項(xiàng)目7 其他工業(yè)機(jī)器人集成系統(tǒng)仿真

LOGO7.1.1噴槍的定義7.1.1噴槍的定義

噴槍是噴涂（噴漆）機(jī)器人工作站中的重要設(shè)備，其工作原理是利用壓縮空氣迅速釋放帶動油漆等涂料高速噴出，形成霧狀后沉積于工件表面。

下面結(jié)合機(jī)器人噴槍的具體實(shí)例來說明PS軟件噴槍的定義方法和流程。

【例7-1】采用PS軟件的“工具定義”等操作對噴漆噴槍進(jìn)行定義。

操作步驟如下。7.1.1噴槍的定義【例7-1】采用PS軟件的“工具定義”等操作對噴漆噴槍進(jìn)行定義。操作步驟如下。（1）打開PS軟件，依次單擊“文件”→“斷開研究”→“新建研究”，彈出“新建研究”對話框，單擊“創(chuàng)建”按鈕，完成新研究創(chuàng)建。單擊“建?！薄敖M件”→“插入組件”，彈出“插入組件”對話框，更改文件路徑，選中文件夾“paintgun.cojt”，單擊“打開”，將噴槍組件導(dǎo)入。7.1.1噴槍的定義（2）在對象樹中單擊選中“paintgun”，單擊“建模”菜單下的“設(shè)置建模范圍”，將模型中的對象激活展開，將建模范圍更改為“paintgun”。單擊“建?！薄安季帧薄皠?chuàng)建坐標(biāo)系”→“在圓心創(chuàng)建坐標(biāo)系”，彈出“在圓心創(chuàng)建坐標(biāo)系”對話框，在噴槍的法蘭中心、噴口中心創(chuàng)建坐標(biāo)系“gunbase”“gantcp0”，如圖7-1所示。注意：坐標(biāo)系“gantcp0”的Z軸正方向應(yīng)指向噴槍外部（遠(yuǎn)離噴槍）。圖7-1創(chuàng)建坐標(biāo)系“gunbase”和“gantcp0”7.1.1噴槍的定義（3）在對象樹中單擊選中坐標(biāo)系“gantcp0”，按“Ctrl+C”“Ctrl+V”，復(fù)制、粘貼該坐標(biāo)系，按F2重命名為“guntcp1”。在對象樹中單擊選中坐標(biāo)系“gantcp1”，按“Alt+P”，彈出“放置操控器”，單擊平移“Z”軸，輸入“100”，按回車，單擊“關(guān)閉”。坐標(biāo)系“gantcp1”為噴槍的工具TCP點(diǎn)。7.1.1噴槍的定義（4）在對象樹中單擊選中噴槍“paintgun.cojt”，單擊“建?！薄斑\(yùn)動學(xué)設(shè)備”→“工具定義”，

或在圖形窗口右擊噴槍，在彈出的菜單欄中單擊“工具定義”，均可彈出“工具定義”對話框，單擊“確定”，創(chuàng)建默認(rèn)運(yùn)動學(xué)和姿態(tài)，彈出“工具定義-paintgun”對話框，如圖7-2所示?！肮ぞ哳愋汀边x擇“噴槍”，“TCP坐標(biāo)系”設(shè)為“guntcp1”，“基準(zhǔn)坐標(biāo)系”設(shè)為“gunbase”，“頂點(diǎn)坐標(biāo)系”設(shè)為“guntcp0”，單擊“確定”，完成噴槍工具的定義。圖7-2噴槍工具的定義謝

謝LOGOLOGO任務(wù)7.2數(shù)控CLS文件的生成7.2.1數(shù)控CLS文件的生成

對于磨拋、銑削、去毛刺機(jī)器人工作站，可先通過NX軟件生成數(shù)控CLS文件，然后在PS軟件中導(dǎo)入CLS文件生成機(jī)器人操作。下面結(jié)合磨拋工件具體實(shí)例來說明NX軟件生成數(shù)控CLS文件的方法和流程。

【例7-2】采用NX軟件的“加工”模塊生成曲面體工件的數(shù)控銑刀CLS文件。

操作步驟如下。7.2.1數(shù)控CLS文件的生成【例7-2】采用NX軟件的“加工”模塊生成曲面體工件的數(shù)控銑刀CLS文件。操作步驟如下。（1）打開NX12.0軟件，單擊菜單欄“主頁”→“打開”，彈出“打開”對話框，“文件類型”選擇“JT文件（*.jt）”,更改文件路徑，打開“Grindingpart.jt”文件，即如圖7-3所示的曲面體零件。單擊菜單欄“應(yīng)用模塊”→“加工”，進(jìn)入加工模式，彈出“加工環(huán)境”對話框，“CAM會話配置”選擇“cam_general”,“要創(chuàng)建的CAM組裝”選擇“mill_contour”，單擊“確定”。圖7-3曲面體零件7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（2）單擊“主頁”→“插入”→“創(chuàng)建工序”，彈出“創(chuàng)建工序”對話框，如圖7-4所示?！邦愋汀边x擇“mill_contour”，“工序子類型”選擇“固定輪廓銑”，“程序”選擇“NC_PROGRAM”，“刀具”選擇“NONE”,“幾何體”選擇“WORKPIECE”,“方法”選擇“MILL_FINISH”（精磨）,單擊“確定”，彈出“固定輪廓銑”對話框，如圖7-5所示，單擊“確定”。圖7-4“創(chuàng)建工序”對話框圖7-5“固定輪廓銑”對話框7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（3）在“固定輪廓銑”對話框中，單擊“幾何體”右側(cè)的“編輯”按鈕，彈出“工件”對話框，如圖7-6所示。單擊“指定部件”右側(cè)的“選擇或編輯部件幾何體”按鈕，彈出“部件幾何體”對話框，如圖7-7所示?！斑x擇對象”為曲面體，單擊“確定”。單擊“指定毛坯”右側(cè)的“選擇或編輯毛坯幾何體”按鈕，彈出“毛坯幾何體”對話框，“選擇對象”為曲面體，單擊“確定”。在“工件”對話框中單擊“確定”，返回到“固定輪廓銑”對話框。圖7-6“工件”對話框圖7-7“部件幾何體”對話框7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（4）在“固定輪廓銑”對話框中，單擊“指定切削區(qū)域”右側(cè)的“選擇或編輯切削區(qū)域幾何體”按鈕，彈出“切削區(qū)域”對話框，如圖7-8所示。單擊選中曲面體上部2個面區(qū)域，添加第1個曲面集。單擊“添加新集”右側(cè)的“添加新集”按鈕，單擊選中曲面體下部8個面區(qū)域，添加第2個曲面集。單擊“確定”，返回“固定輪廓銑”對話框。圖7-8“切削區(qū)域”對話框7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（5）在“固定輪廓銑”對話框中，展開“驅(qū)動方法”選項(xiàng)下“方法”右側(cè)的下拉列表，單擊選中“曲線/點(diǎn)”，彈出“驅(qū)動方法”對話框，如圖7-9所示，單擊“確定”，彈出“曲線/點(diǎn)驅(qū)動方法”對話框?！斑x擇曲線”為曲面體的包絡(luò)線，單擊“確定”，返回到“固定輪廓銑”對話框。圖7-9“曲線/點(diǎn)驅(qū)動方法”對話框7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（6）在“固定輪廓銑”對話框中，展開“投影矢量”選項(xiàng)下“矢量”右側(cè)的下拉列表，單擊選中“朝向直線”，彈出“朝向直線”對話框，如圖7-10所示。單擊“指定矢量”，單擊曲面體頂部平面，單擊“確定”，返回“固定輪廓銑”對話框。圖7-10“朝向直線”對話框7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（7）在“固定輪廓銑”對話框中，展開“工具”選項(xiàng)。單擊“工具”右側(cè)“新建”按鈕，彈出“新建刀具”對話框，如圖7-11所示。單擊“工具子類型”下方左起第3個“BALL_MILL”按鈕，單擊“確定”，彈出“銑刀-球頭銑”對話框，如圖7-12所示，輸入相應(yīng)尺寸參數(shù)，單擊“確定”，返回“固定輪廓銑”對話框。圖7-11“新建刀具”對話框圖7-12“銑刀-球頭銑”對話框7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（8）在“固定輪廓銑”對話框中，展開“操作”選項(xiàng)。單擊“生成”按鈕，生成刀具軌跡，如圖7-13所示。單擊“確認(rèn)”按鈕，彈出“導(dǎo)軌可視化”對話框，如圖7-14所示?！皠赢嬎俣取被瑝K設(shè)為5，單擊“播放”按鈕，觀察銑刀運(yùn)動情況。單擊“確定”，返回“固定輪廓銑”對話框，單擊“確定”，完成工序創(chuàng)建。圖7-13生成銑刀軌跡圖7-14“刀軌可視化”對話框7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（9）單擊“主頁”→“工序”→“更多”→“輸出CLSF”，彈出“CLSF輸出”對話框框，如圖7-15所示。選擇默認(rèn)的“CLSFSTANDARD”格式，設(shè)置輸出文件目錄，單擊“確定”，即可生成CLS文件，如圖7-16所示。圖7-15“CLSF輸出”對話框圖7-16CLS文件內(nèi)容謝

謝LOGOLOGO7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建

ProcessSimulate提供了專門用于人機(jī)工程（或人因工程）分析仿真的模塊ProcessSimulateHuman，單擊菜單欄“人體”，工具欄如圖7-17所示，包括了工具、姿勢、仿真、分析、人機(jī)工程學(xué)等分類項(xiàng)。圖7-17“人體”菜單工具欄7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建

ProcessSimulateHuman提供了參數(shù)化的人體模型（性別、地區(qū)、體重、身高等），預(yù)定義的人體關(guān)節(jié)屬性（上肢、下肢、頭部、脊柱等），預(yù)定義的人體姿態(tài)、手部姿態(tài)等。利用這些功能可以創(chuàng)建人體類型、人體姿態(tài)、手型，也可以模擬抓放物件、行走、上下樓梯等動作，還可以進(jìn)行可視性分析、可達(dá)性分析、舒適度分析、力量評估、能量消耗分析、疲勞強(qiáng)度分析、工作姿態(tài)分析等。7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建下面結(jié)合具體實(shí)例來說明PS軟件人體及姿態(tài)創(chuàng)建的方法和流程?！纠?-3】采用PS軟件的人機(jī)工程分析功能進(jìn)行人體、姿態(tài)的創(chuàng)建，以及姿態(tài)變換的操作仿真。操作步驟如下。（1）打開PS軟件，單擊菜單欄“人體”→“工具”→“創(chuàng)建人體”，彈出“創(chuàng)建人體”對話框，如圖7-18所示?？筛摹靶詣e”“數(shù)據(jù)庫”“高度”“重量”“鞋底厚度”“年齡”，以及“腰圍”“胸圍”等身體尺寸。單擊“創(chuàng)建”，創(chuàng)建男性人體“Jack”。更改“性別”“高度”，創(chuàng)建女性人體“Jill”。單擊選中創(chuàng)建的人體，按“Alt+P”，通過“放置操控器”移動人體到合適的位置，如圖7-19所示。圖7-18“創(chuàng)建人體”對話框圖7-19創(chuàng)建人體7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（2）單擊菜單欄“人體”→“工具”→“人體選項(xiàng)”，彈出“人體選項(xiàng)”對話框，如圖7-20所示。單擊“仿真”選項(xiàng)，可設(shè)置“行走速度”“默認(rèn)操作時間”等仿真參數(shù)；單擊“人體模型”選項(xiàng)，可設(shè)置“系統(tǒng)根目錄人體模型庫路徑”“活動模型”等；單擊“報告查看器”選項(xiàng)，可設(shè)置“報告查看器根目錄”“報告查看器目標(biāo)目錄”等；單擊“顏色”，可設(shè)置“襯衫”“虹膜”“褲子”“頭發(fā)”等顏色。圖7-20“人體選項(xiàng)”對話框7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（3）單擊菜單欄“人體”→“工具”→“創(chuàng)建手”，彈出“創(chuàng)建手”對話框，如圖7-21所示?？赏ㄟ^勾選，選擇右手或左手，可更改“數(shù)據(jù)庫”“性別”“高度”等。

圖7-21“創(chuàng)建手”對話框7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（4）在對象樹或圖形窗口中單擊選中創(chuàng)建的人體“Jack”，單擊菜單欄“人體”→“工具”→“人體屬性”，彈出“更改人體屬性：Jack”對話框，如圖7-22所示，可修改人體的各項(xiàng)屬性。（5）單擊菜單欄“操作”→“創(chuàng)建操作”→“新建操作”→“新建復(fù)合操作”，單擊“確定”，創(chuàng)建復(fù)合操作“CompOp”。圖7-22“更改人體屬性：Jack”對話框7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（6）在對象樹中單擊選中“Jack”，單擊菜單欄“人體”→“工具”→“人體姿態(tài)”，彈出“人體姿態(tài)-Jack”對話框，如圖7-23（a）所示。單擊“姿勢庫”選項(xiàng)，如圖7-23（b）所示，單擊“工作坐姿”，在“應(yīng)用到”中全部勾選，單擊“應(yīng)用”。此時，主窗口中“Jack”的姿態(tài)從“站姿”轉(zhuǎn)變?yōu)椤肮ぷ髯恕薄＃╝）“控件”選項(xiàng)

（b）“姿勢庫”選項(xiàng)圖7-23“人體姿勢-Jack”對話框7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（7）在“人體姿態(tài)-Jack”對話框中，單擊左下角“創(chuàng)建操作”按鈕，彈出“操作范圍”對話框，“范圍”選擇“CompOp”，單擊“確定”。此時，操作樹中出現(xiàn)“姿態(tài)”操作，如圖7-24所示。在圖形窗口中，右擊人體“Jack”，在彈出的菜單中單擊“默認(rèn)姿勢”，恢復(fù)“站姿”。在對象樹中單擊選中“CompOp”，按“Shift+S”，將其加入序列編輯器，單擊“正向播放仿真”按鈕，人體“Jack”的姿態(tài)從“站姿”轉(zhuǎn)變?yōu)椤肮ぷ髯藨B(tài)”。圖7-24操作樹7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（8）在“人體姿態(tài)-Jack”對話框中，單擊“調(diào)整關(guān)節(jié)”選項(xiàng)，如圖7-25所示。調(diào)整各關(guān)節(jié)的角度，可改變?nèi)梭w姿態(tài)，單擊“創(chuàng)建操作”按鈕（或者單擊“人體”→“仿真”→“創(chuàng)建姿勢操作”），可以將新姿態(tài)加入“姿態(tài)”操作，進(jìn)行仿真。圖7-25人體姿勢-Jack7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（9）在對象樹或圖形窗口中單擊選中創(chuàng)建的人體“Jack”，單擊菜單欄“人體”→“仿真”→“行走創(chuàng)建器”，彈出“行走操作-Jack”對話框。單擊“選擇路徑”，單擊“線性行走”，如圖7-26所示。單擊“路徑創(chuàng)建器”，彈出“路徑創(chuàng)建器對話框”，如圖7-27所示。單擊“選擇位置”，鼠標(biāo)在圖形區(qū)單擊選擇某一位置，單擊“添加到路徑”，重復(fù)操作，添加多個位置點(diǎn)，單擊“確定”，返回“行走操作-Jack”對話，單擊“創(chuàng)建操作”，彈出“操作范圍”對話框，單擊“確定”。圖7-26行走操作-Jack圖7-27路徑創(chuàng)建器7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（10）在對象樹中單擊選中“CompOp”，按“Shift+S”，將其加入序列編輯器，在序列編輯器中單擊“正向播放仿真”按鈕，觀察姿態(tài)操作、行走操作的仿真情況。謝

謝LOGOLOGO7.4.1機(jī)器人噴涂工作站仿真7.4.1機(jī)器人噴涂工作站仿真機(jī)器人噴涂包括噴漆、噴涂料、噴熔融金屬（熱噴涂）等多種。其中，機(jī)器人噴漆在汽車制造領(lǐng)域應(yīng)用較廣。7.4.1機(jī)器人噴涂工作站仿真下面結(jié)合汽車車身噴涂的具體案例來說明機(jī)器人噴涂工作站仿真的方法和流程?！纠?-4】在例7-1噴槍定義的基礎(chǔ)上，采用PS軟件的“連續(xù)制造特征”等工具進(jìn)行機(jī)器人噴涂工作站仿真。操作步驟如下。（1）打開PS軟件，設(shè)置系統(tǒng)根目錄，新建標(biāo)準(zhǔn)模式研究。單擊菜單欄“建?！薄敖M件”→“插入組件”，彈出“插入組件”對話框，在系統(tǒng)根目錄下，按住Ctrl鍵，單擊選中IRB1600機(jī)器人、噴槍、機(jī)器人底座、汽車車身零件，單擊“打開”，完成上述組件的插入，構(gòu)建工業(yè)機(jī)器人噴涂工作站。圖7-28機(jī)器人噴涂工作站7.4.1機(jī)器人噴涂工作站仿真（2）采用“通過6個值創(chuàng)建坐標(biāo)系”在機(jī)器人底座上部中心點(diǎn)創(chuàng)建坐標(biāo)系。通過重定位，將機(jī)器人移動到底座中心點(diǎn)。通過“放置操控器”將各組件移動到合適位置，如圖7-28所示。按照例7-1的方法和步驟進(jìn)行噴槍定義，然后將噴槍安裝到機(jī)器人上，檢查機(jī)器人定義及噴槍工具安裝是否正確。圖7-28機(jī)器人噴涂工作站7.4.1機(jī)器人噴涂工作站仿真（3）為了更形象的進(jìn)行噴涂仿真，可制作漆刷。在對象樹中單擊選中噴槍“paintgun”，單擊“建?！薄胺秶薄霸O(shè)置建模范圍”。單擊“建模”→“幾何體”→“實(shí)體”→“創(chuàng)建圓錐體”，彈出“創(chuàng)建圓錐體”對話框，如圖7-29所示。設(shè)置尺寸，“定位于”設(shè)為坐標(biāo)系“guntcp0”（噴槍的頂點(diǎn)坐標(biāo)系），單擊“確定”，創(chuàng)建代表漆刷的圓錐體，按F2，將其重命名為“brush”。圖7-29“創(chuàng)建圓錐體”對話框7.4.1機(jī)器人噴涂工作站仿真（4）單擊“建模”→“布局”→“創(chuàng)建坐標(biāo)系”→“在圓心創(chuàng)建坐標(biāo)系”，彈出“在圓心創(chuàng)建坐標(biāo)系”對話框，如圖7-30所示，選擇漆刷底部邊緣3個點(diǎn)，創(chuàng)建坐標(biāo)系fr1。在對象樹中單擊選中漆刷“brush”，按“Alt+R”，彈出“重定位”對話框，如圖7-31所示，“從坐標(biāo)系”設(shè)為“fr1”，“到坐標(biāo)系”設(shè)為“guntcp1”，單擊“應(yīng)用”，單擊“關(guān)閉”。在對象樹中單擊選中漆刷“brush”，按“Alt+P”，彈出“放置操控器”對話框，單擊平移“Z”軸，輸入“-15”，按回車，單擊“關(guān)閉”。圖7-30“在圓心創(chuàng)建坐標(biāo)系”對話框圖7-31“重定位”對話框7.4.1機(jī)器人噴涂工作站仿真（5）單擊菜單欄“工藝”→“連續(xù)”→“連續(xù)工藝生成器”，彈出“連續(xù)工藝生成器”對話框，如圖7-32所示。“工藝”選擇“覆蓋模式”，“面”選擇頂蓋上表面，鼠標(biāo)左鍵分別單擊頂蓋兩條邊的中點(diǎn)（近似）設(shè)為“起點(diǎn)”和“終點(diǎn)”，“間距”輸入70，“后面行程數(shù)”輸入3，勾選“將線延長到邊界”和“投影連續(xù)制造特征”。展開“操作”選項(xiàng)，操作名稱保持默認(rèn)“Paint_Robotic_Op”，設(shè)置機(jī)器人為“Irb1600”，工具為噴槍“paintgun”，“范圍”為“操作根目錄”。展開“連續(xù)投影”選項(xiàng)，“投影間距”設(shè)為100，其他保持默認(rèn)設(shè)置，單擊“確定”，創(chuàng)建連續(xù)工藝。圖7-32“連續(xù)工藝生成器”對話框7.4.1機(jī)器人噴涂工作站仿真（6）如圖7-33所示，在操作樹中選中一個或多個路徑點(diǎn)，在視圖區(qū)右擊選中的路徑點(diǎn)，在彈出的菜單中單擊“翻轉(zhuǎn)曲面上的位置”按鈕，將所有路徑點(diǎn)的位置調(diào)整為朝向車身。圖7-33翻轉(zhuǎn)路徑點(diǎn)的位置7.4.1機(jī)器人噴涂工作站仿真（7）單擊菜單欄“工藝”→“噴涂和覆蓋范圍”→“創(chuàng)建網(wǎng)格”，彈出“創(chuàng)建網(wǎng)格”對話框，如圖7-34所示。單擊頂蓋“topcover”，將其添加到“零件”列表，單擊“預(yù)覽”，可觀察網(wǎng)格劃分情況，單擊“確定”。圖7-34“創(chuàng)建網(wǎng)格”對話框7.4.1機(jī)器人噴涂工作站仿真（8）在對象樹中單擊選中機(jī)器人“Irb1600”，單擊菜單欄“工藝”→“噴涂和覆蓋范圍”→“漆刷編輯器”，彈出“漆刷編輯器”，如圖7-35所示。單擊“創(chuàng)建漆刷”，彈出“創(chuàng)建漆刷-Irb1600”對話框，“實(shí)體”選擇“brush”，“原點(diǎn)坐標(biāo)系”選擇“guntcp0”，單擊“OK”，單擊“關(guān)閉”。圖7-35“漆刷編輯器”和“創(chuàng)建漆刷”對話框7.4.1機(jī)器人噴涂工作站仿真（9）在操作樹中單擊“Paint_Robotic_Op”，將其添加到序列編輯器和路徑編輯器，在操作樹中單擊選中“Paint_Robotic_Op_1_ls1”，單擊圖形查看器工具欄中的“單個或多個位置操控”，彈出“位置操控”，單擊“跟隨模式”，單擊旋轉(zhuǎn)“Rz”軸，拖動鼠標(biāo)調(diào)整機(jī)器人到合適姿態(tài)，單擊“關(guān)閉”。按住“Shift”鍵，在操作樹中選中所有位置點(diǎn)，單擊“操作”→“編輯路徑”，彈出“對齊位置”對話框，如圖7-36所示。單擊“Paint_Robotic_Op_1_ls1”，將其添加到“將所選位置對齊到”，單擊“確定”。圖7-36“對齊位置”對話框7.4.1機(jī)器人噴涂工作站仿真（10）單擊菜單欄“工藝”→“噴涂和覆蓋范圍”→“仿真期間計(jì)算覆蓋范圍”。在操作樹中單擊選中第1位置點(diǎn)“Paint_Robotic_Op_1_ls1”，單擊“操作”→“添加位置”→“在前面添加位置”，彈出“機(jī)器人調(diào)整：Irb1600”對話框，單擊平移“X”軸，輸入50，按回車，單擊平移“Y”軸，輸入-50，按回車，單擊“關(guān)閉”，添加位置“via”。操作樹中單擊選中最后位置點(diǎn)“Paint_Robotic_Op_4_ls17”，單擊“操作”→“添加位置”→“在后面添加位置”，彈出“機(jī)器人調(diào)整：Irb1600”對話框，單擊平移“X”軸，輸入50，按回車，單擊平移“Y”軸，輸入-50，按回車，單擊“關(guān)閉”，添加位置“via1”。注意：實(shí)際噴漆工作中，可在每個行程的開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)添加過渡位置，以使噴漆更均勻，此處略。7.4.1機(jī)器人噴涂工作站仿真（11）打開“路徑編輯器”，單擊位置點(diǎn)“via”后的離線編程區(qū)，彈出“default-via”對話框，如圖7-37所示。單擊“添加”→“StandardCommands”→“Paint”→“OpenPainGun”，添加“打開噴槍”命令。單擊“添加”→“StandardCommands”→“Paint”→“ChangBrush”，添加“更新刷漆”命令。單擊“添加”→“StandardCommands”→“Graphics”→“Display”，彈出“Display”對話框，單擊漆刷“brush”，單擊“確定”，單擊“Close”，添加“顯示漆刷”命令。圖7-37添加離線編程命令7.4.1機(jī)器人噴涂工作站仿真（12）在“路徑編輯器”中雙擊最后位置點(diǎn)“via1”后的離線編程區(qū)，彈出“default-via1”對話框。單擊“添加”→“StandardCommands”→“Paint”→“ClosePainGun”，添加“關(guān)閉噴槍”命令。單擊“添加”→“StandardCommands”→“Graphics”→“Blank”，彈出“Blank”對話框，單擊漆刷“brush”，單擊“確定”，單擊“Close”，添加“隱藏漆刷”離線編程命令。（13）在圖形窗口中右擊機(jī)器人，在彈出的菜單中單擊“初始位置”。在序列編輯器中單擊“正向播放仿真”按鈕，觀察仿真效果，完成噴涂機(jī)器人工作站仿真。謝

謝LOGOLOGO7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真

磨拋是指借助粗糙物體（含有較高硬度顆粒的砂輪、砂帶、砂紙等），通過摩擦磨損改變材料表面物理性能的一種加工方法，主要目的是為了獲取特定表面粗糙度。打磨按照力度的不同，可分為打磨和拋光兩種工藝。工業(yè)機(jī)器人磨拋的效率高、精度好，能夠替代人工，在鑄造、廚衛(wèi)等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真

下面結(jié)合曲面零件機(jī)器人磨拋的具體案例來說明機(jī)器人磨拋工作站仿真的方法和流程。

【例7-5】采用PS軟件的導(dǎo)入“CLS”文件等工具進(jìn)行機(jī)器人磨拋工作站仿真。操作步驟如下。圖7-38機(jī)器人磨拋工作站7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真【例7-5】采用PS軟件的導(dǎo)入“CLS”文件等工具進(jìn)行機(jī)器人磨拋工作站仿真。操作步驟如下。（1）打開PS軟件，設(shè)置系統(tǒng)根目錄，新建標(biāo)準(zhǔn)模式研究。單擊菜單欄“建?！薄敖M件”→“插入組件”，彈出“插入組件”對話框，在系統(tǒng)根目錄下，按住Ctrl鍵，單擊選中IRB1600機(jī)器人（Irb1600.cojt）、砂輪機(jī)（Grinding.cojt）、曲面體零件（Grindingpart.cojt）、工作臺（Table.cojt）、機(jī)器人底座（Base.cojt），單擊“打開”，完成上述組件的插入，構(gòu)建工業(yè)機(jī)器人磨拋工作站。7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真（2）采用“通過6個值創(chuàng)建坐標(biāo)系”在機(jī)器人底座上部中心點(diǎn)創(chuàng)建坐標(biāo)系。通過重定位，將機(jī)器人移動到底座中心點(diǎn)。通過“放置操控器”將各組件移動到合適位置，如圖7-38所示。在對象樹中單擊選中機(jī)器人“Irb1600”，按“Alt+G”，彈出“機(jī)器人調(diào)整”對話框，拖動鼠標(biāo)檢查機(jī)器人定義是否正確。圖7-38機(jī)器人磨拋工作站7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真（3）在對象樹中單擊選中曲面體零件“Grindingpart”，單擊菜單欄“建?！薄胺秶薄霸O(shè)置建模范圍”。單擊“建模”→“布局”→“創(chuàng)建坐標(biāo)系”→“在圓心創(chuàng)建坐標(biāo)系”，彈出“在圓心創(chuàng)建坐標(biāo)系”對話框，如圖7-39所示。單擊曲面體上部中心法蘭底面邊3個點(diǎn)，單擊“確定”，創(chuàng)建坐標(biāo)系，按F2將其重命名為“Pbase”。圖7-39創(chuàng)建曲面體工具基準(zhǔn)坐標(biāo)系7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真（4）在對象樹中單擊選中曲面體零件“Grindingpart”，按“Alt+R”，彈出重定位對話框，“從坐標(biāo)系”選“Pbase”，“到坐標(biāo)系”選擇“TOOLFRAME”（機(jī)器人TCP），單擊“應(yīng)用”，單擊“關(guān)閉”。（5）單擊“主頁”→“工具”→“附件”→“附加”，彈出“附加”對話框，如圖7-40所示?！案郊訉ο蟆边x擇曲面體“Grindingpart”，“到對象”選擇機(jī)器人的“TOOLFRAME”，單擊“確定”，完成附加操作。在對象樹中單擊選中機(jī)器人“Irb1600”，按“Alt+G”，彈出“機(jī)器人調(diào)整”對話框，拖動鼠標(biāo)，檢查曲面體零件是否能跟隨機(jī)器人運(yùn)動。圖7-40“附加”對話框7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真（6）在對象樹中單擊選中砂輪機(jī)“Grinding”，單擊菜單欄“建?！薄胺秶薄霸O(shè)置建模范圍”。在對象樹中右擊“Grinding”，在彈出的菜單中單擊“僅顯示”。單擊“建?！薄皫缀误w”→“曲線”→“創(chuàng)建多段線”，彈出“創(chuàng)建多段線”對話框，如圖7-41所示。第1點(diǎn)選擇砂輪外表面中心點(diǎn)，第2點(diǎn)先單擊外圓邊上任意1點(diǎn)，然后采用手工輸入X、Y、Z三個坐標(biāo)值，其中X、Y值與第1點(diǎn)相同，Z值比第1點(diǎn)高100，單擊“確定”，創(chuàng)建直線“Polyline1”，用來輔助確定砂輪的磨拋點(diǎn)坐標(biāo)系。圖7-41“創(chuàng)建多段線”對話框7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真（7）單擊“建?！薄安季帧薄皠?chuàng)建坐標(biāo)系”→“通過6個值確定坐標(biāo)系”，彈出“6值創(chuàng)建坐標(biāo)系”對話框，如圖7-42所示。單擊步驟（6）創(chuàng)建的直線的上部端點(diǎn)，X、Y、Z相對方向?yàn)?、180、0，單擊“確定”，創(chuàng)建坐標(biāo)系，按F2將其重命名為“Tbase”。在對象樹中單擊選中“Tbase”，按“Ctrl+C”“Ctrl+V”，復(fù)制、粘貼坐標(biāo)系，按F2，重命名為“Etcp”。圖7-42“6值創(chuàng)建坐標(biāo)系”對話框7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真（8）在對象樹中單擊選中砂輪機(jī)“Grinding”，單擊“運(yùn)動學(xué)設(shè)置”→“工具定義”，彈出“工具定義”對話框，如圖7-43所示，單擊“確定”，彈出“工具定義-Grinding”對話框。“TCP坐標(biāo)系”設(shè)為“Etcp”，“基準(zhǔn)坐標(biāo)系”設(shè)為“Tbase”，單擊“確定”，完成砂輪工具的定義。圖7-43“6值創(chuàng)建坐標(biāo)系”對話框7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真（9）在菜單欄的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選中“定制功能區(qū)”，彈出“定制”對話框，如圖7-44所示。先在右側(cè)單擊選中“工藝（定制）”，在下方單擊“新建組（N）”按鈕。再在左側(cè)下拉列表中找到“上傳CLS”，單擊將其選中，單擊中部的“添加”按鈕，將其加入到“工藝”的新建組，單擊“確定”。圖7-44“定制”對話框7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真（10）在對象樹中單擊選中機(jī)器人“IRB1600”，單擊“工藝”→“新建組”→“上傳CLS”，彈出“上傳CLS”對話框，如圖7-45所示。“零件料箱”選擇曲面體零件“Grindingpart”，“參考坐標(biāo)系”選擇“Pbase”，單擊“上傳”，彈出“SelectCLSfilestoupload”對話框，更改文件目錄，選擇“Grindingpart_jt.cls”文件，單擊“打開”，導(dǎo)入CLS文件，單擊“關(guān)閉”。此時，在操作樹中出現(xiàn)如圖7-46所示的操作。圖7-45“上傳CLS”對話框圖7-46操作樹7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真（11）在操作樹中右擊“FIXED_CONTOUR_1”，在彈出的菜單中單擊“操作屬性”，彈出“屬性-FIXED_CONTOUR”對話框，如圖7-47所示。單擊“工藝”選項(xiàng)，“機(jī)器人”選擇“Irb1600”，“工具”選擇砂輪機(jī)“Grinding”，勾選“外部TCP”，單擊“確定”。圖7-47“屬性-FIXED_CONTOUR”對話框7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真（12）在操作樹中右擊“FIXED_CONTOUR_1”，在彈出的菜單中單擊“設(shè)置當(dāng)前操作”，將其加入序列編輯器。在序列編輯器中單擊“正向播放仿真”，觀察仿真的效果。在操作樹中單擊選中第1個位置點(diǎn)FIXED_CONTOUR_1_p1，單擊圖形查看器工具欄中的“單個或多個位置操控”，彈出“位置操控”對話框，如圖7-48所示，單擊“跟隨模式”，單擊旋轉(zhuǎn)“Rz”軸，輸入“-180”（具體數(shù)值以調(diào)整到位姿最佳為準(zhǔn)，下同），單擊“下一位置”，同樣繞Z軸旋轉(zhuǎn)180度，重復(fù)操作，將所有位置點(diǎn)的姿態(tài)都繞Z軸旋轉(zhuǎn)180度，單擊“關(guān)閉”。圖7-48“位置操控”對話框注意：更好的姿態(tài)調(diào)整方法是按Shift鍵，選擇所有位置點(diǎn)，單擊圖形查看器工具欄中的“單個或多個位置操控”，彈出“位置操控”對話框，單擊旋轉(zhuǎn)“Rz”軸，輸入“-180”。7.5.1機(jī)器人磨拋工作站仿真（13）在第1個位置點(diǎn)前和最后1個位置點(diǎn)后分別添加過渡點(diǎn)“via”和“via1”。在圖形窗口中右擊機(jī)器人，在彈出的菜單中單擊“初始位置”。在序列編輯器中單擊“正向播放仿真”按鈕，觀察仿真效果，完成磨拋機(jī)器人工作站仿真。謝

謝LOGOLOGO7.6.1人機(jī)工程仿真7.6.1人機(jī)工程仿真

在實(shí)際生產(chǎn)中，有些特別精細(xì)的工作機(jī)器人尚不能完美的完成，或者有些工作機(jī)器人雖然能夠完成但是成本較高，這就需要人和機(jī)器人的協(xié)作。

采用PS軟件的人機(jī)工程功能能夠?qū)崿F(xiàn)這類仿真。通過人機(jī)工程仿真，能夠幫助解決人機(jī)交互過程中的可視性及可達(dá)性問題、工人操作過程中的身體舒適度問題、工位布局的合理性及優(yōu)化問題等。7.6.1人機(jī)工程仿真下面結(jié)合具體案例來說明PS軟件人機(jī)工程仿真的方法和流程?！纠?-6】采用PS軟件的人機(jī)工程仿真的任務(wù)仿真構(gòu)建器（TSB）進(jìn)行人體行走、人和機(jī)器人的拾放和搬運(yùn)仿真。操作步驟如下。7.6.1人機(jī)工程仿真（1）打開PS軟件，設(shè)置系統(tǒng)根目錄，新建標(biāo)準(zhǔn)模式研究。單擊菜單欄“建?！薄敖M件”→“插入組件”，彈出“插入組件”對話框，在系統(tǒng)根目錄下，按住Ctrl鍵，單擊選中裝夾工作臺（Carrier.cojt）、傳輸線（Conveyor.cojt）、握爪工具（Gripper.cojt）、IRB1600機(jī)器人（Irb1600.cojt）、人體模型HUMAN_MODELS（Jack.cojt）、飛機(jī)起落架（Landinggear.cojt）、電動工具（Powertool.cojt）、工具桌（Table.cojt）、飛機(jī)輪胎（Tire.cojt），單擊“打開”，完成上述組件的插入，通過重定位或“放置操控器”將各組件移動到合適位置，如圖7-49所示，構(gòu)建人機(jī)協(xié)作裝配工作站。圖7-49人機(jī)協(xié)作裝配生產(chǎn)線7.6.1人機(jī)工程仿真（2）在對象樹中單擊選中握爪工具“Gripper”，單擊菜單欄“建?！薄胺秶薄霸O(shè)置建模范圍”。單擊“建模”→“布局”→“創(chuàng)建坐標(biāo)系”→“在2點(diǎn)之間創(chuàng)建坐標(biāo)系”，創(chuàng)建握爪的基準(zhǔn)坐標(biāo)系“tbase”和工具坐標(biāo)系“ttcp”。在對象樹中單擊選中“Gripper”，單擊“建?！薄斑\(yùn)動學(xué)設(shè)備”→“運(yùn)動學(xué)編輯器”，彈出“運(yùn)動學(xué)編輯器”對話框，如圖7-50所示。圖7-50握爪工具運(yùn)動學(xué)定義7.6.1人機(jī)工程仿真（2）創(chuàng)建3個連桿“Base”（底座）、“l(fā)ink1”（上夾爪）、“l(fā)ink2”（下夾爪）。創(chuàng)建2個移動關(guān)節(jié)“j1”（移動方向豎直向下）、“j2”（移動方向豎直向上），創(chuàng)建兩個關(guān)節(jié)之間依賴關(guān)系。創(chuàng)建2個新姿態(tài)“CLOSE”（關(guān)節(jié)值120）和“OPEN”（關(guān)節(jié)值0）。在對象樹中單擊選中“Gripper”，單擊“建?！薄斑\(yùn)動學(xué)設(shè)備”→“工具定義”，彈出“工具定義”對話框，設(shè)置如圖7-51所示，單擊“確定”，完成握爪工具定義。圖7-51“工具定義”對話框7.6.1人機(jī)工程仿真（3）在對象樹中右擊機(jī)器人“Irb1600”，在彈出的菜單中單擊“安裝工具”對話框，“工具”選擇握爪工具“gripper”，單擊“應(yīng)用”，單擊“關(guān)閉”，完成握爪工具的安裝。單擊菜單欄“建?！薄胺秶薄霸O(shè)置建模范圍”。在對象樹中單擊選中機(jī)器人“Irb1600”，按“Alt+G”，彈出“機(jī)器人調(diào)整”對話框，拖動鼠標(biāo)檢查機(jī)器人定義及工具安裝是否正確。7.6.1人機(jī)工程仿真（4）單擊“建模”→“布局”→“創(chuàng)建坐標(biāo)系”→“通過6個值創(chuàng)建坐標(biāo)系”，如圖7-52（a）所示，創(chuàng)建坐標(biāo)系“fr1”。在對象樹中單擊選中“fr1”，按“Alt+P”，在彈出的“放置操控器”中，單擊平移“Z”軸，輸入-100，按回車，單擊“關(guān)閉”，創(chuàng)建“拾取”位置點(diǎn)。重復(fù)創(chuàng)建坐標(biāo)系操作，如圖7-52（b）所示，創(chuàng)建坐標(biāo)系“fr2”。在對象樹中單擊選中“fr2”，按“Alt+P”，在彈出的“放置操控器”中，單擊平移“Y”軸，輸入100，按回車，單擊“關(guān)閉”，創(chuàng)建“放置”位置點(diǎn)。（a）創(chuàng)建坐標(biāo)系fr1

（b）創(chuàng)建坐標(biāo)系fr2圖7-52創(chuàng)建坐標(biāo)系7.6.1人機(jī)工程仿真（5）單擊“操作”→“創(chuàng)建操作”→“新建操作”→“新建復(fù)合操作”，新建復(fù)合操作“CompOp”。在操作樹中單擊選中“CompOp”，單擊“操作”→“創(chuàng)建操作”→“新建操作”→“新建拾放操作”，設(shè)置如圖7-53所示，單擊“確定”。圖7-53新建拾放操作7.6.1人機(jī)工程仿真（5）在操作樹中，單擊選中“拾取”，單擊“操作”→“添加位置”→“在前面添加位置”，彈出“機(jī)器人調(diào)整：Irb1600”對話框，單擊平移“Z”軸，輸入100，按回車，單擊“關(guān)閉”，添加過渡位置“via”。重復(fù)操作，在“拾取”后添加過渡位置“via1”（Z方向平移+100）。在“放置”前添加過渡位置“via2”（Y方向平移-100）。在“放置”后添加過渡位置“via3”（Y方向平移-100）。右擊機(jī)器人，在彈出的菜單中單擊“初始位置”。在操作樹中單擊選中“via3”，單擊“操作”→“添加位置”→“添加當(dāng)前位置”，按F2，重命名為“home”，單擊“關(guān)閉”。7.6.1人機(jī)工程仿真（6）將拾放操作“irb16001_PNP_Op”加入“路徑編輯器”，在“路徑編輯器”中“via3”后的離線編程區(qū)雙擊，打開“default_via3”對話框，如圖7-54所示。單擊“添加”→“StandardCommands”→“PartHanding”→“Attach”，彈出“附加”對話框，附加對象選擇搬運(yùn)的飛機(jī)輪胎“Tire1”，“到對象”選擇如圖7-55所示，單擊“確定”。將拾取操作添加到序列編輯器，單擊