多机器人三维仿真与离线编程系统设计

基于ROBOTSTUDIO的龙门焊接机器人的离线编程及虚拟装配简介近年来，随着工业自动化的不断发展，焊接机器人在制造业中得到了广泛应用。

传统的龙门焊接机器人通常需要在实际生产环境中进行编程和调试，这样会占用大量的时间和资源。

为了提高生产效率和降低成本，离线编程和虚拟装配成为了焊接机器人领域研究的热点。

本文将介绍基于ROBOTSTUDIO的龙门焊接机器人的离线编程及虚拟装配方法，以及其中的优势和应用。

ROBOTSTUDIO简介ROBOTSTUDIO是ABB公司推出的专业机器人离线编程软件，它可以用于模拟、优化和调试机器人系统，提供灵活的离线编程能力。

通过ROBOTSTUDIO，用户可以在计算机上进行机器人系统的设计、仿真和调试工作，减少了将机器人带入实际生产环境进行编程和调试的时间和成本。

ROBOTSTUDIO支持各种类型的机器人，包括龙门焊接机器人。

它提供了直观的用户界面和强大的功能，使用户能够轻松地完成离线编程和虚拟装配工作。

离线编程的优势离线编程是指在计算机上进行机器人程序的编写和调试，而不是在实际生产环境中。

离线编程具有以下几个优势：1.节省时间和成本：离线编程可以在计算机上进行，无需将机器人带入实际生产环境，因此可以节省大量的时间和成本。

2.提高安全性：离线编程可以在虚拟环境中进行，避免了在实际生产环境中进行编程时可能出现的安全风险。

3.提高生产效率：离线编程可以在不中断实际生产的情况下进行，可以在机器人实际操作之前进行优化和调试，从而提高生产效率。

4.便于修改和优化：离线编程可以随时进行修改和优化，无需将机器人带入实际生产环境，操作更加灵活方便。

龙门焊接机器人的离线编程及虚拟装配步骤步骤1：模型导入在ROBOTSTUDIO中，首先需要导入龙门焊接机器人的模型。

可以通过导入CAD文件或手动创建模型来完成这一步骤。

导入模型后，需要对模型进行正确的设置，包括定义关节坐标、工具和工件坐标等。

步骤2：程序编写在ROBOTSTUDIO中，可以使用ABB提供的RoboGuide语言进行程序编写。

《工业机器人系统离线编程与仿真》课程标准一、课程基本信息课程名称：工业机器人系统离线编程与仿真课程代码：1520292课程类型：专业核心课学时：72学时学分：4学分适用专业：工业机器人技术合作企业：二、课程的性质与任务（一）课程性质《工业机器人系统离线编程与仿真》是工业机器人技术专业的专业核心课程，在课程体系中发挥着承上启下的重要作用，同时也是专业核心岗位能力的重要支撑。

本课程以ABB Robot Studio为例,介绍机器人离线编程与仿真技术，以适应工业机器人系统操作员岗位对现场操作前仿真验证的需求为目标，使学生了解工业机器人工程应用虚拟仿真的基础知识、机器人虚拟仿真的基本工作原理，熟练掌握机器人工作站构建、Robot Studio中的建模功能、机器人离线轨迹编程、Smart组件的应用、带轨道或变位机的机器人系统应用。

培养学生工业机器人基本应用、工业机器人编程等方法和能力，锻炼学生的团队协作能力和使用Robot Studio仿真软件以及针对不同的机器人应用设计机器人方案的能力，提高学生分析问题和解决实际问题的能力，提高学生的综合素质，增强适应职业变化的能力，为进一步学习其它机器人课程打下良好基础。

本课程与其他课程的关系如表1、2所示：表1《工业机器人系统离线编程与仿真》课程与前期课程的关系本课程的任务是落实立德树人根本任务，满足工业机器人技术专业的人才培养要求，围绕核心素养，吸纳相关领域的前沿知识和技术，在培养学生的职业能力和促进职业素质的养成方面占有重要地位。

通过将“岗、赛、证”核心技能标准与工业机器人在焊接、喷涂和搬运等典型工作场景的工作任务结合，使学生具备工业机器人系统应用中的离线编程与仿真应用能力，并且推进课程思政建设，发挥好本课程的育人作用，将劳动精神、知识传授和能力培养三者融为一体，通过技能学习，同步提升学生职业素养、劳动素养与创新精神。

通过项目式教学方法，将软件功能板块融入到项目案例中。

KUKA.Sim v1.1软件图标
任务知识
一、KUKA离线仿真软件简介
1. KUKA.Sim Viewer
KUKA.Sim Viewer采用了逼真的三维布局设计，可观看在KUKA.Sim Layout和 KUKA.Sim Pro中制作的离线仿真的模拟效果。
任务知识
一、KUKA离线仿真软件简介
2. KUKA.Sim Layout
任务实施
请观看微课视频：“安装KUKA.Sim Pro 3.0离线仿真软件”
任务实施
一、安装离线仿真软件KUKA.Sim pro 3.0
安装离线仿真软件KUKA.Sim pro 3.0如下：
1.操作步骤（1） 2.操作步骤（2） 3.操作步骤（3） 4.操作步骤（4） 5.操作步骤（5） 6.操作步骤（6）
任务知识
二、KUKA.Sim Pro和 KUKA.OfficeLite
发 展 至 今 ， KUKA 针 对 其 离 线 仿 真 软 件 进 行 了 功 能 的 整 合 和 升 级 。 之 前 的 KUKA.Sim Viewer不再单独分割成一个软件，而存在于KUKA.Sim Pro等软件中， 方便用户实时查看仿真效果。
KUKA.Sim Pro 3.0和KUKA.OfficeLite 8.3连接后，可通过离线示教器实时操控 3D仿真区域机器人的运动等。
任务知识
二、KUKA.Sim Pro和 KUKA.OfficeLite
1. KUKA.Sim Pro 3.0
作用一：用于KUKA机器人的完全离线编程，可分析节拍时间并生成机器人程序 作用二：用来实时连接虚拟的KUKA机器人控制系统KUKA.OfficeLite 作用三：布置参数化的组件，以及定义用在KUKA其它离线仿真软件中的运动系 统。

《智慧工厂》Smart factoryMarch 2019机器人行业的离线编程软件和生产系统仿真软件的区别文/南京中科川思特软件科技有限公司金自力扫码发现更多精彩很多客户到我公司交流，经常会问我怎么会研发两个 软件，一个是三维离线编程，另外一个是生产系统仿真，离线编程和生产系统仿真技术上到底有何区别？这_点恐怕很多资深从业者也未必能搞清楚。

按照C IM D A T A的定义，两个软件都属于C A X (计 算机辅助产品创新的工具类软件总称）的范畴。

C A X包含 C A D/C A M/C A E等，C A D(C om puter A id e d D e sig n,即计 算机辅助设计）是C A X的基础和平台，离线编程属于C A M (Com puter A ided M anufacturing,即计算机辅助制造)，而生 产系统仿真属于C AE(Com puter A ided Engineering,即计算 机辅助工程hC A D软件通常用来做三维造型和机械设计，如机器人 本体模型和生产系统上的三维模型都是工程师用C A D软件 造型的。

美国的S olidw orks软件（被法国达索收购）属于中 端C A D软件，在机械参数化设计上很有特色，易学易用，所以在机器人行业目前是一枝独秀，基本垄断了中国的机 器人本体和集成商三维设计市场。

机器人做加工需要进行轨迹规划。

一般来讲，比较简 单的轨迹规划利用机器人本体自带的示教器即可完成，而 对于复杂的三维轨迹，靠手工是无法完成的，这时就需要 C A M离线编程软件的介入。

C A M软件要调用零件的三维 C A D模型进行轨迹规划，然后用仿真模组对产生的轨迹点 进行虚拟验证，判断是否有碰撞、关节柔顺等合理性问题; 有问题的通过软件工具进行调整，再次验证完成后通过指 定品牌的机器人后置处理器，把轨迹点和工艺点同时输出 给指定的机器人进行加工。

针对不同的加工方式，如铣削、打磨、抛光、切割、平板焊接、相贯线焊接、3D打印等，其工艺和轨迹产生方式完全不同，因此C A M软件按行业分 得很细。

基于ABB搬运工业机器人离线编程与仿真研究作者：田小龙王国章来源：《科技风》2022年第34期摘要：针对工业机器人在线编程低效和碰撞等问题，本文采用离线编程解决这些问题。

在实际应用中离线编程也便于修改，满足不同设计需要。

在RobotStudio中，搭建搬运工作站，规划搬运路径设计动作流程，根据搬运设计要求编制相关程序。

图形仿真优化路径，避免碰撞和优化程序，达到最优效果。

离线编程实现最优路径编程，避免在线编程碰撞，达到高效和安全的效果。

ABB搬运工业机器人离线编程为解决工业机器人搬用问题提供了一定参考。

关键词：工业机器人；工作站；路径；离线编程；仿真中图分类号：TP242.2文献标识码：AThe Research on Off-line Programming andSimulation of Handling Industrial Robot Based on ABBTian XiaolongWang GuozhangHebei professional technology institute of Machinery and ElectricityHebeiXingtai054000Abstract：Aiming at the problems of inefficiency and collision in online programming of industrial robots，offline programming is adopted to solve these problems.In practical applications，offline programming is also easy to modify to meet different design needs.In RobotStudio，the handling workstation is built，the transportation path is planed，the action process is designed and the relevant procedures is compiled according to the transportation design requirements.The graphics simulation optimizes the path，avoids collision and optimizes the program，to achieve the optimal results.Off-line programming realizes optimal path programming，avoids online programming collision，and achieves the effect of high efficiency and safety.ABB offline programming provides some reference for solving the problem of industrial robot.Keywords：Industrial robot；Workstation；Path；Off-line programming；Simulation工业机器人具有自动化程度高、生产率高、运行可靠等优点，同时随着人力的成本越来越高，工业机器人取代工人进行生产成为一种趋势。

7
一、任务目标
①掌握创建空工作站解决方案的方法； ②学会工业机器人模型的选择和导入； ③掌握机器人系统创建的方法； ④掌握基本建模功能和测量功能； ⑤学会导入外部模型；
涂胶仿真工作站的构建
8
二、学习内容
2.1 创建空工作站解决方案
涂胶仿真工作站的构建
9
2.2 工业机器人模型的选择和导入
涂胶仿真工作站的构建
点来定义。
4 最短距离 在图形窗口中选择的两个对象之间的最近 距离。
涂胶仿真工作站的构建
17
2.6 外部模型导入
序号
1
2
使用RobotStudio进行机器人的 3 4
仿真验证时，如果需要使用精细的 5
3D 模 型 或 仿 真 精 度 要 求 较 高 ， 用 6
RobotStudio软件建模难度较大时，
表3-12 信号添加参数设置说明表
项目 序号
参数名称 设置参数
说明
1
信号类型 数字输出 选择创建信号类型
2
信号数量
1
创建信号的数量，可以同时创建多个信号
3
信号名称
DO
设置创建信号的名称
4
分配给设备5
开始索引
1
信号起始索引号
6
步骤
1
多个信号之间间隔
运动轨迹程序创建
24
3.3 自动路径创建
10
2.3 创建机器人系统
创建机器人系统有三种方法：
①从布局，该方法根据创建好的机器人 模型自动匹配合适的机器人系统；
②新建系统，该方法完全创建一个新的 系统并添加到工作站中；
③已有系统，将已创建好的系统添加到 当前工作站中；

【任务描述】
本次的任务是在已经构建好的工作站里面将火花塞从左侧工 件托盘上搬运到右侧摆台上。在工作站配置中所使用的机器人是 ABB IRB1410型机器人，并且事先已经使用Smart组件构建完成机 器人所使用的工具的夹取和放置的动态效果。因此要完成搬运火 花塞的操作需要进行如下的工作任务。
1.I/O板卡设置； 2.I/O信号设置； 3.程序数据的创建； 4.机器人程序的编制和调试； 5.目标点的示教。
I/O板类型
Connected to Bus
I/O板所连接的总线
DeviceNet Address
I/O板在总线中的地址
2.1知识链接
2.1.2 I/O信号的设置
实现机器人和外部设备的通信，除了有标准I/O板以外，还需要在标 准I/O板上进行I/O信号的设置。
I/O信号设置参数表
参数名称 Name
工程技第术一分章院 编程仿真软件的认知
1.1工业机器人仿真技术
工业机器人仿真技术通过计算机 运行软件对实际的机器人系统进行仿 真模拟。通过仿真软件可以在虚拟环 境中设计和训练工业机器人的各种典 型应用包括机器人的抛光、打磨、搬 运、喷涂、涂胶、 上下料、切割等 应用。同时也可以 充分发挥学生的创 新能力。
2.1知识链接 2.1.3机器人常用运动指令
（2）直线运动指令MoveL
从初始位置p10沿直线运动到p20： Move L p20，v500，z50，tool1\wobj:=wobj1
2.1知识链接 2.1.3机器人常用运动指令
（3）圆弧运动指令MoveC
机器人从p10点开始，沿着p30，终点是p40： MoveL p10，v500，fine，tool1\wobj:=wobj1 MoveC p30，p40，v500，z50，tool1.3机器人常用运动指令

简述离线编程的原理及应用原理介绍离线编程是一种常用的工业机器人编程方法，它允许在计算机上进行机器人程序的开发和调试，然后将程序传输到实际的机器人控制器中执行。

离线编程的原理基于CAD模型和机器人动力学模拟，通过仿真环境实现机器人任务的规划和验证。

离线编程的过程可以分为以下几个步骤： 1. CAD建模：使用计算机辅助设计（CAD）软件创建物体的三维模型。

2. 机器人模型导入：将机器人模型导入离线编程软件，以便进行后续的仿真和程序开发。

3. 任务规划：在仿真环境中，规划机器人将要执行的任务，如路径规划、轨迹生成等。

4. 程序开发：基于任务规划的结果，编写机器人程序，包括运动控制指令、传感器数据处理等。

5. 程序验证：在仿真环境中，验证机器人程序的正确性和可行性。

6. 程序传输：将开发好的程序传输到实际的机器人控制器中，使机器人能够执行编写好的任务。

离线编程的原理基于CAD模型和仿真环境，它的优点在于可以在计算机上方便地进行程序的开发和调试，而无需实际的机器人设备。

这样可以节省时间和成本，并且可以提前发现和解决潜在的问题，提高机器人系统的效率和可靠性。

应用领域离线编程广泛应用于工业机器人的开发和使用过程中。

以下是离线编程在不同领域的应用举例：汽车制造业离线编程在汽车制造业中起到了重要作用。

通过离线编程，可以在计算机上开发和测试机器人程序，以控制机器人在汽车生产线上进行焊接、装配、喷涂等工作。

这样可以大大提高生产效率和质量，并减少人员的操作风险。

电子制造业在电子制造业中，离线编程可以用于控制机器人进行PCB板组装、元器件的贴装、焊接等任务。

通过离线编程，可以准确地规划机器人的运动轨迹，确保高精度和高效率的生产。

包装和物流业离线编程在包装和物流业中也得到广泛应用。

通过离线编程，可以控制机器人进行包装、搬运、装卸等工作。

离线编程可以准确规划机器人的动作，保证物品的安全和快速移动。

食品加工业在食品加工业中，离线编程可以用于控制机器人进行食品的分拣、切割、包装等工作。

图4-38
5. 自 动 配 置 完 毕 后 ， 路径中所有的黄色叹 号消失。
图4-39
6. 选 中 “ Path_10” ， 单 击 右键，选择“到达能力”。
图4-40
7. 对于所有的目标点， 机器人均能够正常到达。
图4-41
8.选中“Path_10”，单 击右键，选择“沿着 路径运动”。
图4-42
图4-28
6.选中“Target_10”，单 击右键，选择“修改目 标”—“旋转”。
图4-29
7.“ 参 考 ” 选 择 “本地”。
8.选择“Z”轴，输入 “ 180” 度 ， 单 击 “应用”按钮。
图4-30
9.可看到该目标点处 的工具姿态调整完毕。
图4-31
ห้องสมุดไป่ตู้
在处理大批量的目标点时，
由于目的是将所有目标点处的工
下面开始添加安全位置点pHome， 这里将机器人的机械原点作为Home点。
8.选中机器人“IRB2600”， 单击右键，选择“回到 机械原点”。
图4-55
10.单击“示 教目标点”。
9.工件坐标选 择“wobj0”。
图4-56
11.选中目标点“Target_360”，单 击右键，选择“重命名”，修改为 “pHome”。
图4-33
12. 调 整 完 毕 的 各个目标点处 的工具姿态。
图4-34
五、路径轴配置参数的调整
对于任意目标点，如果机器人能 够到达，可能会存在多种关节轴的配 置情况。这时就需要选择合适的轴配 置参数，保证机器人能够以最优的姿 态抵达目标点位置。目标点的轴配置 参数调整过程如图4-35~图4-48所示。
图4-59
14.在“Path_10”中选中 “MoveL pHome”，单击右键， 选择“修改指令”。

2.手动线性运动
手动关节运动方式是对机器人的关节轴进行独立操作，机器人末端工具
教师对任务做简要介绍。
学生可扫码观看“微课7：任务3工业机器人系统建立”。
教学环节
教学内容
说明
相关知识
（ 分钟）
考核评价
（ 分钟）
的运动轨迹不一定是直线轨迹。但是在实际的操作调整过程中，经常需要机器人末端工具沿某条直线进行运动。手动线性运动与手动关节运动时机器人末端工具的运动轨迹是不同的，此时机器人末端轨迹是直线。
三、教学重点和难点
（一）教学重点：
用“两点法”完成工业机器人周边模型的放置。
（二）教学难点：
用框架法放置周边模型。
教学环节
教学内容
说明
导入新课
（ 分钟）
1.考勤
2.整理着装， 整理工位。
3.导入新课：
任务描述
工业机器人周边模型的放置是指在工业生产线上，为了提高机器人的稳定性、生产效率和安全性而配置的一些辅助设备、配件或组件。这些设备、配件或组件主要用于支持工业机器人工作，例如提供电源、数据传输、气源、冷却系统、工具夹持、监控与控制等功能。本任务包括：导入周边模型、利用Freehand工具栏操作周边模型、摆放周边模型。
一、教学内容分析
本次课的内容：为了提高机器人的稳定性、生产效率和安全性而配置的一些辅助设备、配件或组件，这些设备、配件或组件主要用于支持工业机器人工作。本任务包括：导入周边模型、利用Freehand工具栏操作周边模型、摆放周边模型。此任务是ABB工业机器人离线编程必备项目，为后续学习打基础。
二、教学目标与要求
二、导入与操作周边模型
2.2.1 导入机器人周边模型。
【教师】操作演示“导入propeller table”，也就是一个带螺旋桨的特殊桌子”。

工业离线编程与仿真（FANUC）课程教案第一章：工业概述1.1 工业的定义与发展历程1.2 工业的分类与主要技术参数1.3 工业的应用领域及发展趋势1.4 FANUC简介第二章：FANUC硬件与软件系统2.1 FANUC硬件组成及其功能2.2 FANUC软件系统及其功能2.3 FANUC编程软件（如ROBODRILL、ROBOTCAVER等）的使用方法2.4 FANUC示教器的操作方法第三章：工业坐标系与运动学3.1 工业的坐标系3.2 工业的运动学基本原理3.3 工业的逆运动学求解方法3.4 FANUC的运动学参数设置与调整第四章：工业离线编程基本概念与方法4.1 离线编程的定义与优势4.2 离线编程的基本流程4.3 离线编程的关键技术4.4 FANUC的离线编程软件及其使用方法第五章：FANUC离线编程实例5.1 离线编程实例一：简单搬运任务5.2 离线编程实例二：复杂装配任务5.3 离线编程实例三：焊接任务5.4 离线编程实例四：雕刻任务第六章：工业路径规划与仿真6.1 工业路径规划概述6.2 工业路径规划算法6.3 路径规划在离线编程中的应用6.4 FANUC路径规划与仿真操作第七章：工业工艺参数设置与优化7.1 工业工艺参数概述7.2 常见工艺参数设置与调整方法7.3 工艺参数优化方法与应用7.4 FANUC工艺参数设置与优化实例第八章：工业视觉系统应用8.1 工业视觉系统概述8.2 视觉系统硬件与软件组成8.3 视觉系统在离线编程中的应用8.4 FANUC视觉系统配置与使用第九章：工业安全防护与故障诊断9.1 工业安全防护概述9.2 安全防护措施与实施方法9.3 工业故障诊断技术9.4 FANUC故障诊断与处理实例第十章：工业离线编程与仿真实例分析10.1 离线编程与仿真实例一：搬运与装配任务10.2 离线编程与仿真实例二：焊接任务10.3 离线编程与仿真实例三：雕刻任务10.4 离线编程与仿真实例四：涂装任务10.5 离线编程与仿真实例分析与总结第十一章：工业高级离线编程技术11.1 高级离线编程概述11.2 高级路径规划技术11.3 高级工艺参数优化11.4 FANUC高级离线编程实例第十二章：工业离线编程软件工具与应用12.1 离线编程软件工具概述12.2 离线编程软件工具的使用方法12.3 离线编程软件工具的应用案例12.4 FANUC离线编程软件工具的应用第十三章：工业仿真与虚拟现实技术13.1 工业仿真技术概述13.2 仿真技术在离线编程中的应用13.3 虚拟现实技术在工业编程中的应用13.4 FANUC仿真与虚拟现实技术的应用实例第十四章：工业编程与仿真的未来趋势14.1 工业编程与仿真技术的发展趋势14.2 先进控制策略在编程中的应用14.3 与机器学习的融合14.4 FANUC编程与仿真未来的发展方向第十五章：课程总结与实践指导15.1 课程学习总结15.2 实践操作指导15.3 常见问题与解答15.4 课程设计与实践项目建议重点和难点解析本文主要介绍了工业离线编程与仿真（FANUC）的相关知识，包括工业的概述、FANUC的硬件与软件系统、坐标系与运动学、离线编程基本概念与方法、路径规划与仿真、工艺参数设置与优化、视觉系统应用、安全防护与故障诊断以及离线编程与仿真实例分析等。

第四章机器人协作与控制器间的通信当机器人工作单元需要多机同时工作完成任务时，就存在着多机器人之间的协调动作问题。

在Roboguide中，多机之间的协调主要通过对控制器的编程控制来实现。

其中，就包含了一个控制器控制多台机的同步运行和不同控制器之间的信号通信技术。

控制器中的Group（组）技术就能够实现控制器对多台机器设备的同步控制；也可通过两控制器IO信号实现控制器间同步问题。

本章通过“三机协调焊接案例项目（项目五）”的实施重点介绍这两种协调方式，分为三个部分，一、Roboguide环境Group（组）的添加与使用技术；二、IO 信号的添加与使用创建技术；三、创建一个三机配合完成焊接任务的项目案例。

4.1 控制器Group分组技术4.1.1 添加Group创建一个工作站（Workcell），如图4.1所示，在第一步选择HandlingPRO；图4.1 创建机器人焊接工作站第二步输入工作站名称，其它步骤采用默认设置，直到第七步，按照图 4.2选择一个焊接机器人作为Group 2；图4.2 机器人焊接工作站配置之后继续，直到Finish，然后，就进入系统的配置进程。

参数配置依次依照图4.3（a）-（e）输入：（a）（b）（c）（d）（e）图4.3 工作站的配置过程最后，进入到工作站的仿真环境中，该环境中有两台机器人，一台归属第一组GP:1，用于搬运的机器人GP:1-R-2000iB/165F；另一台是用于焊接的机器人，归属第二组GP:2，用于焊接的机器人GP:2-ARC Mate 100iB SA(R-30iB)；具体如图4.4所示：图4.4 工作站的仿真环境（1）用鼠标拖动机器人改变两个机器人的位置，并为焊接机器人添加一个基座Fixture，布景如图4.5所示：图4.5 工作站的仿真环境（2）4.1.2 示教编程先做一个简单的移动程序，即：两个机器人在P1点和P2点之间的循环运动。

这里，P1、P2点的信息都包含了两个机器人的坐标，它们的示教过程如下：（1）、示教P1点A）、如图4.6所示，先在Cell Browser树形窗口中选中GP:1-R-2000iB/165F，然后使用示教单元，移动搬运机器人的末端到该机器人的期望位置；显示为G1组选中GP:1-R-2000iB/165F图4.6：示教P1点（1）B）、如图4.6所示，先在Cell Browser树形窗口中选中GP:2-ARC Mate 100iB SA(R-30iB)，然后使用示教单元，移动焊接机器人的末端到该机器人的期望位置；显示为G2组选中GP:2-ARC Mate 100iB SA(R-30iB)图4.6：示教P1点（2）C）、通过程序编辑器，记录下P1点的运动指令如图4.7所示：图4.7：P1点运动指令（2）、示教P2点按照上述操作，分别改变两个机器人的末端位置，示教P2点，并记录下P2点的运动指令。

任务知识
二、常用离线编程与仿真软件的特点
（2）专用型离线编程仿真软件
这类软件一般由机器人本体厂家自行开发，或者委托第三方软件公司开发维护。其只支持本品牌的机器 人仿真，编程和后置输出。
优点：
由于开发人员可以拿到机器人底层数据通讯接口，所以这类离线编程软件有更强大和实用的功能， 与机器人本体兼容性也更好。软件的集成度很多，也都有相应的工艺包。
工业机器人离线编程与仿真
（基于KUKA）
任务一
项目一 认识离线编程与仿真技术
认识工业机器人仿真应用技术
目录
任务描述
学习重点
任务知识
主题讨论
任务描述
在深入学习工业机器人离线编程与仿真 技术之前，我们需要了解工业机器人仿 真应用技术的定义和发展，也需要了解 常用的离线编程与仿真软件的特点
学习重点
任务知识
二、常用离线编程与仿真软件的特点
（1）通用型离线编程仿真软件
RobotMaster软件界面
RobotMaster
由加拿大软件公司Jabez科技研制开发的RobotMaster 是目前市面上顶级的通用型机器人离线编程仿真软件。
Rpbot Master 软件在MasterCam中无缝集成了机器人编程、 仿真和代码生成等功能，大大提高了机器人的编程速度。其可 以按照产品数模生成程序，适用于切割、铣削、焊接和喷涂等 工业领域。具有独家的优化功能，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 外部轴组合系统等优点。同时也具有暂时不支持多台机器人同 时模拟仿真的特点。
缺点：
相应地，缺点是只支持本公司品牌机器人，机器人间的兼容性不好。KUKA的Sim Pro和OfficeLite 就属于这种离线编程仿真软件。

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４.２ 教 学 目 的
• 通过本项目的学习可以了解机器离线编程的应用行业， 了解 ＡＢＢ ＲｏｂｏｔＳｔｕｄｉｏ 离线轨迹编程的关键知识点， 并学会利用 离线编程对模型进行加工。返回４.３ 知 识 准 备
• ４.３.１ ＡＢＢ ＲｏｂｏｔＳｔｕｄｉｏ 软 件离线轨迹编程介绍
• ＲｏｂｏｔＳｔｕｄｉｏ 根据三维模型曲线特征， 利用自动路径功 能自动生成机器人的运行轨迹路径。 减少了逐个示教目标点位， 从 而缩短了生成机器人轨迹的时间， 并且还能保证机器人运
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图 ４ －６０ 单击 “播放” 图标按钮
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图 ４ －３０ 沿着路径运动
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图 ４ －３１ 复制 “Ｔａｒｇｅｔ＿ １０”
返回
图 ４ －３２ 粘贴到 “Ｗｏｒｋｏｂ ｊｅｃｔ＿Ｔａｂｌｅ＿ｏｆ”
返回
图 ４ －３３ 将 “Ｔａｒｇｅｔ＿１ ０＿１” 重命名为 ｐＥｘｃｅｓｓ
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图 ４ －３４ 选择 “偏移位置” 命令
返回
图 ４ －３５ 输入位置数据
• 下面进一步完善路径， 如图 ４ －３１ 、图 ４ －３2 、图 ４ －３3 、 图 ４ －３4 、图 ４ －３5 、图 ４ －３6 、图 ４ －３7 、图 ４ －３ 8 、图 ４ －３9、图 ４ －40 、图 ４ －4１ 、图 ４ －42 、图 ４ － 43 、图 ４ －44 、图 ４ －45 、图 ４ －46 、图 ４ －47 、图 ４ － 48 、图 ４ －49 、图 ４ －５０ 所示。
• 通过碰撞检测功能就可以在模拟仿真时验证轨迹的可行性， 验证机 器人在运行过程中是否与周边设备发生碰撞。
• 接近丢失: 选择的两组对象之间的距离小于该值时， 则用颜色提醒 (见图 ４ －４)。

机器人的智能化发展是一个大的趋势，那么对于它是如何完成既定工作的话我们就要谈到机器人的编程方式了。

通常的机器人编程方式有以下两种：示教编程与离线编程。

一段时间以来，似乎存在这样的争论，有人认为示教编程落后，有人认为离线编程太过高大上，无法落地。

示教编程首先谈谈示教编程，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，之后的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。

示教器是示教编程的必备工具，示教器控制机器人走一遍之后，把走过完的路记录下来，以后让机器人重复走这条路，这就是编程。

但令人惋惜的是，各家机器人的示教器可谓五花八门，操作也不一样，编程指令也不一样。

机器人示教编程与离线编程的选择目前，大部分机器人应用仍采用示教编程方式，并且主要集中在搬运、码垛、焊接等领域，特点是轨迹简单，手工示教时，记录的点不太多。

总结一下，示教编程有以下优缺点：优点：编程门槛低、简单方便、不需要环境模型；对实际的机器人进行示教时，可以修正机械结构带来的误差。

缺点：1、示教在线编程过程繁琐、效率低。

2、精度完全是靠示教者的目测决定，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。

3、示教器种类太多，学习量太大。

4、示教过程容易发生事故，轻则撞坏设备，重则撞伤人。

5、对实际的机器人进行示教时要占用机器人。

离线编程手动示教编程暂且就先说到这里，下面就来说说机器人编程方式即离线编程。

随着机器人应用领域的扩展，示教编程在有些行业显得力不从心了，于是，离线编程逐渐成为当前较为流行的一种编程方式，首先谈谈什么是离线编程。

离线编程，是通过软件，在电脑里重建整个工作场景的三维虚拟环境，然后软件可以根据要工加零件的大小、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。