1.本书涵盖从工业机器人入门到KUKA机器人应用的知识与技术。

2.面向工程应用，理论联系实际，内容由浅入深、循序渐进。

3.一本适合工业机器人设计、使用、维修人员和高校师生的参考书。

章　概述 / 1

1.1　机器人的产生及发展 1

1.1.1 机器人的产生与定义 1

1.1.2 机器人的发展 4

1.2　机器人的分类 8

1.2.1 机器人的分类方法 8

1.2.2 工业机器人 10

1.2.3 服务机器人 12

1.3　工业机器人的应用 14

1.3.1 技术发展与产品应用 14

1.3.2 主要生产企业 16



第2章　工业机器人的组成与性能 / 19

2.1　工业机器人的组成及特点 19

2.1.1 工业机器人的组成 19

2.1.2 工业机器人的特点 23

2.2　工业机器人的结构形态 25

2.2.1 垂直串联机器人 25

2.2.2 水平串联机器人 28

2.2.3 并联机器人 29

2.3　工业机器人的技术性能 32

2.3.1 主要技术参数 32

2.3.2 工作范围与承载能力 34

2.3.3 自由度、速度及精度 36

2.4　KUKA 工业机器人及性能 38

2.4.1 产品与型号 38

2.4.2 通用型垂直串联机器人 40

2.4.3 专用型垂直串联机器人 46

2.4.4 Delta、SCARA机器人 49

2.4.5 变位器 50

2.4.6 工件变位器 52



第3章　工业机器人机械结构 / 57

3.1　工业机器人本体结构 57

3.1.1 垂直串联结构 57

3.1.2 垂直串联手腕结构 60

3.1.3 SCARA、Delta结构 63

3.2　关键零部件结构 65

3.2.1 变位器 66

3.2.2 减速器与CRB轴承 69

3.3　典型结构剖析 71

3.3.1 机身结构剖析 71

3.3.2 手腕结构剖析 73



第4章　谐波减速器及维护 / 77

4.1　变速原理与产品 77

4.1.1 谐波齿轮变速原理 77

4.1.2 产品与结构 81

4.2　主要技术参数与选择 84

4.2.1 主要技术参数 84

4.2.2 谐波减速器选择 88

4.3　哈默纳科谐波减速器 90

4.3.1 产品概况 90

4.3.2 部件型减速器 93

4.3.3 单元型减速器 98

4.3.4 简易单元型减速器 104

4.4　谐波减速器的安装维护 105

4.4.1 部件型谐波减速器 105

4.4.2 单元型谐波减速器 110

4.4.3 简易单元型谐波减速器 114



第5章　RV 减速器及维护 / 116

5.1　变速原理与产品 116

5.1.1 RV齿轮变速原理 116

5.1.2 产品与结构 121

5.2　主要技术参数与选择 123

5.2.1 主要技术参数 123

5.2.2 RV减速器选择 129

5.3　常用产品结构与性能 131

5.3.1 基本型减速器 131

5.3.2 标准单元型减速器 134

5.3.3 紧凑单元型减速器 135

5.3.4 中空单元型减速器 137

5.4　RV 减速器安装维护 139

5.4.1 基本安装要求 139

5.4.2 基本型减速器安装维护 141

5.4.3 单元型减速器安装维护 145



第6章　工业机器人编程常识 / 149

6.1　机器人坐标系及定义 149

6.1.1 控制基准与控制轴组 149

6.1.2 机器人基本坐标系 153

6.1.3 机器人作业坐标系 156

6.1.4 KUKA机器人坐标系 160

6.1.5 坐标系方向(姿态)定义 162

6.2　机器人姿态与工具姿态 166

6.2.1 机器人姿态 166

6.2.2 常用机器人的姿态定义 169

6.2.3 工具姿态定义 171

6.2.4 KUKA机器人及工具姿态 173

6.3　移动要素及定义 175

6.3.1 机器人移动要素 175

6.3.2 移动目标位置定义 177

6.3.3 到位区间定义 178

6.3.4 移动速度定义 180

6.4　工业机器人程序结构 181

6.4.1 程序与编程 181

6.4.2 应用程序基本结构 183

6.4.3 KUKA机器人程序结构 185



第7章　KRL 程序设计基础 / 188

7.1　KRL 程序分类及格式 188

7.1.1 KRL程序分类与主程序 188

7.1.2 KRL子程序与数据表 191

7.1.3 KRL函数与中断 193

7.1.4 用户程序格式 196

7.2　KRL 程序基本语法 199

7.2.1 名称、注释、行缩进与折合 199

7.2.2 KRL指令总览 202

7.2.3 程序数据概述 208

7.3　KRL 程序数据定义 210

7.3.1 数据类型与声明 210

7.3.2 简单数据定义 212

7.3.3 数组数据定义 216

7.3.4 结构数据定义 219

7.3.5 枚举数据定义 222

7.4　KRL 表达式与函数 223

7.4.1 表达式、运算符与优先级 223

7.4.2 算术、逻辑与比较运算 225

7.4.3 标准函数与特殊运算 227

7.5　系统变量、定时器与标志 231

7.5.1 系统变量与使用 231

7.5.2 定时器及使用 235

7.5.3 标志及使用 236



第8章　KRL 指令与程序编制 / 239

8.1　基本移动要素及定义 239

8.1.1 作业形式与坐标系 239

8.1.2 程序点定义 241

8.1.3 到位区间、速度及加速度定义 243

8.1.4 工具姿态控制方式定义 247

8.2　基本移动指令编程 248

8.2.1 指令格式与基本说明 248

8.2.2 PTP指令编程 252

8.2.3 LIN指令编程 253

8.2.4 CIRC指令编程 255

8.3　样条插补指令编程 258

8.3.1 样条插补功能与使用 258

8.3.2 编程格式与示例 260

8.3.3 样条插补附加指令 263

8.4　基本DI/DO 指令编程 265

8.4.1 I/O信号及处理 265

8.4.2 DI/DO基本指令编程 268

8.4.3 脉冲输出指令编程 270

8.5　控制点输出指令编程 272

8.5.1 终点及连续移动起点输出 272

8.5.2 同步输出指令编程 275

8.5.3 控制点操作指令编程 278

8.6　循环处理DIG、AI/AO 指令编程 280

8.6.1 循环读入DIG指令编程 280

8.6.2 AI/AO循环处理指令编程 282

8.7　程序控制指令编程 284

8.7.1 执行控制指令编程 284

8.7.2 循环执行指令编程 288

8.7.3 分支控制指令编程 292

8.8　中断程序编程 294

8.8.1 中断定义、启用与使能 294

8.8.2 机器人停止及位置记录 299

8.8.3 轨迹删除与重新启动 301



第9章　机器人手动操作与示教编程 / 304

9.1　操作部件结构与功能 304

9.1.1 操作部件安装与连接 304

9.1.2 控制面板与示教器 307

9.2　控制系统一般操作与设定 310

9.2.1 启动/关机与示教器热插拔 310

9.2.2 操作界面与信息显示 311

9.2.3 主菜单、显示语言与用户等级 314

9.2.4 控制系统启动方式与设定 315

9.2.5 操作模式与安全防护 317

9.2.6 状态栏图标及操作 319

9.2.7 帮助文件与使用 323

9.3　机器人手动操作 326

9.3.1 手动移动选项设定 326

9.3.2 3D鼠标操作设定 329

9.3.3 机器人手动操作 331

9.4　用户程序创建与项目管理 334

9.4.1 文件管理器及操作 334

9.4.2 KRL程序选择、打开与显示 336

9.4.3 用户程序模块创建 339

9.4.4 项目管理操作 340

9.5　KRL 程序输入与编辑 343

9.5.1 程序指令输入 343

9.5.2 程序注释与程序编辑 348

9.6　机器人移动指令示教 350

9.6.1 移动指令输入与编辑 350

9.6.2 样条类型定义指令输入 354

9.6.3 型值点与样条段输入 357

9.6.4 样条插补附加指令输入 359

9.6.5 样条插补指令编辑 362

9.7　其他常用指令输入与编辑 364

9.7.1 DO控制指令输入与编辑 364

9.7.2 同步输出指令编辑 366

9.7.3 WAIT指令编辑 367

9.7.4 AO输出指令编辑 368



0章　程序自动运行与监控 / 370

10.1　机器人程序本地运行 370

10.1.1 程序运行方式及说明 370

10.1.2 程序运行操作 373

10.1.3 程序运行显示 376

10.2　机器人程序远程运行 379

10.2.1 远程运行控制参数与程序 379

10.2.2 控制信号与时序要求 382

10.2.3 程序远程运行操作 385

10.3　机器人工作区间设定与监控 387

10.3.1 作业边界与作业区域定义 387

10.3.2 工作区间的数据输入设定 390

10.3.3 工作区间的KRL程序设定 391

10.4　控制系统状态显示 393

10.4.1 机器人实际位置显示 393

10.4.2 系统输入/输出信号状态显示 395

10.4.3 系统内部信号状态显示 398



1章　工业机器人调试 / 401

11.1　机器人零点设定与校准 401

11.1.1 机器人调试内容与要求 401

11.1.2 机器人零点与校准 402

11.1.3 零点校准工具及安装 404

11.1.4 零点自动测定与校准 407

11.1.5 零点直接设定与删除 411

11.2　软极限、负载及坐标系设定 412

11.2.1 关节轴软极限设定 412

11.2.2 机器人负载设定 414

11.2.3 机器人坐标系与设定 416

11.3　工具移动作业系统坐标系设定 419

11.3.1 坐标系定义与数据输入 419

11.3.2 TOOL CS原点示教 420

11.3.3 TOOL CS方向示教 422

11.3.4 BASE CS示教 426

11.4　工件移动作业系统坐标系设定 427

11.4.1 坐标系定义与数据输入 427

11.4.2 BASE CS示教 429

11.4.3 TOOL CS示教 431

11.5　外部运动系统坐标系设定 433

11.5.1 机器人变位器坐标系设定 433

11.5.2 工件变位器坐标系设定 435

11.5.3 工件变位器的BASE CS设定 436



参考文献 / 440

本书涵盖工业机器人入门知识及KUKA 工业机器人产品的应用知识与技术。全书从工业机器人组成特点、技术性能和基本产品等基础知识出发，对工业机器人本体及谐波减速器、RV 减速器等核心部件的结构原理、设计选型、安装维护等进行了阐述；对工业机器人坐标系与姿态、程序结构与格式以及KUKA 工业机器人的程序指令、程序数据、编程格式与示例等进行了详尽说明；对机器人手动操作与示教、程序自动运行与监控、机器人零点校准与坐标系设定等操作、调试技术进行了系统介绍。

本书面向工程应用，技术先进、知识实用、选材典型，内容、由浅入深、循序渐进，可供工业机器人设计、使用、维修人员和高等学校师生参考。