x xi i i i Contents Unit I Principles of Robotics Chapter 1 Introduction to Robotics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.1 Early Robots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 1.2 The Evolution of Industrial Robots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 1.3 Classifi cations of Industrial Robots. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 1.4 Types of Automation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 1.5 The Role of Robots in the Workforce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 Chapter 2 Fundamentals of Robotics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.1 Parts of a Robot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 2.2 Degrees of Freedom. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 2.3 Classifi cations of Robots. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 2.4 Confi gurations of Robots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35 Chapter 3 Safety. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 3.1 General Safety. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 3.2 Safety with Tools and Equipment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54 3.3 Robotic Safety Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58 Chapter 4 Robot Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 4.1 The Evolution of Programming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66 4.2 Motion Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67 4.3 Programming Methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72 4.4 Programming Languages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74 4.5 Types of Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 4.6 Voice Recognition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80 Chapter 5 Industrial Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 5.1 Integrating Robots into the Manufacturing Process . . . . . . . . .86 5.2 Selecting a Suitable Robot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88 5.3 Using Robots in Industry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91 Unit II Power Supplies and Movement Systems Chapter 6 Electromechanical Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 6.1 Automated Systems and Subsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120 6.2 Mechanical Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122 6.3 Electrical Systems for Sensing, Timing, and Control . . . . . . . .123 6.4 Rotary Motion Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126 Chapter 7 Fluid Power Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 7.1 Fluid Power System Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .166 7.2 Characteristics of Fluid Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169