焊接機器人技術 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

陳茂愛

图书标签:

• 焊接机器人
• 工业机器人
• 自动化
• 焊接技术
• 机器人技术
• 制造
• 智能制造
• 机械工程
• 控制工程
• 精密制造

工业自动化前沿：现代机器人技术与应用实务 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且兼具实践指导意义的现代机器人技术概览，重点聚焦于机器人系统设计、控制理论、传感技术、以及在各个工业领域中的具体应用策略。本书摒弃了对单一特定领域（如焊接）的深入探讨，转而构建一个跨越多个核心技术模块的知识体系，以适应当前工业4.0对复合型技术人才的迫切需求。 第一部分：机器人学基础与运动学原理 本部分将系统地介绍机器人技术的基础理论框架。首先，从机器人学的基本概念出发，界定机器人的构成要素、分类及其在现代制造业中的战略地位。随后，我们将深入探讨机器人运动学，这是理解和控制任何机器人系统的基石。 坐标系变换与齐次变换矩阵： 详细阐述如何利用欧拉角、旋转矩阵和齐次变换矩阵来精确描述机器人连杆之间的相对位置与姿态。我们将用大量的实例来演示如何构建和简化复杂的运动学模型。 正运动学与逆运动学： 重点分析正运动学（已知关节角度求末端执行器位置）的推导过程，并着重剖析逆运动学的求解方法，包括解析法和数值法的优劣比较，为后续路径规划打下坚实基础。 雅可比矩阵与工作空间分析： 深入讲解雅可比矩阵在描述机器人速度和力学关系中的核心作用，分析其在奇异点附近的表现，并介绍如何利用工作空间分析来评估机器人的操作潜力。 第二部分：机器人控制系统与动力学 本部分将聚焦于机器人如何被精确地驱动和控制，从理论模型到实际的反馈实现。 机器人动力学建模： 介绍拉格朗日-欧拉方程和牛顿-欧拉方法，用于建立机器人的动力学模型。这部分内容对于理解机器人在高速运动中受到的惯性力、科里奥利力和重力至关重要，是实现高精度控制的前提。 经典与现代控制理论在机器人中的应用： 概述了比例-积分-微分（PID）控制器在机器人关节控制中的基础应用。更进一步，本书将引入基于模型的先进控制策略，如自适应控制、鲁棒控制，以及滑模控制，以应对工业环境中负载变化和模型不确定性带来的挑战。 轨迹规划与插补： 详述如何生成平滑、连续的关节空间或笛卡尔空间轨迹。重点讨论五次多项式插补法和时间最优控制的初步概念，确保机器人在运动过程中的加速度和加加速度满足机械限制。 第三部分：先进传感与感知技术 现代机器人不再是简单的“盲目”执行者，而是高度依赖环境感知的信息系统。本部分专门探讨支撑机器人智能化的关键技术。 视觉伺服技术（Visual Servoing）： 详细解析基于图像反馈的机器人控制，包括基于位置的视觉伺服（PVS）和基于图像的视觉伺服（IBVS）。重点分析了2D/3D视觉信息的获取、处理流程，以及如何将视觉误差转换为控制指令。 力/力矩传感与触觉反馈： 探讨了六维力传感器的工作原理及其在力控装配、打磨等精细操作中的应用。介绍如何利用力反馈信息实现接触稳定性和过程优化。 非接触式测量技术： 介绍激光雷达（LiDAR）、结构光扫描仪等技术在三维环境建模和物体定位中的应用，强调如何将这些高精度数据融入到机器人的决策环路中。 第四部分：工业应用场景与系统集成 本部分从宏观角度审视机器人在当代制造业中的具体部署和系统集成策略，侧重于通用性流程而非特定工艺。 柔性制造系统（FMS）中的机器人角色： 分析机器人如何作为核心单元集成到自动化生产线中，实现不同产品之间的快速切换和物料搬运（Material Handling）。 人机协作（Cobots）的安全性与接口设计： 讨论了为实现人机安全共存所必须遵守的国际安全标准（如ISO/TS 15066），以及协作机器人的编程模式（如引导示教）。 系统集成与调试流程： 提供了从需求分析、机器人选型、工作站布局设计到最终系统调试与验证的完整工程流程指南。强调了电气安全、网络通信协议（如EtherCAT, PROFINET）在大型自动化系统中的关键作用。 故障诊断与预测性维护： 介绍如何利用传感器数据和系统日志，构建基于状态的监测系统，实现对机器人驱动系统、减速器等关键部件的早期故障预警，最大化系统运行时间。 总结 本书面向高年级本科生、研究生以及期望从传统机加工或自动化领域转型到现代机器人工程的工程师。它提供了一个不局限于特定工艺（如焊接、喷涂或拾取）的广阔视角，专注于机器人技术栈的核心理论、控制科学与系统集成方法，是构建全面机器人工程知识体系的理想参考读物。读者在学完本书后，将具备设计、控制和集成复杂工业机器人系统的理论基础和实践能力。

评分☆☆☆☆☆

從學術研究的角度來看，這本書的參考價值也相當高。它的理論基礎非常紮實，引用的文獻列表看起來就非常權威且廣泛，涵蓋了從機械動力學到電氣控制的跨學科知識。特別是關於機器人路徑規劃與軌跡優化那一塊，作者不僅介紹了傳統的幾何路徑規劃方法，還探討了如何結合機器學習來優化焊接路徑以達到最高的效率和最小的能源消耗。這種前瞻性的討論，讓我思考到未來自動化產線的發展方向。此外，書中對幾種主流機器人品牌在特定應用場景下的性能比較與優劣分析，寫得非常客觀公正，並沒有偏袒任何一家製造商，而是純粹基於技術指標進行的評估，這在業界參考書中是很難得的。對於正在撰寫學位論文或進行技術預研的夥伴來說，這本書提供的技術脈絡和數據支持，無疑是極佳的切入點。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封面設計得很有質感，拿到手的時候就感覺沉甸甸的，不像有些工具書拿起來輕飄飄的，讓人覺得內容肯定有份量。書脊的字體選得很現代，配色也蠻專業的，給人一種嚴謹可靠的印象。我特別注意到內頁的紙質，不是那種太過光滑反光的紙，這樣閱讀起來眼睛比較舒服，長時間看也不容易疲勞。翻開目錄，感覺編排的邏輯性很強，從基礎的理論概念到實際的應用案例，層層遞進，看得出來作者在結構安排上是花了很多心思的。特別是對於初學者來說，這種由淺入深的引導方式，真的能幫助我們快速建立起對這個領域的整體認知，不會一開始就被一堆術語給嚇跑。而且，書中的插圖和示意圖都相當精緻，線條清晰，對於理解複雜的機械結構和焊接流程非常有幫助，很多文字難以描述的細節，透過這些圖表一下子就明白了。整體來說，從裝幀到內容組織，都體現出出版團隊的專業水準，讓人非常期待深入閱讀。

评分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常獨特，它不像某些翻譯書籍那樣死板生硬，讀起來有一種很流暢的專業感。作者在解釋複雜的控制理論時，很擅長使用貼近實際操作的比喻，讓人很容易抓到重點。舉個例子，當他解釋如何在高動態範圍下保持焊接電流的穩定性時，他用了類比一個經驗豐富的焊工在不同姿勢下調整焊槍角度的比方，一下子就把抽象的PID控制參數調整難度形象化了。這種「技術與經驗」結合的寫法，極大地降低了技術門檻。不過，儘管作者努力讓內容易懂，但某些關於高等數學模型的部分，如果讀者完全沒有相關的工程背景，可能還是需要花費額外的時間去理解其推導過程。總體而言，這是一本兼顧深度與易讀性的好書，它成功地在學術的嚴謹性和工程的實用性之間找到了一個非常好的平衡點。

评分☆☆☆☆☆

讀完這本書的某幾個章節後，我最大的感受是作者在技術細節上的鑽研程度簡直令人咋舌。坦白說，市面上關於自動化或機器人技術的書籍不少，但能把「焊接」這個特定工藝的每一個環節都拆解得如此透徹的，實在是少見。舉例來說，書中關於不同焊接模式（比如MIG/MAG、TIG）在機器人操作上的參數調整與補償策略，作者沒有停留在教科書式的理論介紹，而是深入探討了實際生產線上常見的熱變形問題如何透過軟體演算法進行即時修正，這點對於我們這些實際操作現場的人來說，簡直是如獲至寶。尤其是一些關於感測器融合技術在複雜焊縫追蹤上的應用分析，作者引用了幾篇近年的研究成果，並結合實際的製程瓶頸進行了深入的剖析與解決方案的探討。這本書的深度已經超越了一般的入門或中階指南，更像是一本給資深工程師和研發人員參考的技術手冊，內容的密度非常高，需要反覆咀嚼才能完全消化。

评分☆☆☆☆☆

我發現這本書在實務應用案例的選擇上非常貼近台灣當地的製造業現況，這一點非常加分。它並沒有只羅列國際大廠的超級複雜案例，而是針對中小型企業在導入自動化過程中可能遇到的實際困難，提供了相對務實的解決方案。比如，書中有一個章節專門討論了面對多品種、小批量生產模式時，如何快速更換夾具和重新編程機器人手臂的標準化流程，這正是很多台灣傳產業者目前最頭痛的問題。書中提供的範例程式碼（雖然是偽代碼或流程圖形式呈現）清晰易懂，可以直接拿去對照自己的 PLC 或機器人控制器進行修改和應用。這種「問題導向」的內容組織方式，讓讀者在閱讀時，腦中就不斷地在思考「我的工廠裡可以怎麼用？」，而不是空泛地停留在理論層面。這本書真正做到了把先進的機器人焊接技術，轉化為工廠管理者和現場技術員都能理解並實施的指導手冊，對於提升本土製造業的自動化水平，絕對是一大助益。