工业机器人离线编程与仿真

Guangdong Polytechnic Normal University工业駅器人Industrial Robot Technology Foundation技7R募础Guangdong Polytechnic Normal University第七章工业机器人离线编程与仿真Chapter Seven Off-line Programming And Simulation Of Industrial RobotQQ7.1工业机器人的离线编程本节导人机器人离线编程系统是机器人编程语言的拓广,是利用计算机 图形学的成果，在电脑里建立起机器人及其工作环境的模型,自动 生成机器人的运动轨迹，然后在软件中仿真与调整轨迹，最后生成 机器人程序传输给机器人。罰711离线编程的特点目前离线编程广泛应用于打磨、去毛刺、焊接、激光切割、数控加 工等机器人新兴应用领域。表7-1示敎编程与高线编程的对艷示教编程特点离线编程特点需要实际机器人系统和工作环境编程时机器人停止工作在实际系统上试验程序编程的质量取决于编程者的经验难以实现复杂的机器人运行轨迹需要机器人系统和工作环境的图形模型编程时不影响机器人工作通过仿真试验歸可用CAD方法进行最佳轨迹规划可实现复杂运行轨迹的编程罰711离线编程的特点聶纟封方貢编程01减少机器人不工作时间；02使编程者远离危险的编程环境；03使用范围广,离线编程系统可对 机器人的各种工作对象进行编程；04便于CAD/CAM系统结合，做CAD / CAM / robotics 体化；05可使用高级计算机编程语言对复 杂任务进行编程；06便于修改机器人程序。0 7.1.2离线编程系统构成与关键技术1. 离线编程系统构成般说来,机器人离线编程系统包括以下一些主要模块：传感器、 机器人系统CAD建模、离线编程、图形仿真、人机界面以及后置处 理等。如图7-1所示。用户接口CAD数据库CAD数据库图形仿真编程后置处理接口 2机器人控制柜图74离线编程系统构成图2. 离线编程关键技术机器人离线编程系统正朝着集成的方向前进,其中包含了多个领 域中的多个学科,为推动这项技术的进一步发展,以下几个方面的技 术是关键：(1)多传感器融合技术的建模与仿真(3)各种规划算法的进一步研究(4)通用有效的误差标定技术应用于各种应用场合的机器人标定对多传感器进行建模，执行多传感器操作其包括路径规划、放置规划和微动规划等(2)错误检测和修复技术对系统的运行状态进行检测和修复(5)具体应用的工艺支持如弧焊，需要更多的工艺方面的硏究3. 离线编程误差离线编程误差主要有如下两种:外部误差包括机器人和工装的安装误差、工装的加工误差等0内部误差机器人本体在加工制造时产生的误差RobotstudioRobotstudioQQ7.2 ABB机器人的离线编程仿真软件本节导人Robotstudio是一款机器人仿真软件，可以在办公室里面不间 断的完成自动编程，借助虚拟机器人技术进行离线编程，如同将真 实的机器人搬到了你的电脑中。可执行十分逼真的模拟提升机器人系统的盈利能力降低生产风险加快投产进度,提高生产效f 7.2.1 RobotStudio仿真软件功能与界面1、在RobotStudio中可以实现以下主要功能：f 7.2.1 RobotStudio仿真软件功能与界面f 7.2.1 RobotStudio仿真软件功能与界面O】CAD导入：1111包括IGES、1VRML 和、|1ACIS等格式11111r O】自动路 径生成I可自动生成跟: 踪曲线所需的;i机器人位置:0 、1;0 :碎作业11模拟仿真;: :1使调试与维:11i为工程的实i1 1护工作变得 :1施提供真实; :更加轻松的验证f、:i自动分析= ；伸展能力=: :可验证和优化|11:工作单兀布局丨:11ir Oj 超检测1111确保机器人离1丨线编程得出的1:程序的可用性111、O11:应用功能包=: :i二次开发11将机器人更好1a:使机器人应1i地与工艺应用1!用实现更多1:进行有效融合的可能f 7.2.1 RobotStudio仿真软件功能与界面2、RobotStudio 6.04.01 主菜单RobotStudio 6.04.01主菜单包括：文件、基本、建模、仿真、 控制器、RAPID. Add-Ins七个功能，如图7-2所示。E匕刁e & “ SKI 俗 nSofutkf1 AM ItoUISt皿 6XMQ1-ox4JD5理ra.号八= MyU (?1 rW? X*号“RMBVm Be二i国，3 a=工*UrjUrSjUrJc6f 7.2.1 RobotStudio仿真软件功能与界面3CWS.1 JO 12：CQ：31 aWXOO 12：S：57ZtCTVS-lO 12：n：ll12:23:n*a：H8QTmzllbu attQEOtin： 剤卵応il丸刃応仃喪*ew/.Lit,lUO：sJ饴.SS rrlibvAV_o_rsf.s wXM nro.3.M_oiPllcJIftMzt 图72 RobotStudio的仿真环境界面文件功能选项卡包含保存工作站、保存工作站为、打开、关闭工仿真功能选项卡包含碰撞监控、配置、仿真控制、监控、信号分析器和录制短片功能，如图7-5所示。文件(F)未保存工作站-ABB RobotStudio 6.04.01基本 磧 仿真控制器（GRAPID Add-Ins M M園鑫心摘裟普牡俘1.超 V TCP践餘计时舉， 能真器仿真控制列墜启用班记灵信号分忙器f 7.2.1 RobotStudio仿真软件功能与界面图75 仿真功能选项卡控制器功能选项卡包含进入、控制器工具、配置、虚拟控制器和 传送功能，如图7 6所示。图76 控制器功能选项卡1:1“ RAPID 功能选项卡包含进入、编辑、插入、查找、控制器和测试 调试功能，如图7 7所示。小日 /，&未保存工作站_ ABB RobotStudio 6.04.01回仿亘按制器QRAPIDAdd-Ins4 Q/诘茨写反限-=o 尙咬回弓反限Q Snippet - G二 i ;(; ,1G同步“令咯圄怕招令o - 01 飾工具-JSA控制器|越廂轲试图77 RAPID功能选项卡Add-Ins功能选项卡包含社区、RobotWare和齿轮箱热量预测功能，如图7 - 8所示。仿頁未保存工作站-ABB RobotStudio 6.04.01|h问皿J文件1基本會控制器（GRAPIDAdd-Ins1二启用RobotApps件包迁移Robotware RobotWare肯轮?5!图78 AdCIns”功能选项卡fl 722 RobotStudio中工作站的建立fl 722 RobotStudio中工作站的建立1.创建一个新的工作站：如图7 - 9所示。文件（0ABB RobotStudio 6.D4.01基本 建梯 访真 揑制96 RAPID Add-lnsW血t颊信思最近工作站0空工歩姑牡妊万军刨建一个包含仝工作站的鮮决方案文 件结杓工作苗颐藩人揑制器解以万亲 创連一个包含工作站和机器人控制器 的解决方恥可用机器人型号列在右新建打印共享在线帝助冒退出文件RAPID検块文件创过一个RAPID栈块文件，并在缁 抵昌中打开它。assise又件創连一个标雄配贸文件并左纺58爲中 打幵。怡终在启动吋显示此页-O空工作勒Power and productivity for a better world*AKR图79新建空工作站fl 722 RobotStudio中工作站的建立2.导入机器人:$本文件(F)3 b 勺 e【未保存工作站-ABB Robotstuc挂制器RAPID Add-(ns图740导入机器人; 设定好承载能力和; :到达距离数值，一般为1 ;默认值，点击确定，:|如图7 - 10所示。；fl 722 RobotStudio中工作站的建立fl 722 RobotStudio中工作站的建立3、导入夹具：如图7 11所不。基本 =导入模型库= 设备 = myToolfl 722 RobotStudio中工作站的建立fl 722 RobotStudio中工作站的建立BEa 22未保疗工作站 ABB RobOtStudoO 6.04.6K 1SW&-Q麻柄HA7d&V iMMHi心力ABB Smart GrwAW Gun PSFZ58rwlWHA5X?/ a/Al 一033W-44-3 a de .dVQ irrqmyfgprcHftobte图7-11导入夹具图742更新位置提示框fl 722 RobotStudio中工作站的建立fl 722 RobotStudio中工作站的建立4.摆放周边的模型以常用工作台为例: 如图7-13所示。未保存工件站 J - ABB RobotStudio 6.04.01文件何48inzel dir 22今ABB库5导入几何体waa -(Defauh)1 v入昭坪E皆-机SM、目标wbjO圭用户厚A MuRiMo聽too0T 55 穩仿 15拦祢5心RAPID Add-Im工見4 丄 |r jj冬M位3L* jy件.OrhJABB力废传总51A8B5m3rt GrpperAW Gun PSF Z5WH455Qi/賦/Rft$Girud (D 22fiinxel water 22ECCO7MS 03ms Rb于MTG4000 22 de.Vr cIRB53S0 GripperPKI500 di M2001EoPiate small SnzdioPlate large Binzdiregaskt5$ as-3C6-44-3 22 de.ROBOM1926 T TO 03Training ObjectsmyToolmy dGWTS10PKI 5C0 Si M2001Curve TNngpropeller tab陰图 713 导入propeller tablefl 722 RobotStudio中工作站的建立如图7-14所示,在布局中右击字体/IRB2600_12_16502,/ ,点 击显示机器人工作区域。司5 X5径和目乐点|15记IRB2C：_：2_：SSt 占 riyTwlffi iable and fixt1RB2SOO 12 165*勇切CtrlY4 B!冷cao几何itg| 可虫用琲机ii超手3：关节F机如田壬瑟性0 谢XOelfl凤參机絞蘇律 ESHKAIttSKx来自：全部伍邑种粪图744显示机器人工作区域命令框 如图7-15 I ;所示，白色区域即1 I为机器人可到达的1 范围，然后在 Freehand 工具栏 :中选定大地坐标及 :移动按钮，将； |I图715机器人可到达范围；propellertable 移； 动到机器人的最佳 ;工作范围内，这样： ;才能提高节拍和方; ;便轨迹规划。:fl 722 RobotStudio中工作站的建立7-16 导入Curve Thingfl 722 RobotStudio中工作站的建立耒忆存工作站 J - ABB RobotStudio 6.04.015.放置工件如图7-16所示。县本(S吕标点 Ll畐丹蚪8金(DefaUt)a he fi机號人目标wobjO85示软目鬼toolo#A8B5iE ” 入几何体” y彩、走三- Z羊二 I用朋KA SSJSC) rapid Add-InsBinzW WH4力 DBined air 22;J 文件.51+丿b ZDTPEF3D件枳布局践坐0目标点石记2.去像存工作姑3*机械装捏r 芒 IRB2600_12_165_02I 左 Xj/Tool护1 tablc_and_fiTturc_AB尢度传龙讶AW Gun P5F 23anzel ID 22&心 water 22ECCO 70AS 03GWT 51 0Frorius Robacta MTG4C0C 22 de.0AE8 Smart GripperFtPR 500 di V2C01PC 500 Si M20O1EsoHate large ftraeiIsoPtate smal 8hzelR3535O GripperTre9askiss AS 506-44-3 22 do.RO6OKL926 7 TD 03三propell &propeller tae7-16 导入Curve Thingfl 722 RobotStudio中工作站的建立fl 722 RobotStudio中工作站的建立如图7 - 17所示，右键点击Curve Thing:放置两点工低空 IH: IRB2W0_12.ie$_02昱示工佯主间： 。机脣人稅节 .SS1IP【未iTtV站n 机掠丢蚩B 出 I/Tool g 组件扑 Curve_lhir fi tabLe_and_导出几何住.设走为yes姫修汝（Mj衣用突板Ctrl*CtfhCCtrkv心7制方向 EWE时问2020/4.203J/a. 2020/4.已导入 F:RObO1StML1 brirjrTra 1 n 1 nc Objectcpropener_table, rsllb():CeoietryACTSvamim; 63010: mJrnovn entity :mbi7pefl) found* |d；已評入 F:RobotSiu01o安養Libr*ryTrainln$ Object8、CurwcJThitigrsllb9 ObjectsCun*e.Thng.r$lib图717 Curve Thing位置提示框fl 722 RobotStudio中工作站的建立然后选中捕捉工具中的选择部件和捕捉末端，点击主点-从坐标框,依次选择工件底部的第一个点以及与之重合的工作台顶部的点、x轴方向上工件底部的第二个点以及与之重合的工作台顶部的点。I IS用关冈-150.00选择部件主点从点3点1点4点2沿笛世些柚待簸：Vx Vt 7 2卜 2 RB2&3O_L2_165_O2 b 誉 ftyToola.；旷 Curve.tklng旷 tabLe_and_gture.LaOX轴上旳存 13S9.7L从198.7B-：|703.4B.1袖上叭克 I1LSH. b翕局离径和眄灯；起 $ 未厲存工作35 ”枚去対mcutv“gI霁主点-从 I wa.149. 9S到3-ISO. 00 308Q0缈.0广三 S08.00捕捉末端图748点位置输入框最后点击应用，如图7 - 19所示，工件即放置在工作台上。放3对St: Curvo.thing|丈地坐掠0.000.000.00X抽上的点-从n）0.00V0.00X釉上的点-到（2）0.000. 00沿若这些轴钙换： 7 X 7 Y 回 Z0.000.00布S3 I g&etflBftS | 15 |二 x机檢装贸 卜卫 IRB260O_12_165_O2t- 4/ WvTool5? Curvc_ thingtab!e_amd_f1xture_l40图719 Curve Thing位置效果图J ROBOGUIDE Q07.3其他离线编程软件本节导人ROBOGUIDE是日本发那科机器人公司提供的一款仿真软件， 它是围绕一个离线的三维世界进行模拟，在这个三维世界中模拟现 实中的机器人和周边设备的布局，通过其中的TP （示教器）进行示 教、编程,进一步来模拟它的运动轨迹。通过这样的模拟可以验证方案的可行性获得准确的机器人动作节拍（运动周期时间）包括搬运、弧焊、喷涂和点焊等其他子模块Q07.3其他离线编程软件Guangdong Polytechnic Normal University2020/04/20