本书是针对工业机器人应用人才培养的需要而编写的,以培养和提高读者机器人专业英语能力为目标,旨在使读者掌握工业机器人专业英语知识及应用现状。本书由12个主题单元组成,内容涵盖了工业机器人领域的主要技术分支,包括基本知识,不同机器人类型,ABB、KUKA、YASKAWA、FANUC等主流机器人,工业机器人在搬运、焊接、喷涂、装配、打磨等行业的应用,新型机器人,全球机器人发展计划,工业机器人展望等内容。本书取材新颖、内容丰富,可作为工业机器人等相关专业的专业英语教材,也可供从事机器人相关领域工作的技术人员参考使用。本书配套有丰富的教学资源,凡使用本书作为教材的教师可咨询相关机器人实训装备,也可通过书末“教学资源获取单”获取相关数字教学资源。咨询邮箱:edubot_zhang@126.com。
本书以培养和提高读者机器人专业英语能力为目标,旨在使读者掌握工业机器人专业英语知识及应用现状。取材新颖、内容丰富,紧贴时代,配套有丰富的教学资源,可作为工业机器人等相关专业的专业英语教材,也可供从事机器人相关领域工作的技术人员参考使用。
序一
现阶段,我国制造业面临资源短缺、劳动力成本上升、人口红利减少等压力,而工业机器人的应用与推广,将极大地提高生产效率和产品质量,降低生产成本和资源消耗,有效提高我国制造业竞争力。我国《机器人产业发展规划(2016-2020年)》强调,机器人是先进制造业的关键支撑装备,也是未来生活方式的重要切入点。广泛采用工业机器人,对促进我国先进制造业的崛起有着十分重要的意义。“机器换人,人用机器”的新型制造方式有效推进了工业升级和转型。
工业机器人作为集众多先进技术于一体的现代制造业装备,自诞生起至今已经取得了长足进步。当前,新科技革命和产业变革正在兴起,全球工业竞争格局面临重塑,世界各国及国际经济组织紧抓历史机遇,纷纷出台相关战略:美国的“再工业化”战略、德国的“工业4.0”计划、欧盟的“2020增长战略”,以及我国推出的“中国制造2025”战略。这些战略都以发展先进制造业为重点,并将机器人作为智能制造的核心发展方向。伴随机器人技术的快速发展,工业机器人已成为柔性制造系统(FMS)、工厂自动化(FA)系统、计算机集成制造系统(CIMS)等先进制造系统的关键支撑装备。
随着工业化和信息化的快速推进,我国工业机器人市场进入高速发展时期。国际机器人联合会(IFR)的统计数据显示,截至2016年,中国已成为全球zui大的工业机器人市场。未来几年,中国工业机器人市场仍将保持高速的增长态势。然而,现阶段我国机器人技术人才匮乏,与巨大的市场需求严重不协调。《中国制造2025》强调要健全、完善中国制造业人才培养体系,为推动中国从制造业大国向制造业强国转变提供人才保障。从国家战略层面而言,为推进智能制造的产业化发展,工业机器人技术人才的培养刻不容缓。目前,随着“中国制造2025”战略的全面实施和国家职业教育改革的发展,许多应用型本科院校、职业院校和技工院校纷纷开设工业机器人相关专业。但工业机器人是一门涉及知识面很广的实用型学科,就该学科而言,各院校普遍存在师资力量缺乏、配套教材资源不完善、工业机器人实训装备不系统、技能考核体系不完善等问题,导致无法培养出企业需要的专业机器人技术人才,从而严重制约了我国机器人技术的推广和智能制造业的发展。江苏哈工海渡工业机器人有限公司依托哈尔滨工业大学在机器人方向的研究实力,顺应形势需要,将产、学、研、用相结合,组织企业专家和一线科研人员开展了一系列企业调研,面向企业需求,联合多所高校教师共同编写了“全国高职高专工业机器人专业‘十三五’规划系列教材”。
该系列教材具有以下特点:
(1) 循序渐进,系统性强。该系列教材涵盖了工业机器人的入门实用、技术基础、实训指导、工业机器人的编程与高级应用等内容,由浅入深,有助于学生系统地学习工业机器人技术。
(2) 配套资源丰富多样。该系列教材配有相应的电子课件、视频等教学资源,并且可提供配套的工业机器人教学装备,构建了立体化的工业机器人教学体系。 (3) 通俗易懂,实用性强。该系列教材言简意赅、图文并茂,既可用于应用型本科院校、职业院校和技工院校的工业机器人应用型人才培养,也可供从事工业机器人操作、编程、运行、维护与管理等工作的技术人员参考和学习。
(4) 覆盖面广,应用广泛。该系列教材介绍了国内外主流品牌机器人的编程、应用等相关内容,顺应国内机器人产业人才发展需要,符合制造业人才发展规划。
“全国高职高专工业机器人专业‘十三五’规划系列教材”结合实际应用,将教、学、用有机结合,有助于读者系统学习工业机器人技术和强化提高实践能力。本系列教材的出版发行,必将提升我国工业机器人相关专业的教学效果,全面促进“中国制造2025”战略下我国工业机器人技术人才的培养和发展,大力推进我国智能制造产业变革。
序二
自机器人出现至今短短几十年中,机器人技术的发展取得了长足进步,伴随着产业变革的兴起和全球工业竞争格局的全面重塑,机器人产业发展越来越受到世界各国的高度关注,其纷纷将发展机器人产业上升到国家战略层面,提出“以先进制造业为重点战略,以机器人为核心发展方向”,并将此作为保持和重获制造业竞争优势的重要手段。
工业机器人作为目前技术发展zui成熟且应用zui广泛的一类机器人,已广泛应用于汽车及其零部件制造,电子、机械加工,模具生产等行业以实现自动化生产,并参与到了焊接、装配、搬运、打磨、抛光、注塑等生产制造过程之中。工业机器人的应用,既有利于保证产品质量、提高生产效率,又可避免大量工伤事故,有效推动了企业和社会生产力的发展。作为先进制造业的关键支撑装备,工业机器人影响着人类生活和经济发展的方方面面,已成为衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。
随着工业大国相继提出机器人产业策略,如德国的“工业4.0”、美国的“先进制造伙伴计划”、中国的“‘十三五’规划”与“中国制造2025”等国家政策,工业机器人产业迎来了快速发展态势。随着劳动力成本上涨、人口红利逐渐消失,生产方式向柔性、智能、精细化方向转变,中国制造业正处于转型升级的关键时间。在全球新科技革命和产业变革与中国制造业转型升级形成历史性交汇的这一时期,中国成为全球zui大的工业机器人市场。大力发展工业机器人产业,对于打造我国制造业新优势、推动工业转型升级、加快制造强国建设、改善人民生活水平具有深远意义。
我国工业机器人产业迎来了爆发性的发展机遇,然而,现阶段我国工业机器人领域人才储备数量严重不足,从工业机器人的基础操作维护人员到高端技术人才普遍存在巨大缺口,企业缺乏受过系统培训、能熟练安全应用工业机器人的专业人才。现代工业是立国的基础,需要有与时俱进的职业教育和人才培养配套资源。“全国高职高专工业机器人专业‘十三五’规划系列教材”由江苏哈工海渡工业机器人有限公司联合众多高校和企业共同编写完成。
该系列教材依托哈尔滨工业大学的先进机器人研究技术而编写,结合企业实际用人需求,充分贯彻了现代应用型人才培养“淡化理论,技能培养,重在运用”的指导思想。该系列教材涵盖了国际主流品牌和国内主要品牌机器人的入门实用、实训指导、技术基础、高级编程等内容,注重循序渐进与系统学习,并注重强化学生的工业机器人专业技术能力和实践操作能力,既可作为工业机器人技术或机器人工程专业的教材,也可作为机电一体化、自动化专业所开设的工业机器人相关课程的教学用书。该系列教材“立足工业,面向教育”,填补了我国在工业机器人基础应用及高级应用系列教材中的空白,有助于推进我国工业机器人技术人才的培养和发展,助力“中国智造”。
前言
机器人是先进制造业的重要支撑装备,也是未来智能制造业的关键切入点,工业机器人作为机器人家族中的重要一员,是目前技术zui成熟、应用zui广泛的一类机器人。工业机器人的研发和产业化应用是衡量一个国家科技创新和高端制造发展水平的重要标志。发达国家已经把发展工业机器人产业作为抢占未来制造业市场、提升竞争力的重要途径,汽车工业、电子电器行业、工程机械等众多行业大量使用工业机器人自动化生产线,在保证产品质量的同时,改善了工作环境,提高了社会生产效率,有力推动了企业和社会生产力发展。
当前,随着我国劳动力成本上涨、人口红利逐渐消失,生产方式向柔性、智能、精细化方向转变,构建新型智能制造体系迫在眉睫,对工业机器人的需求大幅增长。大力发展工业机器人产业,对于打造我国制造业新优势,推动工业转型升级,加快制造强国建设,改善人民生活水平具有深远意义。“中国制造2025”将机器人列入了十大重点发展领域,机器人产业已经上升到了国家战略层面。
在全球范围内的制造产业战略转型期,我国工业机器人产业迎来革命性的发展机遇。然而,现阶段我国工业机器人领域人才供需失衡,缺乏受过系统培训、能熟练安全使用和维护工业机器人的专业人才。针对这一现状,为了更好地推广工业机器人技术的运用,亟须编写一套系统、全面的工业机器人实用教材。
本书是针对工业机器人应用人才培养的需要而编写的,以培养和提高读者机器人专业英语能力为目标,旨在使读者掌握工业机器人专业英语知识及应用现状。本书由12个主题单元组成,内容涵盖了工业机器人领域的主要技术分支,包括基本知识,不同机器人类型,ABB、KUKA、YASKAWA、FANUC等主流机器人,工业机器人在搬运、焊接、喷涂、装配、打磨等行业的应用,新型机器人,全球机器人发展计划,工业机器人展望等内容。
本书取材新颖、内容丰富,可作为工业机器人等相关专业的专业英语教材,也可供从事机器人相关领域工作的技术人员参考使用。
本书由哈工海渡机器人学院的张明文任主编,霰学会和宁金任副主编,参加编写的还有顾三鸿和张广才等,由高文婷和王伟主审。全书由张明文统稿,具体编写分工如下:霰学会编写第1~3章;宁金编写第4~6章;顾三鸿编写第7~9章;张广才编写第10~12章。本书编写过程中,得到了哈工大机器人集团和江苏哈工海渡工业机器人有限公司的有关领导、工程技术人员,以及哈尔滨工业大学相关教师的鼎力支持与帮助,在此表示衷心的感谢!
由于编者水平及时间有限,书中难免有不足之处,敬请读者批评指正。
张明文,工业机器人教育领域青年专家,2017中国品牌影响力(行业)十大领袖。毕业于哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室,师从哈尔滨工业大学机器人研究所所长、“十三五”国家863计划机器人技术主题专家组组长赵杰教授。现任哈工大机器人集团副总裁,江苏哈工海渡工业机器人有限公司总经理,哈工海渡机器人学院院长。
拥有10余年机器人领域的研发、应用及教学经验。专注于工业机器人教学产品开发、技术培训和教育工作,带领团队研制了一系列工业机器人教学装备,自主开发了整套工业机器人教材及配套课件、视频等教学资源,构建了一体化的工业机器人教育培训体系,在工业机器人教育培训领域享有盛名。
Unit 1Introduction of Robot
机器人概述(1)
Part 1About Robot
关于机器人(1)
Part 2Types and Application of Robot
机器人的种类及应用(4)
Part 3About Industrial Robot
关于工业机器人(6)
Part 4Component and Applications of Industrial Robot
工业机器人的组成及应用(10)
Unit 2Introduction of Industrial Robot
工业机器人概述(15)
Part 1Main Parts of Industrial Robot
工业机器人的主要部分(15)
Part 2Basic Terms
基本术语(17)
Part 3Technical Parameters
技术参数(20)
Part 4Kinematics and Dynamics
运动学与动力学(24)
Unit 3Types of Industrial Robots
工业机器人的类型(27)
Part 1Cartesian Coordinate Robot
笛卡尔坐标机器人(27)
Part 2SCARA Robot
SCARA机器人(30)
Part 3Sixaxis Articulated Robot
六轴关节型机器人(33)
Part 4Palletizing Robot
码垛机器人(36)
Part 5Delta Robot
Delta机器人(39)
Unit 4ABB Robot
ABB机器人(42)
Part 1ABB and ABB Robot
ABB与ABB机器人(42)
Part 2ABB Product Series
ABB产品系列(45)
Part 3The Structure of ABB Robot
ABB机器人的结构(49)
Part 4Typical Robot—IRB 120
典型机器人——IRB 120(53)
Unit 5KUKA Robot
库卡机器人(58)
Part 1KUKA and KUKA Robot
库卡与库卡机器人(58)
Part 2KUKA Robot Product Series
库卡机器人产品系列(62)
Part 3The Structure of KUKA Robot
库卡机器人的结构组成(66)
Part 4Typical Robot—KR 6 R700
典型机器人——KR 6 R700(70)
工业机器人专业英语目录 Unit 6YASKAWA Robot
安川机器人(75)
Part 1YASKAWA and YASKAWA Robot
安川与安川机器人(75)
Part 2YASKAWA Robot Product Series
安川机器人产品系列(78)
Part 3The Structure of YASKAWA Robot
安川机器人的结构组成(82)
Part 4Typical Robot—MH12
典型机器人——MH12(86)
Unit 7FANUC Robot
发那科机器人(90)
Part 1FANUC and FANUC Robot
发那科与发那科机器人(90)
Part 2FANUC Robot Product Series
发那科机器人产品系列(93)
Part 3The Structure of FANUC Robot
发那科机器人的结构组成(97)
Part 4Typical Robot—LR Mate 200iD/4S
典型机器人——LR Mate 200iD/4S(101)
Unit 8SCARA Robot
水平关节机器人(105)
Part 1EPSON SCARA Robot
爱普生水平关节机器人(105)
Part 2YAMAHA SCARA Robot
雅马哈水平关节机器人(109)
Part 3The Structure of SCARA Robot
水平关节机器人的结构组成(113)
Part 4Applications of SCARA Robot
水平关节机器人的应用(117)
Unit 9Industry Application of Robot
机器人的行业应用(120)
Part 1Painting Robot
喷涂机器人(120)
Part 2Welding Robot
焊接机器人(124)
Part 3Handling Robot
搬运机器人(127)
Part 4Assembly Robot
装配机器人(130)
Part 5Polishing Robot
打磨机器人(134)
Unit 10New Types of Robots
新型机器人(138)
Part 1YUMI(138)
Part 2SDA10F(141)
Part 3Baxter(144)
Part 4YouBot(147)
Part 5NAO(150)
Unit 11Intelligent Manufacturing and Global Robot Development Program
智能制造与全球机器人发展计划(153)
Part 1Industry 4.0
工业4.0(153)
Part 2Core Technology of Intelligent Manufacturing
智能制造的核心技术(157)
Part 3Wisdom Factory
智慧工厂(160)
Unit 12The Outlook for Industrial Robot
工业机器人展望(163)
Part 1Current Situation of Industrial Robot
工业机器人现状(163)
Part 2Development Trend of Robot
机器人发展趋势(168)
Part 3Social Issues Caused by Application of Robot
应用机器人引发的社会问题 (172)
参考文献(177)