工業(yè)機(jī)器人離線(xiàn)編程與仿真

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1、 Guangdong Polytechnic Normal University 工業(yè)駅器人 Industrial Robot Technology Foundation 技7R募礎(chǔ) Guangdong Polytechnic Normal University 第七章工業(yè)機(jī)器人離線(xiàn)編程與仿真 Chapter Seven Off-line Programming And Simulation Of Industrial Robot QQ7.1工業(yè)機(jī)器人的離線(xiàn)編程 本節(jié)導(dǎo)人 機(jī)器人離線(xiàn)編程系統(tǒng)是機(jī)器人編程語(yǔ)言的拓廣,是利用計(jì)算機(jī)

2、 圖形學(xué)的成果，在電腦里建立起機(jī)器人及其工作環(huán)境的模型,自動(dòng) 生成機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，然后在軟件中仿真與調(diào)整軌跡，最后生成 機(jī)器人程序傳輸給機(jī)器人。 罰7?1?1離線(xiàn)編程的特點(diǎn) 目前離線(xiàn)編程廣泛應(yīng)用于打磨、去毛刺、焊接、激光切割、數(shù)控加 工等機(jī)器人新興應(yīng)用領(lǐng)域。 —表7-1示敎編程與高線(xiàn)編程的對(duì)艷— 示教編程特點(diǎn) 離線(xiàn)編程特點(diǎn) ＞需要實(shí)際機(jī)器人系統(tǒng)和工作環(huán)境 ＞編程時(shí)機(jī)器人停止工作 ＞在實(shí)際系統(tǒng)上試驗(yàn)程序 ＞編程的質(zhì)量取決于編程者的經(jīng)驗(yàn) ＞難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的機(jī)器人運(yùn)行軌跡 ＞需要機(jī)器人系統(tǒng)和工作環(huán)境的圖形模型 ＞編程時(shí)不影響機(jī)器人工作 ＞通過(guò)仿真試驗(yàn)歸 ＞可用CAD方

3、法進(jìn)行最佳軌跡規(guī)劃 ＞可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)行軌跡的編程 罰7?1?1離線(xiàn)編程的特點(diǎn) 聶纟封方貢編程 01減少機(jī)器人不工作時(shí)間； 02使編程者遠(yuǎn)離危險(xiǎn)的編程環(huán)境； 03使用范圍廣,離線(xiàn)編程系統(tǒng)可對(duì) 機(jī)器人的各種工作對(duì)象進(jìn)行編程； 04便于CAD/CAM系統(tǒng)結(jié)合，做 CAD / CAM / robotics —體化； 05可使用高級(jí)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言對(duì)復(fù) 雜任務(wù)進(jìn)行編程； 06便于修改機(jī)器人程序。 0 7.1.2離線(xiàn)編程系統(tǒng)構(gòu)成與關(guān)鍵技術(shù) 1. 離線(xiàn)編程系統(tǒng)構(gòu)成 —般說(shuō)來(lái),機(jī)器人離線(xiàn)編程系統(tǒng)包括以下一些主要模塊：傳感器、 機(jī)器人系統(tǒng)CAD建模、離線(xiàn)編程、圖形仿真、人機(jī)界面以及

4、后置處 理等。如圖7-1所示。 用戶(hù)接口 CAD數(shù)據(jù)庫(kù) CAD數(shù)據(jù)庫(kù) 圖形仿真 編程 后置處理 接口 2 機(jī)器人控制柜 圖74離線(xiàn)編程系統(tǒng)構(gòu)成圖 2. 離線(xiàn)編程關(guān)鍵技術(shù) 機(jī)器人離線(xiàn)編程系統(tǒng)正朝著集成的方向前進(jìn),其中包含了多個(gè)領(lǐng) 域中的多個(gè)學(xué)科,為推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,以下幾個(gè)方面的技 術(shù)是關(guān)鍵： (1)多傳感器融合技術(shù)的建模與仿真(3)各種規(guī)劃算法的進(jìn)一步研究 (4)通用有效的誤差標(biāo)定技術(shù) 應(yīng)用于各種應(yīng)用場(chǎng)合的機(jī)器人標(biāo)定 對(duì)多傳感器進(jìn)行建模，執(zhí)行多傳感器操作 其包括路徑規(guī)劃、放置規(guī)劃和微動(dòng)規(guī)劃等 (2)錯(cuò)誤檢測(cè)和修復(fù)技術(shù) 對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和修

5、復(fù) (5)具體應(yīng)用的工藝支持 如弧焊，需要更多的工藝方面的硏究 3. 離線(xiàn)編程誤差 離線(xiàn)編程誤差主要有如下兩種: 外部誤差 包括機(jī)器人和工裝的安裝 誤差、工裝的加工誤差等 0內(nèi)部誤差 機(jī)器人本體在加工制造時(shí) 產(chǎn)生的誤差 Robotstudio Robotstudio QQ7.2 ABB機(jī)器人的離線(xiàn)編程仿真軟件 本節(jié)導(dǎo)人 Robotstudio是一款機(jī)器人仿真軟件，可以在辦公室里面不間 斷的完成自動(dòng)編程，借助虛擬機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行離線(xiàn)編程，如同將真 實(shí)的機(jī)器人搬到了你的電腦中。 ＞可執(zhí)行十分逼真的模擬 ＞提升機(jī)器人系統(tǒng)的盈利能力 ＞降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn) ＞加快

6、投產(chǎn)進(jìn)度,提高生產(chǎn)效 f 7.2.1 RobotStudio仿真軟件功能與界面 1、在RobotStudio中可以實(shí)現(xiàn)以下主要功能： f 7.2.1 RobotStudio仿真軟件功能與界面 f 7.2.1 RobotStudio仿真軟件功能與界面 O】 CAD導(dǎo)入： 1 1 1 1 包括IGES、 1 VRML 和、| 1 ACIS等格式 1 1 1 1 1 r O】 自動(dòng)路 徑生成 I可自動(dòng)生成跟: 蹤曲線(xiàn)所需的; i機(jī)器人位置: ? : 0 、 1 ;0 ? : 碎作業(yè)］ 1 1 ］模擬仿真; : :

7、 1 使調(diào)試與維: 1 1 i為工程的實(shí)i 1 1 護(hù)工作變得 : 1 施提供真實(shí) ; : 更加輕松 的驗(yàn)證 f ? 、: i自動(dòng)分析= ；伸展能力= : : 可驗(yàn)證和優(yōu)化| 1 1 :工作單兀布局丨 : : 1 ? 1 i r O j 超檢測(cè) 1 1 1 1確保機(jī)器人離 1 丨線(xiàn)編程得出的 1 :程序的可用性 1 1 1 、 O 1 1 :應(yīng)用功能包= : : i二次開(kāi)發(fā) 1 1將機(jī)器人更好1 a ? :使機(jī)器人應(yīng) 1 i地與工藝應(yīng)用 1 !用實(shí)現(xiàn)更多 1 :進(jìn)行有效融合 的可能

8、 f 7.2.1 RobotStudio仿真軟件功能與界面 2、RobotStudio 6.04.01 主菜單 RobotStudio 6.04.01主菜單包括：文件、基本、建模、仿真、 控制器、RAPID. Add-Ins七個(gè)功能，如圖7-2所示。 E匕刁?e ?& ? ? “ SKI 俗 n Sofutkf>1 ? AM ItoUISt皿 6XMQ1 -ox 4? JD 5理ra.號(hào)八■= My U (? 1 " r 號(hào)“RM BV m Be 二i國(guó)， 3 a ??=工*

9、 Ur^ j>Ur^S j>UrJc6 f 7.2.1 RobotStudio仿真軟件功能與界面 3CWS.1 JO 12：CQ：31 aWXOO 12：

10、2:23: n*a：：H8 QTmzllbu att QE^Oti^n： ?剤卵応il丸刃応仃喪 ? *ew/. Lit,lUO」：sJ飴.SS rrlib vAV_o_rsf.s wXM nro.3.M_oi PllcJIftMzt ? 圖7?2 RobotStudio的仿真環(huán)境界面 〃文件〃功能選項(xiàng)卡包含保存工作站、保存工作站為、打開(kāi)、關(guān)閉工  〃仿真〃功能選項(xiàng)卡包含碰撞監(jiān)控、配置、仿真控制、監(jiān)控、信號(hào)分 析器和錄制短片功能，如圖7-5所示。 文件(F) ［未保存工作

11、站］-ABB RobotStudio 6.04.01 基本 磧 仿真 控制器（G RAPID Add-Ins ? M ■ M園鑫心 摘裟普牡俘1.超 V TCP踐餘計(jì)時(shí)舉 ， 能真器 仿真控制 列 墜 啟用 ■班記靈 信號(hào)分忙器 f 7.2.1 RobotStudio仿真軟件功能與界面 圖7?5 "仿真"功能選項(xiàng)卡 〃控制器〃功能選項(xiàng)卡包含進(jìn)入、控制器工具、配置、虛擬控制器和 傳送功能，如圖7 —6所示。 圖7?6 "控制器"功能選項(xiàng)卡 1:1 “ RAPID 〃功能選項(xiàng)卡包含進(jìn)入、編輯、插入、查找、控制器和測(cè)試 調(diào)試功能，如圖7 —7所示。 小日…

12、 /，& ［未保存工作站］_ ABB RobotStudio 6.04.01 回 仿亙 按制器Q RAPID Add-Ins 4 Q /詰茨寫(xiě)反限-=o 尙咬回弓反限 Q Snippet - G ■二■ i ■ ■;?(; ■ ,1 G同步" “令咯圄" 怕招令? o — ▼ -■ ? 0 ?1 ? ?飾工具- JSA 控制器 | 越廂軻試 圖7?7 "RAPID"功能選項(xiàng)卡 "Add-Ins"功能選項(xiàng)卡包含社區(qū)、RobotWare和齒輪箱熱量預(yù) 測(cè)功能，如圖7 - 8所示。 仿頁(yè) ［未保存工作站］-ABB RobotS

13、tudio 6.04.01 |h問(wèn)皿J ［文件㈢1 基本 會(huì) 控制器（G RAPID Add-Ins 1 二啟用 RobotApps 件包 遷移 Robotware ? RobotWare 肯輪?5^^! 圖7?8 "AdCIns”功能選項(xiàng)卡 fl 722 RobotStudio中工作站的建立 fl 722 RobotStudio中工作站的建立 1.創(chuàng)建一個(gè)新的工作站：如圖7 - 9所示。 文件（0 ABB RobotStudio 6.D4.01 基本 建梯 訪(fǎng)真 揑制96 RAPID Add

14、-lns W血 ■t頰 信思 最近 工作站 0 空工歩姑牡妊萬(wàn)軍 刨建一個(gè)包含仝工作站的鮮決方案文 件結(jié)杓? 工作苗頤藩人揑制器解以萬(wàn)親 創(chuàng)連一個(gè)包含工作站和機(jī)器人控制器 的解決方恥可用機(jī)器人型號(hào)列在右 新建 打印 共享 在線(xiàn) 帝助 冒退出 文件 RAPID検塊文件 創(chuàng)過(guò)一個(gè)RAPID棧塊文件，并在緇 抵昌中打開(kāi)它。 assise又件 創(chuàng)連一個(gè)標(biāo)雄配貿(mào)文件并左紡58爲(wèi)中 打幵。 怡終在啟動(dòng)吋顯示此頁(yè) -O 空工作勒 Power and productivity for a better world"* AKR 圖7?9新建空工作站

15、fl 722 RobotStudio中工作站的建立 2.導(dǎo)入機(jī)器人: $本 文件(F) 3 b 勺? e 【未保存工作站］-ABB Robotstuc 掛制器RAPID Add-(ns 圖740導(dǎo)入機(jī)器人 ; 設(shè)定好承載能力和; :到達(dá)距離數(shù)值，一般為1 ;默認(rèn)值，點(diǎn)擊〃確定〃，: |如圖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、導(dǎo)入夾具：如圖7 — 11所不。 基本 = 導(dǎo)入模型庫(kù) = 設(shè)備 = myTool fl 722 RobotStudio中工作站的建立

16、 fl 722 RobotStudio中工作站的建立 BEa 22 ［未保療工作站］? ABB RobOtStudoO 6.04..."^ €6K 1SW&-Q ■麻柄H ? A 7 d & V iMMHi 心力? ABB Smart Gr

17、PKI 500 di M2WX PK1500 si M2001 Ffc^us MTG4000 22 d— EoCU 5mal I 在左側(cè)布局視圖中，左鍵按］ I住字體"myTool"拖到到字體； * I "IRB2600_12_165_02"才松 ；開(kāi)”然后在更新位置的提示框中； ；點(diǎn)擊〃是”，如圖7 - 12所示。； \ “ &raal RO9Cel929 T Trtflastojs AS- K>03 3W-44-3 a de . d

18、 fl 722 RobotStudio中工作站的建立 fl 722 RobotStudio中工作站的建立 4.擺放周邊的模型 以常用工作臺(tái)為例: 如圖7-13所示。 ［未保存工件站 J - ABB RobotStudio 6.04.01 文件何 4 8inzel dir 22 今ABB庫(kù)■ <5導(dǎo)入幾何體 waa - (Defauh) ?1 v "入昭坪? E皆- - 機(jī)SM、目標(biāo) wbjO ?［圭 用戶(hù)厚 ? A MuRiMo聽(tīng) too<0

19、 T ? 55 穩(wěn) 仿 15 攔禰5心 RAPID Add-Im 工見(jiàn) 4 < 丄 |

20、PKI500 di M2001 EoPiate small Snzd ioPlate large Binzd iregaskt5$ as- 3C6-44-3 22 de... ROBOM1926 T TO 03 Training Objects myTool my d GWTS10 PKI 5C0 Si M2001 Curve TNng propeller tab陰 圖 7?13 導(dǎo)入propeller table fl 722 RobotStudio中工作站

21、的建立 如圖7-14所示,在布局中右擊字體//IRB2600_12_165?02,/ ,點(diǎn) 擊〃顯示機(jī)器人工作區(qū)域〃。 司5 X5徑和目樂(lè)點(diǎn)|15記 IRB2C：_：2_：SS t 占 riyTwl ffi iable and fixt 1RB2SOO 12 165 *勇切 CtrlY 4 ? B!冷cao幾何itg "| 可 蟲(chóng)用琲 機(jī)ii超手3：關(guān)節(jié) F機(jī)如田壬瑟性 0 謝 ? X Oel fl鳳參機(jī)絞蘇 律 ESHKAIttSK x 來(lái)自：全部伍邑 種糞 圖744顯示機(jī)器人工作區(qū)域命令框 ［

22、如圖7-15 I ;所示，白色區(qū)域即1 I為機(jī)器人可到達(dá)的1 ［范圍，然后在］ ［Freehand 工具欄 :中選定大地坐標(biāo)及［ :〃移動(dòng)〃按鈕，將； | I 圖7?15機(jī)器人可到達(dá)范圍 ；propellertable 移； ■動(dòng)到機(jī)器人的最佳［ ;工作范圍內(nèi)，這樣： ;才能提高節(jié)拍和方; ;便軌跡規(guī)劃。 : fl 722 RobotStudio中工作站的建立 ^7-16 導(dǎo)入Curve Thing fl 722 RobotStudio中工作站的建立 ［耒憶存工作站 J - ABB RobotStudio 6.04.01 5.放置工件 如圖7-16所示。

23、 縣本 (S 呂標(biāo)點(diǎn) Ll 畐丹蚪8金 (DefaUt) a he ? ■fi機(jī)號(hào)人目標(biāo) wobjO ? 85示軟目鬼 toolo #A8B5iE ” "入幾何體” y彩、走三- Z羊二 I用朋 KA SS^JSC) rapid Add-Ins BinzW WH4力 D Bined air 22 ;^J 文件..51+丿 b ZDTPEF 3D件枳 布局踐坐0目標(biāo)點(diǎn)石記 2.［去像存工作姑3* 機(jī)械裝捏 r 芒 IRB2600_12_165__02 I 左 Xj/Tool 護(hù)1 tablc_and_fiTturc_

24、 AB尢度傳龍訝 AW Gun P5F 23 anzel ID 22 &心 water 22 ECCO 70AS 03 GWT 51 0 Frorius Robacta MTG4C0C 22 de.. 0 AE8 Smart Gripper Ft PR 500 di V2C01 PC 500 Si M20O1 EsoHate large ftraei IsoPtate smal 8hzel R3535O Gripper Tre9askiss AS ? 506-44-3 22 do... RO6OKL926 7 TD 03 三 propell & prop

25、eller tae ^7-16 導(dǎo)入Curve Thing fl 722 RobotStudio中工作站的建立 fl 722 RobotStudio中工作站的建立 如圖7 - 17所示，右鍵點(diǎn)擊 Curve Thing : 放置 兩點(diǎn) 工低空 IH: IRB2W0_12.ie$_02 昱示工佯主間： 。機(jī)脣人稅節(jié) .?SS1IP 【未i^TtV站n 機(jī)掠丟蚩 B 出 I/Tool g 組件 撲 Curve_lhir {fi tabLe

26、__and_ 導(dǎo)出幾何住.. 設(shè)走為yes 姫 修汝（Mj 衣用突板 Ctrl* CtfhC Ctrkv ?心7制方向 ■ EWE 時(shí)問(wèn) 2020/4. 203J/a. 2020/4. 已導(dǎo)入 F:\RObO1StM L1 brirjr\Tra 1 n 1 nc Objectc\propener_table, rsllb ():Ceoietry〈ACTS〉vamim; 63010: mJrnovn entity :mbi7pe

27、itig?rsllb 9 Objects\Cun*e.Thng.r$lib 圖7?17 Curve Thing位置提示框 fl 722 RobotStudio中工作站的建立 然后選中捕捉工具中的〃選擇部件〃和〃捕捉末端〃，點(diǎn)擊〃主點(diǎn)- 從〃坐標(biāo)框,依次選擇工件底部的第一個(gè)點(diǎn)以及與之重合的工作臺(tái)頂部 的點(diǎn)、x軸方向上工件底部的第二個(gè)點(diǎn)以及與之重合的工作臺(tái)頂部的點(diǎn)。 I IS用］「關(guān)岡 -150.00 選擇部件 主點(diǎn)■從 點(diǎn)3 點(diǎn)1 點(diǎn)4 點(diǎn)2 ［沿笛世

28、些柚待簸： Vx Vt 7 2 卜 2 ]RB2&3O_L2_165_O2 b 譽(yù) ftyTool a.； 曠 Curve.tklng 曠 tabLe_and_gture.LaO X軸上旳存 13S9.7L" 從 198.7B" -：|703.4B" .1袖上叭克 I1LSH. b 翕局離徑和眄燈；起 $ ［未厲存工作35 ” 枚去対mcutv@"“g I霽 ■主點(diǎn)-從＜■〉 I wa. ^149. 9S^ 到3 -ISO. 00 308?Q0 緲.0廣 三 S08.00 捕捉末端 圖748點(diǎn)位置輸入框 最后點(diǎn)擊〃應(yīng)用〃，如圖7 - 19所示，工

29、件即放置在工作臺(tái)上。 放3對(duì)St: Curvo.thing |丈地坐掠 0.00 0.00 0.00 X抽上的點(diǎn)-從＜n＞） 0.00 V0.00 X釉上的點(diǎn)-到（2） 0.00 0. 00 沿若這些軸鈣換： [7 X [7 Y 回 Z 0.00 0.00 ］布S3 I g&etflBftS | ^15 | 二 x 機(jī)檢裝貿(mào) \ 卜衛(wèi) IRB260O_12_165__O2 t- 4/ WvTool 5? Curvc_ thing tab!e_amd_f1xture_l40 圖7?19 Curve Thing位置效果圖 J ROBOGUID

30、E 〃 Q07.3其他離線(xiàn)編程軟件 本節(jié)導(dǎo)人 ROBOGUIDE是日本發(fā)那科機(jī)器人公司提供的一款仿真軟件， 它是圍繞一個(gè)離線(xiàn)的三維世界進(jìn)行模擬，在這個(gè)三維世界中模擬現(xiàn) 實(shí)中的機(jī)器人和周邊設(shè)備的布局，通過(guò)其中的TP （示教器）進(jìn)行示 教、編程,進(jìn)一步來(lái)模擬它的運(yùn)動(dòng)軌跡。 ＞通過(guò)這樣的模擬可以驗(yàn)證方案的可行性 ＞獲得準(zhǔn)確的機(jī)器人動(dòng)作節(jié)拍（運(yùn)動(dòng)周期時(shí)間） ＞包括搬運(yùn)、弧焊、噴涂和點(diǎn)焊等其他子模塊 Q07.3其他離線(xiàn)編程軟件 Guangdong Polytechnic Normal University 2020/04/20