： 这一章节侧重于驱动系统——实现物理动作的部件。详细介绍伺服电机、步进电机以及液压和气动系统的基本原理、优势与局限性。分析其动态响应特性，如惯量匹配、力矩饱和点、反作用力补偿等，这些是实现高精度运动控制的物理基础。我们还将讨论直线运动机构（如滚珠丝杠、直线导轨）和旋转运动机构（如谐波减速器、行星齿轮箱）的设计选择如何直接影响最终系统的刚度和定位精度。 控制系统的分层结构与通信协议： 现代制造系统依赖于严密的分层控制架构。我们将解构从现场级（PLC/PAC）到监督控制与数据采集（SCADA）系统的各层功能。重点阐述工业通信协议，如EtherCAT、PROFINET、Modbus TCP等，它们如何保证数据在不同层级间实时、可靠地传输。探讨时间敏感网络（TSN）在确保工业以太网实时性方面的最新进展。 第二部分：高级控制理论在优化生产中的应用 本部分是本书的核心理论部分，关注如何运用先进的数学模型和控制算法，使制造过程超越简单的开环或PID控制，达到最优化的性能水平。 过程建模与辨识： 在有效控制之前，必须准确理解被控对象的行为。我们将介绍系统辨识方法，包括时域和频域辨识技术，用于建立描述复杂机械或化学过程的数学模型（如传递函数、状态空间模型）。讨论非线性系统的建模挑战及线性化处理技术。 现代反馈控制策略的深度剖析： 不仅仅是PID的调谐，本书将深入讲解先进的反馈控制算法： 1. 状态空间法与极点配置： 阐述如何利用系统的状态变量设计最优的反馈增益矩阵，以保证系统在多变量耦合情况下的稳定性与性能。 2. 最优控制（LQR/MPC）： 重点介绍基于模型的预测控制（MPC）。分析MPC如何通过滚动优化原理，结合系统约束条件（如速度限制、力矩限制），实时计算出最优控制序列，尤其适用于具有较大时间延迟或耦合性的过程。 3. 鲁棒控制与自适应控制： 探讨系统参数不确定性或环境干扰（如磨损、负载变化）下的控制策略。鲁棒控制如何保证在参数变化范围内仍满足性能指标；自适应控制如何在线调整控制器参数以适应系统动态的变化。 运动轨迹规划与同步控制： 对于涉及复杂运动的任务，如高速装配或喷涂，轨迹的平滑性与精确性至关重要。本章详细介绍样条插值（如贝塞尔曲线、B样条）在生成平滑、无冲击的运动路径中的应用。探讨多轴间的插补技术和精确的时间同步机制，确保多个执行单元的协同工作。 第三部分：系统集成、故障诊断与安全保障 高效的自动化系统必须具备高度的集成性、自检能力和完善的安全保障机制。 人机交互界面（HMI）与可视化工程： 探讨如何设计直观、高效的人机界面，使用户能够方便地监控系统状态、输入生产指令并快速响应报警。分析数据可视化在过程监控中的作用，如趋势图、实时状态仪表盘的设计原则。 基于模型的故障诊断（Model-Based Fault Diagnosis, MBFD）： 介绍如何利用系统精确模型与实时观测数据之间的残差来判断系统内部组件是否发生故障。区别于简单的阈值报警，MBFD能够定位故障源头，例如，区分是传感器漂移还是驱动器输出异常。讨论残差生成函数的设计与残差的合理阈值确定。 工业网络安全与功能安全标准： 在物联网（IIoT）背景下，工业控制系统的网络安全面临严峻挑战。本书讨论了针对工控系统的潜在威胁（如DDoS攻击、恶意代码注入）及相应的防御措施，包括网络分段、访问控制和安全审计。同时，详细解读功能安全标准（如IEC 61508/61511），确保安全仪表化系统（SIS）的可靠设计与实施，保障人员与生产设备的安全。 第四部分：智能制造：数据驱动的优化 展望未来，本部分聚焦于如何利用工业大数据和人工智能技术来进一步提升制造系统的柔性和效率。 大数据分析在生产优化中的应用： 介绍如何从海量的传感器和历史操作数据中提取有价值的信息。讨论时间序列分析、异常检测算法（如孤立森林、隔离树）在预测性维护（Predictive Maintenance, PdM）中的实践。通过分析设备运行的历史数据，提前预警潜在的性能下降或部件失效。 机器学习在过程控制中的前沿探索： 探讨深度学习模型（如循环神经网络RNN、深度强化学习DRL）在解决传统方法难以处理的复杂、高维控制问题上的潜力。例如，如何利用强化学习训练出比人工调试更优化的PID参数集，或用于复杂化学反应的实时优化控制。 本书适合于从事自动化工程、机械工程、过程控制及相关领域的研究人员、高级技术人员以及对现代工业制造系统有深入学习需求的工程师和学生。通过对理论的扎实阐述和对实际应用的细致剖析，读者将能够掌握设计、实施和优化复杂自动化生产线所需的综合知识体系。

前言

第1章 工业机器人概述
1.1  机器人的产生与发展
1.2  机器人的分类与概况
1.3  工业机器人的应用与产品

第2章工业机器人的组成与效能
2.1  工业机器人的组成与特点
2.2  工业机器人的结构形态
2.3  工业机器人的技术性能

第3章工业机器人的机械结构
3.1  垂直串联机器人
3.2  SCARA及Delta机器人
3.3  工业机器人结构实例

第4章机械核心套件及安装维护
4.1  CRB轴承及同步带
4.2  滚珠丝杠
4.3  卷动导轨
4.4  谐波减速器原理与产品
4.5  套件型谐波减速器译型程式的区别
4.6  单元型谐波减速器
4.7  简易单元型谐波减速器
4.8  齿轮箱型谐波减速器
4.9  微型谐波减速器
4.10  RV减速器原理与产品
4.11  套件型RV减速器
4.12  齿轮箱型RV减速器

第5章电气控制系统的安装连接
5.1  系统组成与连接总图
5.2  控制套件及安装连接
5.3  伺服驱动器安装连接
5.4  机器人的电气连接

第6章工业机器人基本指令程式设计
6.1  程式格式与控制指令
6.2  移动指令程式设计与实例
6.3  输入/输出指令程式设计与实例
6.4  程式控制指令程式设计与实例
6.5  变数的程式设计与实例
6.6  平移指令程式设计与实例

第7章点焊机器人作业程式编制
7.1  焊接机器人概述
7.2  机器人点焊系统
7.3  点焊作业档案的编制
7.4  点焊作业指令程式设计与实例

第8章弧焊机器人作业程式编制
8.1  机器人弧焊系统
8.2  弧焊作业档案的编制
8.3  弧焊作业指令程式设计
8.4  摆焊作业指令程式设计与实例

第9章其他机器人作业程式编制
9.1  搬运机器人概述
9.2  搬运作业指令程式设计与实例
9.3  通用机器人概述
9.4  通用作业指令程式设计

第10章机器人手动与示教操作
10.1  示教器及功能
10.2  机器人的安全操作
10.3  机器人手动操作
10.4  机器人的示教程式设计
10.5  指令的编辑操作

第11章程式的编辑和再现执行
11.1  程式的编辑
11.2  速度修改、程式点检查与试执行
11.3  变数的编辑操作
11.4  再现方式与执行条件设定
11.5  程式的再现执行

第12章控制系统的功能设定
12.1  机器人原点的设定
12.2  工具档案的设定
12.3  机器人进阶安装与设定
12.4  使用者座标系的设定
12.5  运动保护区的设定

第13章控制系统的侦错与维修
13.1  系统显示与操作设定
13.2  系统参数设定与硬体规格
13.3  系统资料储存、恢复和初始化
13.4  系统的状态监控
13.5  系统警告与故障处理

附录1  安全模式与选单显示、编辑总表
附录2  DX100系统参数总表

前言

　　工业机器人是集机械、电子、控制、电脑、感测器、人工智慧等多学科先进技术于一体的机电一体化装置，被称为工业自动化的三大支撑技术之一。随着社会的进步和工作力成本的增加，工业机器人的应用已越来越广。

　　工业机器人是一种功能完整、可独立执行的自动化装置，它有本身的控制系统，能依靠本身的控制能力来完成规定的作业工作。工业机器人的设计、侦错、使用、维修人员，需要熟悉机器人的结构，掌握其安装维护、操作程式设计、侦错维修技术，才能充分发挥机器人的功能，确保其正常可靠执行。

　　本书不仅介绍工业机器人的产生、发展和分类概况，工业机器人的组成、特点和技术性能等基础知识，而且重点针对工业机器人的设计、侦错、使用、维修人员的需求，全面系统地描述工业机器人的机械结构、机械核心套件的结构原理和安装维护要求；对工业机器人的电气控制系统组成、控制套件的安装连接技术进行实际介绍；对工业机器人的基本指令以及点焊、弧焊、搬运、通用机器人的作业指令程式设计进行完整的说明；对工业机器人的手动操作、示教程式设计、再现执行的方法和步骤进行详细的说明。此外，还对变数程式设计、平移程式设计、作业档案编制等高层次程式设计技术，以及系统设定、参数设定、硬体规格、执行监控、资料备份与恢复、故障诊断与维修等高层次侦错维修技术进行深入的说明。本书可为企业工业机器人设计、使用、维修人员及大专院校师生的学习加强提供参考。

　　第1～2章介绍机器人的产生、发展、分类及产品与应用情况；对工业机器人的组成、特点和技术性能进行实际说明。

　　第3章详细描述工业机器人的结构形态及各部分的机械传动系统，并以典型产品为例，完整介绍机器人机械套件的安装和维修方法。

　　第4章对工业机器人的机械核心套件--交换滚子轴承、同步带、滚珠丝槓、直线导轨、谐波减速器、RV减速器等的结构原理、安装维护要求进行深入实际的说明。

　　第5章介绍工业机器人电气控制系统的结构与组成，并以典型产品为例，全面介绍电气控制系统各组成套件的功能和安装、连接要求。

　　第6章详细说明工业机器人基本指令的程式设计格式、程式设计要点、应用技巧，对变数程式设计、平移程式设计等高层次程式设计技术进行全面说明，并提供丰富的程式实例。

　　第7章对点焊机器人作业指令的程式设计格式、程式设计要点，作业档案的编制方法进行详细说明，对多点连续焊接、电极修磨与检测、工件搬运等高层次程式设计技术进行了系统说明，并提供了完整的程式实例。
　　　
　　第8章对弧焊机器人作业指令的程式设计格式、程式设计要点，作业档案的编制方法进行详细说明，对渐层焊接、摆焊焊接等高层次程式设计技术进行系统说明，并提供完整的程式实例。

　　第9章对搬运、通用机器人作业指令的程式设计格式、程式设计要点，作业档案的编制方法进行详细说明；对输入/输出讯号功能与要求、作业指令与控制讯号间的关系等高层次程式设计需要相关的内容进行了深入说明；提供了完整的程式实例。

　　第10章系统介绍了工业机器人的示教器使用，安全操作、手动操作、示教程式设计、指令编辑等基本操作的方法和步骤，对示教条件设定等高层次操作技术进行了详细说明。

　　第11章系统介绍了工业机器人的程式编辑操作，速度修改、程式点检查及试执行、再现执行等基本操作的方法和步骤，对变数编辑、程式的平移和映像档转换、程式点调整等高层次操作技术进行详细说明。

　　第12章对工业机器人的原点设定、工具档案设定、进阶安装设定、使用者座标系设定、运动保护设定等高层次侦错操作技术进行详细说明。

　　第13章对工业机器人的示教器设定、系统参数设定与硬体规格、系统资料储存恢复和初始化、执行监控、系统警告与故障处理等高层次维修操作技术进行详细说明。

　　由于编着者水准有限，书中难免存在疏漏、缺点和错误，望读者们批评、指正，以便进一步加强本书的品质。

　　本书撰写参阅了安川公司、Harmonic Drive System、Nabtesco Corporation及其他相关公司的技术资料，并获得安川技术人员的大力支持与帮助，在此表示衷心的感谢！

评分☆☆☆☆☆

對於在學校教書多年的我來說，要將工業機器人這樣複雜的議題，轉化為學生能夠理解和吸收的知識，一直是個挑戰。《親手操作，控制及校調工業機器人》這本書，提供了一個非常棒的範例。它的結構非常清晰，從最基本的硬體認識，到軟體的操作介面，再到實際的應用案例，環環相扣，邏輯性十足。 我特別欣賞書中在講解「控制系統」的部分。它不僅解釋了PLC（可程式化邏輯控制器）在機器人系統中的角色，還深入探討了各種運動控制模式，例如點對點控制、直線插補、圓弧插補等。更難得的是，書中還引用了一些實際的程式碼片段，讓學生可以對照學習，理解指令是如何被轉譯成機器人的動作。 此外，書中關於「機器人離線程式模擬」的介紹，對我來說也非常有啟發。它讓學生在實際接觸昂貴的機器設備之前，就能夠透過軟體進行程式的編寫、測試和除錯，大大降低了學習的門檻和風險。這本書不僅能讓學生掌握操作和校調的技能，更能培養他們解決問題和創新思考的能力。我相信，如果能將這本書的內容融入教學，絕對能提升學生的學習興趣和專業技能。

评分☆☆☆☆☆

這本《親手操作，控制及校調工業機器人》，完全打中了我的痛點！我是一名剛從學校畢業，被派去負責產線自動化設備維護的新人。理論學得再多，實際操作起來還是會手足無措。尤其是機器人的校調，感覺比登天還難，每次都得等原廠的技術人員來，不僅耗時，費用也貴得嚇人。 閱讀這本書的過程，就像在參加一場為期數週的密集訓練。它循序漸進地引導我了解機器人的骨架、肌肉和神經系統。書中的圖解非常精細，從螺絲的鬆緊度、感測器的位置，到encoders的解讀，都解釋得清清楚楚。我尤其欣賞書中關於「基礎校調」的章節，它詳細列出了幾種常見的校調方法，並提供了許多「眉角」。例如，在進行線性校調時，要注意環境溫度和氣壓的影響；在進行角度校調時，如何利用特殊的治具來提高精準度。 最讓我驚喜的是，書裡還包含了一些「進階診斷」的技巧，像是如何透過分析機器人的運動軌跡，來判斷是否有潛在的磨損或機械故障。這對我來說，簡直是寶藏！以前遇到問題，只能靠經驗撞牆，現在有了這本書，我感覺自己好像擁有一本「機器人醫生」的診斷手冊。這不僅讓我能夠更有效率地解決現場的問題，也讓我對自己的工作更有信心，不再只是被動的執行者，而是能主動找出問題、解決問題的關鍵人物。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我一開始對這本書並沒有太大的期待。我認為工業機器人離我的日常生活太遙遠了，充其量就是工廠裡的機器手臂而已。但因為工作需要，我必須對這類技術有一定的了解，所以就買來看看。沒想到，這本書的內容，比我預期的還要豐富許多，而且寫得非常「接地氣」。 書中對於「感測器整合」的論述，讓我印象深刻。它不只是單純介紹幾種感測器，而是詳細說明了如何將這些感測器融入到機器人的控制迴路中，以實現更精準、更智慧化的操作。例如，視覺感測器如何幫助機器人辨識物品的位置和姿態，力覺感測器如何讓機器人在接觸物體時，能夠精確地控制施力的大小。 更讓我驚訝的是，書中還觸及了「機器人網路通訊」和「遠端監控」的議題。這讓我意識到，現代的工業機器人已經不再是獨立運作的個體，而是整個智慧製造系統中不可或缺的一環。透過網路，我們可以實現對多台機器人的協調控制，以及即時的數據分析和遠端故障診斷。這本書讓我對工業機器人的認知，從單純的操作，昇華到對整個系統的理解，讓我看到自動化技術的無限可能。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《親手操作，控制及校調工業機器人》真的是我的救星！身為一個剛踏入自動化產線的新手，面對那些冰冰冷冷的龐然大物，心裡總是有股莫名的畏懼。以前只敢遠遠觀看，聽著老師傅們講著那些術語，覺得離自己好遙遠。但自從翻開這本書，整個世界都變了！它不像坊間那些純理論的教科書，枯燥乏味到讓人打瞌睡。作者用非常淺顯易懂的語言，加上生動的圖解，把工業機器人的操作、控制和校調這些看似高深的學問，拆解成一步一步的指令。 我記得第一次親手拿起操作器，手指顫抖著按下啟動鈕，看著機器手臂緩緩移動，那一刻的成就感真是無法言喻。書裡面的步驟非常詳細，從基本的啟動流程、各個軸向的移動、點位紀錄，到更進階的軌跡規劃，都像是手把手教學一樣。尤其讓我印象深刻的是關於「校調」的部分，以前覺得那是工程師才懂的領域，但書裡面的說明，結合實際操作的注意事項，讓我了解如何去檢查機器人的精準度，以及一些基本的排除故障方法。這讓我不再只是個機械的操作者，而是能更深入地理解機器的「脾氣」，更能獨立解決一些小問題。

评分☆☆☆☆☆

身為一個在傳產製造業打滾多年的老鳥，對於「自動化」這個詞，以前總是抱持著一種觀望甚至有點抗拒的態度。畢竟，我們這一行靠的是經驗累積和細膩的手感，機器人聽起來就是會取代人力的冰冷玩意兒。但公司最近引進了一些新的自動化設備，雖然有外廠的技術人員來指導，但畢竟不是自己人，很多細節上的問題，他們也只能點到為止。 後來，同事推薦了這本《親手操作，控制及校調工業機器人》，我半信半疑地拿來翻閱。沒想到，這本書真的顛覆了我對機器人的刻板印象。它不是只講那些高難度的程式碼，而是從最基礎的「人」跟「機器」如何互動開始。書中對各種感測器的應用、協同作業的技巧，以及如何讓機器人「讀懂」我們的意圖，都有深入淺出的說明。我特別喜歡它在描述「人機協作」時的觀點，強調的是如何利用機器人的優勢，去減輕人力的負擔，而不是單純的取代。 透過書裡的介紹，我開始思考，其實機器人就像一個更聽話、更精準的「助手」。理解了它的操作邏輯，我們反而能更聰明地運用它。比如，書中提到的「安全區域設定」和「緊急停止迴路」的講解，讓我更加重視操作安全，也更能判斷哪些任務適合交給機器人，哪些還是需要人工的靈活性。這本書讓我看到，機器人不僅是冰冷的機械，更是能與人類合作、提升生產效率的好夥伴。