丛书前言

当前，机器人技术、人工智能技术和先进制造系统相结合，促进了智能制造系统的产生和发展，并成为现代制造业发展的必然趋势。在汽车制造业、装备制造业、电子制造业等智能制造系统中，以工业机器人为中心的机器人工作站成为连接制造系统中各个制造单元的关键环节。机器人工作站的开发和使用需要高水平应用型人才，机器人工程专业正是为了满足此类人才培养需求而开设，它属于典型的新工科专业之一，是为了适应以新技术、新产业、新业态和新模式为特征的新型制造业的发展需求而设立的。本套丛书就是为培养高水平应用型机器人工程专业人才而组织撰写。

工业机器人的应用，就是根据焊接、喷涂、装配、码垛等作业需求，通过选择作业机器人、配置机器人作业外围设备、开发机器人工作站控制系统，完成机器人工作站的开发。机器人工程专业毕竟是新兴专业，其专业内涵已经不是传统的机械工程专业或自动化专业所能够覆盖，也不是在这两个专业原有课程体系的基础上增加机器人技术课程就能够体现。应用型机器人工程专业的课程体系需要以开发机器人工作站为目标进行重新构建。在这个新的课程体系中，除了高等数学、线性代数、大学物理等学科基础课外，核心专业基础课和专业课程还包括：电气控制技术及PLC应用，机电一体化系统设计，机器人焊接、激光加工与喷涂工艺及设备，机器人末端执行器、作业工装及输送设备设计，工业机器人技术及应用。这5门课程的内容，体现了机械工程、控制科学与工程、信息技术的交叉融合。

开发机器人工作站需要把机器人与外围设备相集成，目前应用最多的技术是PLC技术，因此，开设“电气控制技术及PLC应用”课程成为必然。此外，工业机器人工作站是典型的机电一体化系统，它也包括电气控制系统、检测系统和机械系统，因此，开设“机电一体化系统设计”这门课，也是为开发机器人工作站提供基本的方法和技术手段。另外，要完成机器人工作站开发，设计人员需要掌握与机器人作业相关的工艺，典型的工艺包括焊接工艺、喷涂工艺、装配工艺等，设计人员也需要熟悉与这些作业有关的设备，因此，“机器人焊接、激光加工与喷涂工艺及设备”课程就是为这一目的而开设的。此外，工业机器人要完成焊接、装配、喷涂等作业，需要在机器人末端法兰安装手爪即末端执行器，还需要工件传输设备，开设“机器人末端执行器、作业工装及输送设备设计”课程正是为满足此要求而开设。要完成机器人工作站的开发，需要掌握工业机器人组成、轨迹规划、编程语言及控制策略，也包括机器人工作站的组成，“工业机器人技术及应用”课程的开设正可以实现该目的。

本丛书5分册教材，分别与上述5门课程对应撰写。其内容涵盖了机器人工作站开发所涉及的作业工艺、工装夹具、末端执行器，也包括了机器人工作站开发所涉及的电气控制技术、检测技术和机械设计技术的应用方法，构成了机器人工程专业的核心教材体系；每分册教材都体现了应用型教材的特点，即以应用为导向，以典型实例引导读者理解和掌握机器人工作站的设计目标、设计方法和设计流程。丛书中每一分册教材涵盖的内容都较为全面，便于授课教师根据学时进行取舍，也便于读者自学。

本丛书针对机器人工程专业撰写，既考虑了以机械为主的机器人工程专业的需求，也考虑到以自动化为主的机器人工程专业的需求。同时，本套丛书也可供机械工程专业以及自动化专业人员系统学习机器人工作站开发技术学习、参考。

丛书编写组