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出版者:北京理工大学出版社

作者:李春明 编

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:2004-7

价格:27.00元

装帧:

isbn号码:9787564001278

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工业机器人操作与编程实战指南 本书聚焦于现代工业生产线上应用最广泛的工业机器人系统的实际操作、编程与维护。它不是一本介绍汽车车身电子技术的书籍，而是深入探讨机械自动化核心——工业机器人的技术手册与实践教程。 --- 第一部分：工业机器人基础理论与系统架构 第一章：工业机器人概述与发展脉络 本章首先界定了工业机器人的概念、分类（如关节型、SCARA、并联型）及其在当代制造业中的战略地位。我们将追溯工业机器人的发展历史，从早期的机械臂到如今具备高精度传感器融合与复杂决策能力的智能系统。重点阐述了工业机器人在汽车制造、3C电子、航空航天等领域的关键应用场景，以及它们如何推动“工业4.0”和智能工厂的实现。本章内容完全聚焦于机器人的本体结构、运动学原理和安全标准，与汽车电子控制单元（ECU）或车身线束技术无任何关联。 第二章：机器人本体结构与动力学 深入解析主流工业机器人的机械结构，包括基座、连杆、关节、减速器（谐波减速器、RV减速器）和末端执行器（End-Effector）的设计原理。详细阐述了机器人运动学的基本概念：正运动学（确定末端位姿）和逆运动学（确定关节角度）。本章包含大量的力学计算和几何分析，探讨了惯量、负载能力、刚度和重复定位精度的关系。所有内容均围绕机械结构和运动控制展开，避开了任何关于车载电子设备、传感器集成（如ADAS电子系统）或车身总线（如CAN/LIN）的讨论。 第三章：机器人驱动系统与电气控制基础 本章详细介绍了驱动机器人关节的伺服电机技术，包括永磁同步电机（PMSM）的原理、编码器（绝对式与增量式）的选择与安装，以及驱动器（驱动器与伺服放大器）的工作方式。我们将讲解变频调速在机器人关节控制中的应用，以及电磁兼容性（EMC）在工业环境中的重要性。本章是关于电机控制和功率电子的实务讲解，与汽车动力总成电子控制或车身电子控制模块的架构截然不同。 第二部分：机器人编程与离线仿真技术 第四章：机器人示教器操作与编程语言入门 本章是实践操作的核心。详细介绍了主流机器人品牌（如ABB的RAPID、KUKA的KRL、FANUC的KAREL/Teach Pendant语言）的编程环境和操作界面。内容涵盖程序结构、变量类型、逻辑控制语句（IF/ELSE、WHILE循环）以及点位数据的建立与管理。重点讲解了如何使用示教器进行点位精确定位（点到点运动PTP、直线插补LIN、圆弧插补CIRC）。本章的编程示例全部是针对生产节拍优化、轨迹规划和抓取/放置任务，不涉及任何车载网络协议或诊断编程。 第五章：高级轨迹规划与路径优化 本章探讨如何超越基础的PTP运动，实现更平滑、更高效的机器人路径。内容包括： 1. 速度与加速度曲线的平滑处理：使用S型或梯形速度规划，减少机械冲击。 2. 关节空间与笛卡尔空间插补的区别与应用。 3. 外部运动同步：如何使机器人运动与传送带（轨道运动）或外部旋转轴精确同步（电子凸轮）。 4. 碰撞检测与安全区域设置：基于软件和硬件（安全光幕、区域扫描仪）的防护策略。 第六章：离线编程与仿真环境应用 介绍了使用专业软件（如RoboGuide, RobotStudio, KUKA.Sim）进行离线编程（OLP）的流程和优势。讲解如何导入CAD模型、构建虚拟工作站、进行干涉检查和节拍时间仿真。本章旨在提高编程效率和系统调试的安全性，其技术栈完全属于仿真建模和虚拟调试领域，与汽车电子系统（如车身控制单元的诊断接口）无关。 第三部分：传感器集成与智能应用 第七章：机器人视觉系统集成（2D/3D视觉） 本章详细阐述了机器人在“抓取”（Bin Picking）和质量检测中应用的核心技术。内容包括： 1. 2D视觉：相机标定、图像处理基础（阈值、边缘检测、模板匹配）在机器人定位中的应用。 2. 3D视觉：结构光和ToF（Time-of-Flight）技术的工作原理，以及如何将3D点云数据转化为机器人坐标系中的有效位姿。 3. 机器人与视觉系统的通讯接口（如TCP/IP或Ethernet/IP）。 第八章：力控（Force Control）技术与精密装配 对于需要柔顺交互的任务（如打磨、抛光、插件装配），力控至关重要。本章讲解了六维力/力矩传感器的工作原理、数据采集与反馈回路的设计。重点介绍如何利用力反馈实现自适应装配，例如在电子元件的压装过程中，通过控制施加的轴向力来保证接触质量，避免过大应力损坏精密部件。 第九章：工业物联网（IIoT）与机器人数据采集 探讨现代工业机器人如何融入IIoT生态系统。内容包括： 1. OPC UA协议在机器人数据交互中的应用。 2. 故障诊断与预测性维护（PdM）：通过监控电机电流、温度和振动数据，利用统计模型预测关键部件（如减速器）的寿命。 3. 中央监控与生产执行系统（MES）的集成。 第四部分：维护、安全与故障排除 第十章：机器人系统维护与保养规范 系统地介绍了工业机器人定期的预防性维护（PM）流程，包括润滑油的更换周期、关节间隙的检查与调整、电缆的疲劳检测。强调了对关键部件（如驱动器的电流限制参数）的定期检查和校准。 第十一章：工业机器人安全标准与风险评估 详述国际和国家级机器人安全标准（如ISO 10218-1/2, ISO/TS 15066）。内容涵盖： 1. 安全区域的划分：操作空间、限制区域、监控区域。 2. 安全回路的设计：急停（E-Stop）、安全门联锁、碰撞后复位流程。 3. 人机协作（Cobots）的安全考量：速度限制、功率和力限制的安全验证方法。 第十二章：常见故障诊断与排除实战案例 提供基于实践经验的故障排除指南，针对最常见的系统错误代码和现场问题，例如：伺服系统报警、外部轴同步丢失、I/O通信中断、路径点偏差过大等。本章提供的是针对驱动器、控制器和机械本体的诊断流程，完全区别于汽车诊断仪对车身模块的故障码读取与解读。 --- 本书目标读者： 机械工程、自动化专业学生，工厂现场的机器人操作员、调试工程师、设备维护技术人员以及希望深入了解自动化生产线核心技术的工程管理人员。

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拿到这本书后，我最直观的感受是它对“人机交互界面”（HMI）在车身电子中的作用描述得有些单薄和刻板。我以为会看到大量关于触控反馈优化、语音控制模块集成到车身控制器中的设计考量，或者是在紧急情况下的信息优先级排序机制。然而，书中对HMI的讨论，更像是附带在整体系统介绍中的一个很小的章节，着重于状态指示灯和基础按键的功能映射，对于现代汽车中越来越复杂的数字化座舱和外部显示系统，几乎没有涉及。比如，当车辆在高速公路上进行高级辅助驾驶时，车身电子系统应该如何通过灯光、声音甚至振动来向驾驶员传递关键信息，这些设计心理学和用户体验（UX）层面的内容，在这本书里几乎找不到。感觉作者的视角是完全聚焦于底层的硬件和通讯协议的稳定运行，而把用户如何“感知”和“使用”这些电子功能的部分，完全边缘化了，这对于一本面向现代汽车技术的书籍来说，是一个明显的短板。

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这本书的行文风格，坦白地说，显得过于“干燥”和“去人情味”。每一个定义、每一个公式的推导，都像是从标准化的技术文档中直接复制粘贴而来，缺乏任何可以引发读者思考或者产生共鸣的叙述角度。比如，在介绍防盗系统（Immobilizer）时，它详细列举了不同类型的加密算法和密钥交换流程，但没有一个地方提到，在实际维修或更换芯片时，经销商和维修厂在操作上的实际困难，或者厂商在设计防盗逻辑时所做的权衡取舍。我尝试去寻找一些作者基于多年实践的“窍门”或“陷阱提示”，比如哪些接插件特别容易受潮损坏，或者哪个厂家的特定模块在高温下容易出现间歇性故障，但这些宝贵的实战经验完全被那些冰冷的理论数据所淹没。这本书更像是教材的编写者为达到教学大纲的要求而写就的，而不是一位经验丰富的工程师为了帮助后来者少走弯路而倾囊相授的经验之谈，阅读体验上，实在称不上是一种愉快的学习过程。

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这本书的装帧设计和内容编排，透露出一种非常传统且略显老旧的学术气息。纸张的质感偏哑光，印刷的文字清晰度倒是无可挑剔，但内页的插图，那些关于车身控制单元（BCM）连接图的示意图，如果能用更现代的色彩分层或者三维透视图来展现，效果一定会好得多。现在这些图，很多都是简单的黑白线条图，密集的引线和标注几乎要把我的视线拉扯得四分五裂。我花了好大力气去对照目录，试图找到一个关于“智能钥匙系统”的章节，结果找到的那个部分，内容上似乎更侧重于射频识别技术的底层加密算法，而不是日常使用中的信号干扰问题或者匹配流程。这种叙事方式让我感觉，作者似乎更专注于“理论的完备性”而非“读者的实用性”。如果这本书能多一些实战维修案例，哪怕是模拟的场景分析，比如“当仪表盘提示某个灯亮起时，我们应该从哪个模块开始排查”，而不是纯粹的理论推导，那它对维修人员的价值会倍增。现有的结构，更像是图书馆里专门给科研人员预留的那种深度参考资料，而不是车间工具箱里的必备手册。

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这部车身电子技术书籍的厚度着实让人有点望而生畏，扉页上密密麻麻的专业术语和复杂的电路图谱，简直像在挑战我的耐心极限。我原本是想找一本能快速入门，让我对汽车的现代电子系统有个大致了解的入门读物，结果翻开这本，发现它更像是一本面向资深工程师的教科书或者参考手册。里面对CAN总线协议的解读深度，简直到了可以手写驱动程序的程度，对于我这种只想知道车窗升降模块是如何控制，或者中控娱乐系统为何会突然死机的新手来说，信息量过载到让人无从下手。我甚至怀疑，作者是不是把所有能想到的关于车身电子的知识点都塞进了这本书里，却没有提供足够的图示和生活化的案例来辅助理解。比如，提到某传感器的工作原理时，它会直接引用一堆复杂的物理公式，让人完全摸不着头脑，完全没有那种“原来如此”的顿悟感，更多的是一种“好吧，我大概知道它很复杂”的挫败感。对于想自己动手解决一些简单故障的车主来说，这本书的门槛实在太高了，它需要的预备知识储备，可能比我开车的年限都要长。

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我原本是期待能在这本书里找到一些关于汽车轻量化材料与电子集成方面的前沿讨论，毕竟现在的车身设计越来越依赖复合材料和高度集成化的电子骨架。然而，当我仔细阅读了关于车身结构件和电磁兼容性（EMC）的那几章后，我发现内容似乎停留在前几年的技术水平。对于最新的碳纤维车身与传感器布局的相互影响，讨论得非常保守和理论化，缺乏对未来趋势的预判和应对策略。例如，书中对无线充电系统在车身结构中如何进行电磁屏蔽的讨论非常简略，远不如我对网上几个汽车论坛上车友们自己测试的数据来得直观和具有参考价值。这本书的优势或许在于对经典架构的梳理，但它在“前瞻性”这一块明显掉队了。对于那些希望站在技术前沿，了解下一代汽车电子会如何重塑车身结构的读者来说，这本书提供的洞见太少，更像是一部扎实的“历史回顾录”，而不是一本“未来指南”。

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