《工業(yè)機器人應用技術》課件-3.1 布局機器人工作站與建立機器人系統(tǒng)

項目三、機器人工作站的基本3D仿真【項目描述】

在當前的行業(yè)應用中，通常采用機器人工作站形式利用工業(yè)機器人進行產品生產。因為機器人工作站是一種將工業(yè)機器人及其外圍設備按特定工藝或工序集成為可完成特定功能的非標準化的自動化設備。所以，其研發(fā)周期一般需要經(jīng)歷“方案設計-試制樣機-方案優(yōu)化-改版樣機-定型”等多個階段，導致資金投入和時間成本均較高。如果將機器人工作站建設方案的設計與優(yōu)化工作通過3D仿真方式完成，則可以大幅度降低研發(fā)成本，節(jié)省研發(fā)時間。本項目將以建立一個簡單的3D仿真工站為任務載體，練習使用RS軟件進行布局工作站、建立機器人系統(tǒng)、手動操縱機器人、創(chuàng)建工件坐標、編輯軌跡程序、仿真運行機器人和錄制視頻等操作。

【教學目標】

1、知識目標：了解建立工業(yè)機器人工作站的方法步驟；掌握布局機器人工作站和建立機器人系統(tǒng)的操作步驟；2、素養(yǎng)目標：具有發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；具有高度責任心和良好的團隊合作能力；培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)和一定的創(chuàng)新意識；養(yǎng)成“認真負責、精檢細修、文明生產、安全生產”等良好的職業(yè)道德。3.1布局機器人工作站與建立機器人系統(tǒng)

1、布局機器人工作站

任何機器人工作站至少應該包含工業(yè)機器人及工作對象兩個組成部分。如圖3-1所示，在RS軟件中的一個簡單的工業(yè)機器人工作站。在圖中兩條白色線圈中間區(qū)域為該型工業(yè)機器人的有效工作空間，建立機器人工作站時，工作對象必需放入此區(qū)域內。一、建立工業(yè)機器人工作站的方法與步驟圖3-1一個簡單的工業(yè)機器人工作站

2、建立機器人系統(tǒng)

在RS軟件中完成了工作站布局以后，要為工業(yè)機器人加載系統(tǒng)，建立虛擬的控制器，使其具有的電氣特性來完成相關的仿真操作。

3、調整機器人位置如果在建立工業(yè)機器人系統(tǒng)以后，發(fā)現(xiàn)機器人的擺放位置并不合適，還需要進行調整的話，就要在RS軟件中移動機器人的位置，并重新確認機器人在整個工作站中的坐標位置。

4、選擇手動操縱方式機器人的運動軌跡是由多個路徑目標點構成的，手動操縱機器人運動到指定目標點后，才能進行位置數(shù)據(jù)的示教保存。手動操縱共有三種模式：關節(jié)運動、線性運動和重定位運動。一、建立工業(yè)機器人工作站的方法與步驟

5、設定機器人坐標系

機器人坐標系主要有大地坐標系、用戶坐標系、工具坐標系和工件坐標系等。其中工具坐標系主要用于進行機器人工具TPC的標定，工件坐標系主要用于對機器人所需加工對象的標定。與真實的機器人一樣，在RS軟件中也需要相關坐標系進行定義。6、編寫運動軌跡程序

生產過程中，機器人工作站一般采用自動運行模式，但調試階段需要設計與開發(fā)運動軌跡程序。與真實的機器人一樣，在RS軟件中工業(yè)機器人運動軌跡也是通過RAPID程序指令進行控制的，規(guī)劃的運動軌跡程序，可以在RS中進行軌跡的仿真，也可以下載到真實機器人中進行運行。一、建立工業(yè)機器人工作站的方法與步驟

7、執(zhí)行“同步到VC”在RS軟件中，為保證虛擬控制器中的數(shù)據(jù)與真實的機器人工作站數(shù)據(jù)一致，需要將虛擬控制器與工作站數(shù)據(jù)進行同步。當在工作站中修改數(shù)據(jù)后，則需要執(zhí)行“同步到VC”；反之則需要執(zhí)行“同步到工作站”。8、錄制視頻機器人工作站建立后，可以錄制運動視頻，以便在沒有安裝RS的計算機中查看工業(yè)機器人的運行。也還可以將工作站制作成.exe可執(zhí)行文件，以便進行更靈活的工作站查看。

文件保存注意事項為了提高與各種版本RS的兼容性，建議在RS中做任何保存的操作時，保存的路徑和文件名稱最好使用英文字符。一、建立工業(yè)機器人工作站的方法與步驟

1、導入機器人模型：具體操作過程如圖3-2至圖3-5所示。①、在“文件”功能選項卡中選中“新建”，創(chuàng)建一個新的工作站；

二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-2新建空工作站

1、導入機器人模型：②、在“基本”功能選項卡中打開“ABB模型庫”，選擇“IRB120”；

二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-3機器人型號選擇

1、導入機器人模型：③、在輸出框中選擇工業(yè)機器人的版本，然后點出“確定”；

二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-4確定機型版本

1、導入機器人模型：④、使用鍵盤的按鍵和鼠標組合，可以調整工作站視圖。

二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-5選型后工作站視圖效果

快捷鍵：

平移：Ctrl+鼠標左鍵視角：Ctrl+Shift+鼠標左鍵縮放：滾動鼠標中間輪

2、加載機器人工具：具體操作過程如圖3-6至圖3-10所示。①、在“基本”功能選項卡中，打開“導入模型庫”—“設備”—“myTool”；二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-6導入模型庫選擇工具

2、加載機器人工具：

②、在“MyTool”選項上按住鼠標左鍵，向上拖到“IRB120_3_58_1”后，再松開鼠標左鍵；二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-7加載工具到機器人本體

2、加載機器人工具：

③、提示確認是否更新“夾具”位置，確認點擊“是”；二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-8加載確認

2、加載機器人工具：

④、夾具安裝在法蘭盤上面；二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-9加載后效果

2、加載機器人工具：

⑤、如果需要將工具從機器人法蘭盤中卸下，右鍵點擊“夾具”，選擇“拆除”，如果需要刪除，則選擇“刪除”；二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-10拆除或刪除工具的操作

3、擺放工作對象：具體操作過程如圖3-11至圖3-19所示。①、在“基本”-“導入模型庫”下拉列表中選擇“棋盤底座”模型進行導入；二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-11導入模型庫選擇“棋盤底盤”

3、擺放工作對象：

②、選中“IRB120_3_58_1”單擊右鍵，選擇“顯示機器人工作區(qū)域”；二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-12顯示機器人工作區(qū)域

3、擺放工作對象：

③、圖中白色弧形區(qū)域表示機器人可以到達的工作范圍，工作對象應該調整至機器人的最佳工作范圍內，這樣可以軌跡規(guī)劃，下面將棋盤底座移放在機器人工作區(qū)域內；二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-12機器人工作區(qū)域展開

3、擺放工作對象：

要移動對象，則需要用戶到Freehand工具欄功能。④、在“Freehand”中工具欄中，選定“大地坐標”和單擊“移動”按鈕；⑤、拖動箭頭到達圖中所示的大地坐標位置。二、建立工業(yè)機器人工作站說明：工業(yè)生產過程中，有很多加工件以組合體形式出現(xiàn)，下面展示引入新工作對象B，并將原有工作對象A與新工作對象B進行組合處理。圖3-14移動工作對象

3、擺放工作對象：

⑥、在“基本”功能選項卡，選擇“導入模型庫”—“設備”—“棋盤”導入棋盤模型庫；二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-15導入模型庫選擇棋盤

3、擺放工作對象：

⑦、將“棋盤”放置到“棋盤底座”上，在對象上單擊右鍵，選擇“位置”—“放置”下拉菜單中的“一個點”按鈕；二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-16選擇“一個點”法合成工作對象

3、擺放工作對象：

說明：為了能準確捕捉對象特征，需要正確的選擇捕捉工具，如圖3-17所示，如果選中該功能會顯示深色背景，未選中則為灰色背景。二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-17捕捉工具說明

3、擺放工作對象：

⑧、選中捕捉工具的“選擇部件”和“捕捉中心”，選中后會顯示深色背景色；⑨、單擊“主點—從”的第一個坐標點，再選擇棋盤下面的中心點，生成源地址坐標；然后單擊“主點—到”的第一個坐標點，再選擇棋盤底座上面的中心點，生成目標地址坐標；二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-18選擇部件與捕捉中心

3、擺放工作對象：

二、建立工業(yè)機器人工作站圖3-19棋盤與棋盤底座合成后效果

具體操作過程如圖3-20至圖3-22所示。

1、在“基本”功能選項卡下，單擊“機器人系統(tǒng)”下拉選項的“從布局…”；

三、建立工業(yè)機器人系統(tǒng)圖3-20創(chuàng)建機器人系統(tǒng)2、單擊“完成”；

三、建立工業(yè)機器人系統(tǒng)圖3-21創(chuàng)建機器人系統(tǒng)相關參數(shù)確定