早期的離線編程系統(tǒng)有IPA程序、sdMMIE軟件包和GRASP仿真系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)都因為功能不完備而不能方便使用。在眾多版本的機(jī)器人仿真與離線編程系統(tǒng)中,由以色列Tecnomatic公司在1986年推出的robcad機(jī)器人計算機(jī)輔助設(shè)計及仿真系統(tǒng)具代表性。它是運行在SGI圖形工作站上的大型機(jī)器人設(shè)計、仿真和離線編程系統(tǒng),其集通用化、完整化、交互式計算機(jī)圖形化、智能化和商品化為一體。但這些傳統(tǒng)的機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的分析、設(shè)計、實現(xiàn)和編程的方法都是面向過程的,存在著許多不足。機(jī)器人是一個可編程的機(jī)械裝置,其功能的靈活性和智能性在很大程度上取決于機(jī)器人的編程能力。由于機(jī)器人的應(yīng)用范圍擴(kuò)大和所完成任務(wù)的復(fù)雜程序不斷增加,機(jī)器人工作任務(wù)的編制已經(jīng)成為一個重要問題。通常,機(jī)器人編程方式可分為示教在線編程和離線編程。機(jī)器人離線編程技術(shù)對工業(yè)機(jī)器人的推廣應(yīng)用及其工作效率的提高有著重要意義,離線編程可以大幅度節(jié)省制造時間,實現(xiàn)計算機(jī)的實時仿真,為機(jī)器人編程和調(diào)試提供安全、靈活的環(huán)境,是機(jī)器人開發(fā)應(yīng)用的研究方向。在本書中,通過項目式教學(xué)的方法,對ABB公司的RobotStudio軟件的操作、建模、Smart組件的應(yīng)用、軌跡離線編程、動畫效果的制作、模擬工作站的構(gòu)建、仿真驗證以及在線操作進(jìn)行了全面的講解。(說明:RobotWare為機(jī)器人系統(tǒng)庫文件,安裝完成后只會在指定位置生成機(jī)器人系統(tǒng)庫,可以存在多個版本;RobotStudio為機(jī)器人仿真操作軟件;兩者必須全部完全安裝方可正常使用。)本書使用RobotStudio的版本為6.00.01,使用RobotWare的版本為 5.15.02_2005和 6.00.00_1105。本書內(nèi)容以實踐操作過程為主線,采用以圖為主的編寫形式,通俗易懂,適合作為普通高校和高等職業(yè)院校的工業(yè)機(jī)器人工程應(yīng)用仿真課程的教材。同時,本書也適合從事工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)、調(diào)試、現(xiàn)場維護(hù)的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考,特別適合已掌握ABB機(jī)器人基本操作,需要進(jìn)一步掌握工業(yè)機(jī)器人工程應(yīng)用模擬仿真的工程技術(shù)人員參考。
早期的離線編程系統(tǒng)有IPA程序、sdMMIE軟件包和GRASP仿真系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)都因為功能不完備而不能方便使用。在眾多版本的機(jī)器人仿真與離線編程系統(tǒng)中,由以色列Tecnomatic公司在1986年推出的robcad機(jī)器人計算機(jī)輔助設(shè)計及仿真系統(tǒng)具代表性。它是運行在SGI圖形工作站上的大型機(jī)器人設(shè)計、仿真和離線編程系統(tǒng),其集通用化、完整化、交互式計算機(jī)圖形化、智能化和商品化為一體。但這些傳統(tǒng)的機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的分析、設(shè)計、實現(xiàn)和編程的方法都是面向過程的,存在著許多不足。機(jī)器人是一個可編程的機(jī)械裝置,其功能的靈活性和智能性在很大程度上取決于機(jī)器人的編程能力。由于機(jī)器人的應(yīng)用范圍擴(kuò)大和所完成任務(wù)的復(fù)雜程序不斷增加,機(jī)器人工作任務(wù)的編制已經(jīng)成為一個重要問題。通常,機(jī)器人編程方式可分為示教在線編程和離線編程。機(jī)器人離線編程技術(shù)對工業(yè)機(jī)器人的推廣應(yīng)用及其工作效率的提高有著重要意義,離線編程可以大幅度節(jié)省制造時間,實現(xiàn)計算機(jī)的實時仿真,為機(jī)器人編程和調(diào)試提供安全、靈活的環(huán)境,是機(jī)器人開發(fā)應(yīng)用的研究方向。在本書中,通過項目式教學(xué)的方法,對ABB公司的RobotStudio軟件的操作、建模、Smart組件的應(yīng)用、軌跡離線編程、動畫效果的制作、模擬工作站的構(gòu)建、仿真驗證以及在線操作進(jìn)行了全面的講解。(說明:RobotWare為機(jī)器人系統(tǒng)庫文件,安裝完成后只會在指定位置生成機(jī)器人系統(tǒng)庫,可以存在多個版本;RobotStudio為機(jī)器人仿真操作軟件;兩者必須全部完全安裝方可正常使用。)本書使用RobotStudio的版本為6.00.01,使用RobotWare的版本為 5.15.02_2005和 6.00.00_1105。本書內(nèi)容以實踐操作過程為主線,采用以圖為主的編寫形式,通俗易懂,適合作為普通高校和高等職業(yè)院校的工業(yè)機(jī)器人工程應(yīng)用仿真課程的教材。同時,本書也適合從事工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)、調(diào)試、現(xiàn)場維護(hù)的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考,特別適合已掌握ABB機(jī)器人基本操作,需要進(jìn)一步掌握工業(yè)機(jī)器人工程應(yīng)用模擬仿真的工程技術(shù)人員參考。
現(xiàn)階段,我國制造業(yè)面臨資源短缺、勞動力成本上升、人口紅利減少等壓力,而工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用與推廣,將極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本和資源消耗,有效提高我國工業(yè)制造競爭力。我國《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(20162020年)》強(qiáng)調(diào),機(jī)器人是先進(jìn)制造業(yè)的關(guān)鍵支撐裝備和未來生活方式的重要切入點。廣泛采用工業(yè)機(jī)器人,對促進(jìn)我國先進(jìn)制造業(yè)的崛起,有著十分重要的意義。機(jī)器換人,人用機(jī)器的新型制造方式有效推進(jìn)了工業(yè)升級和轉(zhuǎn)型。伴隨著工業(yè)大國相繼提出機(jī)器人產(chǎn)業(yè)政策,如德國的工業(yè)4.0、美國的先進(jìn)制造伙伴計劃、中國的十三五規(guī)劃與中國制造2025等國家政策,工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迎來了快速發(fā)展的態(tài)勢。當(dāng)前,隨著勞動力成本上漲,人口紅利逐漸消失,生產(chǎn)方式向柔性、智能、精細(xì)轉(zhuǎn)變,中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級迫在眉睫。全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級形成歷史性交匯,中國已經(jīng)成為全球大的機(jī)器人市場。大力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè),對于打造我國制造業(yè)新優(yōu)勢、推動工業(yè)轉(zhuǎn)型升級、加快制造強(qiáng)國建設(shè)、改善人民生活水平具有深遠(yuǎn)意義。工業(yè)機(jī)器人已在越來越多的領(lǐng)域得到了應(yīng)用。在制造業(yè)中,尤其是在汽車產(chǎn)業(yè)中,工業(yè)機(jī)器人得到了廣泛應(yīng)用。如在毛坯制造(沖壓、壓鑄、鍛造等)、機(jī)械加工、焊接、熱處理、表面涂覆、上下料、裝配、檢測及倉庫堆垛等作業(yè)中,機(jī)器人逐步取代人工作業(yè)。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對機(jī)器人領(lǐng)域技能型人才的需求也越來越迫切。為了滿足崗位人才需求,滿足產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)進(jìn)步的要求,部分應(yīng)用型本科院校相繼開設(shè)了相關(guān)課程。在教材方面,雖有很多機(jī)器人方面的專著,但普遍偏向理論與研究,不能滿足實際應(yīng)用的需要。目前,企業(yè)的機(jī)器人應(yīng)用人才培養(yǎng)只能依賴機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)的培訓(xùn)或產(chǎn)品手冊,缺乏系統(tǒng)學(xué)習(xí)和相關(guān)理論指導(dǎo),嚴(yán)重制約了我國機(jī)器人技術(shù)的推廣和智能制造業(yè)的發(fā)展。武漢金石興機(jī)器人自動化工程有限公司依托華中科技大學(xué)在機(jī)器人方向的研究實力,順應(yīng)形勢需要,產(chǎn)、學(xué)、研、用相結(jié)合,組織企業(yè)專家和一線科研人員開展了一系列企業(yè)調(diào)研,面向企業(yè)需求,聯(lián)合高校教師共同編寫了智能制造領(lǐng)域應(yīng)用型人才培養(yǎng)十三五規(guī)劃精品教材系列圖書。該系列圖書有以下特點:(1) 循序漸進(jìn),系統(tǒng)性強(qiáng)。該系列圖書從工業(yè)機(jī)器人的入門應(yīng)用、技術(shù)基礎(chǔ)、實訓(xùn)指導(dǎo),到工業(yè)機(jī)器人的編程與高級應(yīng)用,由淺入深,有助于讀者系統(tǒng)學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)。(2) 配套資源豐富多樣。該系列圖書配有相應(yīng)的人才培養(yǎng)方案、課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、電子課件、視頻等教學(xué)資源,以及配套的工業(yè)機(jī)器人教學(xué)裝備,構(gòu)建了立體化的工業(yè)機(jī)器人教學(xué)體系。(3) 覆蓋面廣,應(yīng)用廣泛。該系列圖書介紹了工業(yè)機(jī)器人集成工程所需的機(jī)械工程案例、電氣設(shè)計工程案例、機(jī)器人應(yīng)用工藝編程等相關(guān)內(nèi)容,順應(yīng)國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)人才發(fā)展需要,符合制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃。智能制造領(lǐng)域應(yīng)用型人才培養(yǎng)十三五規(guī)劃精品教材系列圖書結(jié)合工業(yè)機(jī)器人集成工程實際應(yīng)用,教、學(xué)、用有機(jī)結(jié)合,有助于讀者系統(tǒng)學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和強(qiáng)化提高實踐能力。該系列圖書的出版發(fā)行填補(bǔ)了機(jī)器人工程專業(yè)系列教材的空白,有助于推進(jìn)我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才的培養(yǎng)和發(fā)展,助力中國智造。工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真項目教程中國工程院院士 譚建榮2018年10月
項目1認(rèn)識、安裝工業(yè)機(jī)器人仿真軟件1
任務(wù)1-1工業(yè)機(jī)器人仿真軟件介紹2
任務(wù)1-2了解工業(yè)機(jī)器人仿真應(yīng)用技術(shù)2
任務(wù)1-3下載、安裝工業(yè)機(jī)器人仿真軟件RobotStudio3
任務(wù)1-4RobotStudio軟件的授權(quán)管理4
任務(wù)1-5RobotStudio軟件界面介紹6
任務(wù)1-6學(xué)習(xí)前需具備的基本知識12
項目2RobotStudio仿真技術(shù)知識儲備14
任務(wù)2-1建立工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)15
任務(wù)2-2軟件窗口操作介紹23
任務(wù)2-3建模及導(dǎo)入幾何體、擺放工作站周邊模型28
任務(wù)2-4測量工具的使用40
任務(wù)2-5加載機(jī)器人的工具42
任務(wù)2-6工業(yè)機(jī)器人的手動操縱51
任務(wù)2-7創(chuàng)建機(jī)械裝置54
任務(wù)2-8建立工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系62
任務(wù)2-9創(chuàng)建機(jī)器人的運動軌跡程序63
任務(wù)2-10仿真運行機(jī)器人及錄制視頻66
任務(wù)2-11模擬碰撞檢測的設(shè)定69
任務(wù)2-12從曲線生成路徑操作73
任務(wù)2-13Smart組件的應(yīng)用80
項目3帶導(dǎo)軌和變位機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng)創(chuàng)建與應(yīng)用103
任務(wù)3-1創(chuàng)建帶導(dǎo)軌的機(jī)器人系統(tǒng)104
任務(wù)3-2創(chuàng)建帶變位機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng)112
項目4工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)室工作站的構(gòu)建120
任務(wù)4-1仿真工作站LAYOUT布局解讀121
任務(wù)4-2按LAYOUT解讀布局工作站131
項目5RobotStudio流水線碼垛工作站的構(gòu)建141
任務(wù)5-1工作站的布局工藝流程說明142
任務(wù)5-2創(chuàng)建碼垛工作站的Smart組件設(shè)計145
項目6工業(yè)機(jī)器人激光切割項目仿真技術(shù)154
任務(wù)6-1仿真工作站LAYOUT布局解讀155
任務(wù)6-2創(chuàng)建激光切割工作站仿真設(shè)計165
項目7ScreenMaker示教器用戶自定義界面174
任務(wù)7-1ScreenMaker示教器用戶自定義界面175
任務(wù)7-2創(chuàng)建注塑機(jī)取件機(jī)器人用戶自定義界面177
任務(wù)7-3設(shè)置注塑機(jī)取件機(jī)器人用戶信息界面178
任務(wù)7-4設(shè)置注塑機(jī)取件機(jī)器人用戶狀態(tài)界面183
任務(wù)7-5設(shè)置注塑機(jī)取件機(jī)器人用戶維修界面184
項目8RobotStudio的在線功能189
任務(wù)8-1使用RobotStudio與機(jī)器人進(jìn)行連接并獲取權(quán)限的操作190
任務(wù)8-2使用RobotStudio進(jìn)行備份和恢復(fù)的操作191
任務(wù)8-3使用RobotStudio在線編輯RAPID程序的操作193
任務(wù)8-4使用RobotStudio在線編輯I/O信號的操作195
任務(wù)8-5使用RobotStudio在線文件傳送198
任務(wù)8-6使用RobotStudio在線監(jiān)控機(jī)器人和示教器狀態(tài)198
任務(wù)8-7使用RobotStudio在線設(shè)定示教器用戶操作權(quán)限管理199
任務(wù)8-8使用RobotStudio在線創(chuàng)建和安裝機(jī)器人系統(tǒng)204
附錄A術(shù)語概念211