第1章
龙门机器人概述
什么是龙门机器人 · 典型应用场景（码垛、搬运、焊接）· 多轴协同控制的概念与重要性
概念应用
第2章
运动学基础（一）
坐标系建立（世界、工具、工件）· 刚体运动描述（位置、姿态、旋转矩阵）
坐标系旋转矩阵
第3章
运动学基础（二）
齐次变换矩阵 · 正运动学求解 · 逆运动学求解
齐次变换逆解
第4章
动力学基础
牛顿-欧拉法 · 拉格朗日法 · 关节驱动力/力矩计算 · 重力补偿与惯量影响
动力学力矩
第5章
轨迹规划（一）
点到点运动(PTP) · 直线插补(Line) · 圆弧插补(Arc) · S型速度曲线规划
插补S曲线
第6章
轨迹规划（二）
多段轨迹衔接 · 时间最优轨迹规划 · 轨迹平滑与滤波
衔接平滑
第7章
单轴伺服控制
PID控制原理 · 位置/速度/电流三环结构 · 伺服驱动器参数整定
PID三环
第8章
多轴协同控制基础
同步误差概念 · 主从控制模式 · 电子齿轮与电子凸轮
同步主从
第9章
多轴协同控制策略（一）
交叉耦合控制 · 相邻交叉耦合控制 · 偏差耦合控制
交叉耦合偏差
第10章
多轴协同控制策略（二）
虚拟主轴控制 · 基于模型预测控制(MPC)的协同方法
虚拟主轴MPC
第11章
龙门机器人控制系统架构
PLC+运动控制器 · 基于PC的软运动控制(EtherCAT) · 实时操作系统选型
架构EtherCAT
第12章
EtherCAT总线通信
EtherCAT协议原理 · 数据帧结构 · 分布式时钟同步(DC) · 从站配置与诊断
总线时钟同步
第13章
运动控制器编程（一）
PLCopen标准功能块(MC_Power, MoveAbsolute, MoveRelative) · 轴组概念
PLCopen轴组
第14章
运动控制器编程（二）
电子齿轮(MC_GearIn) · 电子凸轮(MC_CamIn) · 飞剪/追剪应用编程
电子凸轮飞剪
第15章
运动控制器编程（三）
CNC功能(G代码解析) · 插补器实现 · 前瞻处理(Look-Ahead)
G代码前瞻
第16章
龙门机器人标定技术
零点标定 · TCP标定 · 负载标定 · 运动学参数标定(DH修正)
标定TCP
第17章
振动抑制与精度提升
陷波滤波器 · 低通滤波器 · 加速度前馈 · 末端抖动抑制策略
滤波前馈
第18章
安全与保护机制
软/硬限位 · 碰撞检测(力矩/电流监控) · 急停逻辑 · 安全PLC与STO
安全STO
第19章
龙门机器人编程语言
IEC 61131-3 梯形图(LD) · 结构化文本(ST) · 顺序功能图(SFC)在运动控制中的应用
IEC 61131ST
第20章
视觉引导与协同
相机标定(手眼标定) · 视觉定位与纠偏 · 视觉+运动协同(飞拍、追踪)
视觉手眼标定
第21章
力控与柔顺控制
力/位混合控制 · 阻抗控制 · 恒力打磨/装配应用 · 六维力传感器集成
力控阻抗
第22章
仿真与离线编程
RoboDK/CoppeliaSim仿真 · 碰撞检测仿真 · 代码生成与下载
仿真离线编程
第23章
多机协同与调度
多台龙门机器人协同 · 任务分配算法 · 避碰策略(交通管制)
多机调度
第24章
常见故障与诊断
伺服报警(过流/过压/编码器故障) · 通信中断 · 机械共振 · 异响分析
故障诊断
第25章
性能测试与验收
重复定位精度测试 · 轨迹精度测试 · 速度/加速度测试 · 负载能力测试
精度验收
第26章
行业案例（一）
锂电池卷绕机中的龙门机器人协同控制（张力控制、同步卷绕）
锂电池卷绕
第27章
行业案例（二）
汽车白车身焊接生产线 · 多机器人协同焊接、焊缝跟踪
焊接白车身
第28章
行业案例（三）
物流仓储码垛系统 · 高速码垛 · 混码算法 · 路径优化
码垛物流
第29章
前沿技术展望
数字孪生 · 5G远程控制 · AI轨迹优化 · 人机协作安全
数字孪生AI
第30章
课程总结与项目实战
综合项目需求分析 · 系统设计 · 编程实现 · 调试与优化 · 进阶路线
实战总结