《工业机器人离线编程技术》聂振华，李俊主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《工业机器人离线编程技术》

【作　者】聂振华，李俊主编

【丛书名】高职高专工业机器人专业系列教材

【页 数】 185

【出版社】 西安：西安电子科学技术大学出版社 , 2020.09

【ISBN号】978-7-5606-5873-5

【分 类】工业机器人-程序设计-高等学校-教材

【参考文献】 聂振华，李俊主编. 工业机器人离线编程技术. 西安：西安电子科学技术大学出版社, 2020.09.

图书封面：

图书目录：

《工业机器人离线编程技术》内容提要：

本书共10章分为两个部分。第一部分介绍三菱工业机器人离线编程仿真；第二部分介绍ABB工业机器人离线编程仿真。第一部分主要内容包括工业机器人离线编程技术概述、三菱离线编程仿真软件安装、RTToolBox2的使用、三菱机器人常用控制指令、SolidWorks下仿真环境的搭建、melfa-works中机器人焊接模拟仿真；第二部分主要内容包括RobotStudio软件概述、RobotStudio中工作站的创建、RobotStudio环境下建模、RobotStudio仿真以及RobotStudio仿真环境编程语言介绍。本书适合作为普通本科及高职高专院校工业机器人、电气自动化、机电一体化等专业的教学用书，也可作为工程人员的培训教材。

《工业机器人离线编程技术》内容试读

第一章工业机器人离线编程技术概述

第一章工业机器小离线编程技术概述

机器人编程可分为在线示教编程和离线编程。本书重点介绍了两种机器人的离线编程：

一种是三菱工业机器人离线编程；另一种是ABB工业机器人离线编程。对于三菱工业机

器人离线编程，主要包含离线编程技术概述，离线编程软件SolidWorks、RT Toolbox2、MELFA-Woks的介绍及安装，RT Toolbox离线编程软件的使用，三菱离线编程软件的控制指令，MELFA-Works中结合SolidWorks搭建仿真工作环境及仿真这五个模块；对于ABB工业机器人离线编程，主要包含离线编程软件概述、离线编程软件中工作站的创建、离线编程软件环境下的建模、离线编程软件的仿真、离线编程仿真软件编程语言五个模块。

1.1机器人示教编程方式

1.机器人在线示教编程

所谓在线示教编程，即操作人员通过示教器，手动控制机器人的关节运动，以使机器人运动到预定的位置，同时将该位置进行记录，并传递到机器人控制器中，之后机器人可根据指令自动重复该任务，操作人员也可以选择不同的坐标系对机器人进行示教。

在线示教编程在实际应用中主要存在以下问题：

(1)编程过程繁琐、效率低。

(2)精度完全靠示教者目测决定，而且对于复杂的路径，示教在线编程难以取得令人满意的效果。

2.机器人离线编程

所谓离线编程，是通过软件，在计算机中重建整个工作场景的三维虚拟环境，然后软件可以根据要加工零件的大小、形状、材料，同时配合软件操作者的一些操作，自动生成机器人的运动轨迹，即控制指令，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。

离线编程克服了在线示教编程的很多缺点，充分利用了计算机的功能，减少了编写机器人程序所需要的时间成本，同时也降低了在线示教编程的不便。其具体优点如下：

(1)减少机器人的停机时间，当对下一个任务进行编程时，机器人仍可在生产线上进行工作。

(2)使编程者远离危险的工作环境，改善了编程环境

(3)离线编程系统使用范围广，可以对各种机器人编程，并能方便地实现优化编程。

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工业机器人离线编程技术

(4)可对复杂任务进行编程。

(5)便于修改机器人程序。

目前，机器人离线编程广泛应用于打磨、去毛刺、焊接、激光切割、数控加工等工作中。

1.2机器人离线编程技术

目前，机器人已成为现代工业不可缺少的工具，它标志着工业的现代化程度。而随着计算机技术、微电子技术以及网络技术的快速发展，机器人技术也得到了迅猛的发展。机器人是一个可编程的机械装置，其功能的灵活性和智能性很大程度上取决于机器人的编程能力。

由于机器人应用范围的扩大和所完成任务的复杂程度不断增加，机器人工作任务的编制已成为一个重要的问题，而传统示教方式存在一些弊端，于是离线编程成为了新时代的宠儿。

20世纪70年代末，国外就开始了机器人离线编程规划和系统的研究。在众多的机器人仿真与离线编程系统中，以以色列Tecnomatic公司在1986年推出的Robcad机器人计算机辅助设计及仿真系统最具代表性，其集通用化、完整化、智能化和商品化于一体。

近年来，国内外许多大中型企业都装备了自动化加工设备和计算机辅助设备与系统。这些设备与系统为计算机编程技术的推广提供了基本的条件，使离线编程的应用日益广泛。

1.离线编程软件的种类

目前，机器人仿真软件可分为两类：一类是通用型离线编程软件；一类是专用型离线编程软件。

通用型离线编程软件是第三方公司开发的，适用于多个品牌的机器人，能够实现仿真、轨迹编程和程序输出，但兼容性不够。常用的通用型离线编程软件有RobotMaster、

Robot Works、Robotmove、RobotCAD、DELMIA、RobotArt、.SprutCAM、RobotSim、中科川思特、亚龙、旭上、汇博等。

专用型离线编程软件是由机器人本厂开发或委托第三方公司开发的，其特点是只适用于其对应型号的机器人，也就是说，只支持同品牌的机器人，其优点是功能强大，实用性更强，与机器人的兼容性也更好。这类软件如RobotStudio(ABB原厂的离线软件)

RoboGuide(FANUC原厂的离线软件)、KUKA Sim(KUKA原厂的离线软件)。

国内在离线编程方面起步较晚，但因投入较大、重视程度较高，所以发展比较迅速。最值得一提的就是北京华航唯实推出的RobotArt离线编程软件，这款软件是目前离线编程软件国内品牌中的顶尖软件，其最大特点是能根据虚拟场景中的零件形状自动生成加工轨迹，并且可以控制大部分主流机器人，为国内机器人提供了有力的支持。该软件可根据几何模型的拓扑信息生成机器人运动轨迹，其后的轨迹仿真、路径优化、后置代码一气呵成，同时集碰撞检测、场景渲染、动画输出于一体，可快速生成效果逼真的模拟动画。该软件广泛应用于打磨、去毛刺、焊接、激光切割、数控加工等领域。

2.离线编程软件的作用

在长期的操作过程中，发现示教编程的精确度不高，且对于复杂的工件，编程的工作

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第一章工业机器人离线编程技术概述

量较大、效率低。为了追求高效和高精度编程方法，离线编程应运而生。运用离线编程软件，可以远离操作现场工作环境进行机器人仿真、轨迹编程和焊接轨迹程序的输出。离线编程可以使焊接轨迹运行精度更高，从而弥补示教编程的不足。示教编程和离线编程应该根据实际工作情况进行选择，使两者在适合的环境中将自身的作用发挥到极致。

学校的机器人教学实习设备数量有限，且教学环境不适合实际工作情况，这使得机器人离线编程软件在教学中的应用显得更为重要。

1.3主流机器人离线编程软件介绍

目前的主流机器人离线编程软件主要有如下几种。

1.RobotArt

RobotArt教育版针对教学实际情况，增加了模拟示教器、自由装配等功能，帮助初学者在虚拟环境中快速认识机器人，快速学会机器人示教器的基本操作，可大大缩短学习周期，降低学习成本。图1.1为RobotArt软件界面。

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图1.1 RobotArt软件界面

RobotArt软件的特点如下：1)优点

(1)支持多种格式的三维CAD模型，可导入扩展名为step、igs、stl、xt、prt(UG)prt(ProE)、CATPart、sldpart等格式的文件。

(2)支持多种品牌的工业机器人离线编程操作，如ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA、

STAUBLI、KEBA系列、新时达、广数等。

(3)拥有大量航空航天高端应用经验。

(4)自动识别与搜索CAD模型的点、线、面信息，生成轨迹。

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工业机器人离线编程技术

(⑤)轨迹与CAD模型特征关联，模型若移动或变形，轨迹会自动变化。

(6)一键优化轨迹与几何级别的碰撞检测。

(支持多种工艺包，如切割、焊接、喷涂、去毛刺、数控加工。(⑧)支持将整个工作站仿真动画发布到网页、手机端。2)缺点

该软件不支持整个生产线仿真，对外国小品牌机器人也不支持。

2.RobotMaster

RobotMaster来自加拿大，是目前离线编程软件国外品牌中顶尖的软件，几乎支持市场上绝大多数机器人品牌（如KUKA、ABB、FANUC、Motoman、史陶比尔(STAUBLD、柯马(COMAU、三菱、DENSO、松下等)。图1.2为RobotMaster软件界面。

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图1.2 RobotMaster软件界面

RobotMaster软件的特点如下：1)主要功能

RobotMaster在MasterCAM中无缝集成了机器人编程、仿真和代码生成功能，提高了机器人编程速度。

2)优，点

RobotMaster可以按照产品数模生成程序，适用于切割、铣削、焊接、喷涂等。其具有

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第一章工业机器人离线编程技术概述

独特的优化功能，运动学规划和碰撞检测非常精确，支持外部轴（直线导轨系统、旋转系统），并支持复合外部轴组合系统。

3)缺点

RobotMaster暂时不支持多台机器人同时模拟仿真，是在MasterCAM基础上进行二次开发而成，价格昂贵，企业版在20万元人民币左右。

3.RobotWorks

RobotWorks是来自以色列的机器人离线编程仿真软件，与RobotMaster类似，是在

SolidWorks基础上进行二次开发而成，使用时需要先购买SolidWorks。

1)主要功能

(I)全面的数据接口：Robot Works基于SolidWorks平台开发，SolidWorks可以通过IGES、DXF、DWG、PrarSolid、Step、VDA、SAT等标准接口进行数据转换。

(2)强大的编程能力：从输入CAD数据到输出机器人加工代码只需四步。

①从SolidWorks直接创建或直接导入其他三维CAD数据，选取定义好的机器人工具与要加工的工件组合成装配体。所有装配夹具和工具客户均可以用SolidWorks自行创建调用。

②Robot Works选取工具，然后直接选取曲面的边缘或者样条曲线进行加工，产生数据点。

③调用所需的机器人数据库，开始做碰撞检查和仿真，在每个数据点均可以自动修正，包含工具角度控制、引线设置、增加/减少加工点、调整切割次序以及在每个点增加工艺参数。

④Robot Works自动产生各种机器人代码，包含笛卡尔坐标数据、关节坐标数据、工具与坐标系数据、加工工艺等，按照工艺要求保存不同的代码。

(3)强大的工业机器人数据库：系统支持市场上大多数主流工业机器人，提供各大工业机器人各个型号的三维数模。

(4)完美的仿真模拟：独特的机器人加工仿真系统可对机器人手臂和工具与工件之间的运动进行自动碰撞检查和轴超限检查，自动删除不合格路径并调整，还可以自动优化路径，减少空跑时间。

(⑤)开放的工艺库定义：系统提供了完全开放的加工工艺指令文件库，用户可以按照自己的实际需求自行定义添加、设置自己的独特工艺，添加的任何指令都能输出到机器人加工数据中。

2)优，点

RobotWorks的生成轨迹方式多样，支持多种机器人，且支持外部轴。3)缺点

RobotWorks基于SolidWorks,但SolidWorks本身不带CAM功能，因此编程繁琐，机器人运动学规划策略智能化程度低。

4.ROBCAD

ROBCAD是西门子旗下的软件。2004年，Tecnomatix公司被美国UGS并购，2007年

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工业机器人离线编程技术

西门子公司将UGS收入旗下，ROBCAD成为西门子完整的产品生命周期管理软件SiemensPLM Software中的一个重要组成部分。该软件较庞大，重点在生产线仿真，价格也是同类软件中较昂贵的。软件支持离线点焊、多台机器人仿真、非机器人运动机构仿真以及精确

的节拍仿真。ROBCAD软件界面如图1.3所示，其主要应用于产品生命周期中的概念设计

和结构设计两个前期阶段。

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图1.3 ROBCAD软件界面

1)主要特点

(I)可与主流的CAD软件（如NX、CATIA、IDEAS)无缝集成。

(2)可实现工具工装、机器人和操作者的三维可视化。

(3)可实现制造单元、测试和编程的仿真。2)主要功能

(I)Workcell and Modeling:对白车身Body-in-White)生产线进行设计、管理和信息控制。

(2)Spot and OLP:完成点焊工艺设计和离线编程。

(3)Human:实现人因工程分析。

(4)Application中的Paint、Arc、Laser等模块：实现生产制造中的喷涂、弧焊、激光加工、绲边等工艺的仿真验证及离线程序输出。

(S)Pait模块：可实现喷漆的设计、优化和离线编程。其功能包括喷漆路线的自动生成、多种颜色喷漆厚度的仿真及喷漆过程的优化。

5.DELMIA

DELMIA是达索旗下的CAM软件，它有六大模块，其中Robotics模块解决方案涵盖

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···试读结束···