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機器人計算機輔助設計及仿真系統(tǒng)具代表性。它是運行在SGI圖形工作站上的大型機器人設計、仿真和離線編程系統(tǒng),其集通用化、完整化、交互式計算機圖形化、智能化和商品化為一體。但這些傳統(tǒng)的機器人離線編程系統(tǒng)的分析、設計、實現(xiàn)和編程的方法都是面向過程的,存在著許多不足。機器人是一個可編程的機械裝置,其功能的靈活性和智能性在很大程度上取決于機器人的編程能力。由于機器人的應用范圍擴大和所完成任務的復雜程序不斷增加,機器人工作任務的編制已經(jīng)成為一個重要問題。通常,機器人編程方式可分為示教在線編程和離線編程。機器人離線編程技術對工業(yè)機器人的推廣應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)計算機的實時仿真,為機器人編程和調(diào)試提供安全、靈活的環(huán)境,是機器人開發(fā)應用的研究方向。在本書中,通過項目式教學的方法,對ABB公司的RobotStudio軟件的操作、建模、Smart組件的應用、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行了全面的講解。(說明:RobotWare為機器人系統(tǒng)庫文件,安裝完成后只會在指定位置生成機器人系統(tǒng)庫,可以存在多個版本;RobotStudio為機器人仿真操作軟件;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)機器人工程應用仿真課程的教材。同時,本書也適合從事工業(yè)機器人應用開發(fā)、調(diào)試、現(xiàn)場維護的工程技術人員學習和參考,特別適合已掌握ABB機器人基本操作,需要進一步掌握工業(yè)機器人工程應用模擬仿真的工程技術人員參考。
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機器人計算機輔助設計及仿真系統(tǒng)具代表性。它是運行在SGI圖形工作站上的大型機器人設計、仿真和離線編程系統(tǒng),其集通用化、完整化、交互式計算機圖形化、智能化和商品化為一體。但這些傳統(tǒng)的機器人離線編程系統(tǒng)的分析、設計、實現(xiàn)和編程的方法都是面向過程的,存在著許多不足。機器人是一個可編程的機械裝置,其功能的靈活性和智能性在很大程度上取決于機器人的編程能力。由于機器人的應用范圍擴大和所完成任務的復雜程序不斷增加,機器人工作任務的編制已經(jīng)成為一個重要問題。通常,機器人編程方式可分為示教在線編程和離線編程。機器人離線編程技術對工業(yè)機器人的推廣應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)計算機的實時仿真,為機器人編程和調(diào)試提供安全、靈活的環(huán)境,是機器人開發(fā)應用的研究方向。在本書中,通過項目式教學的方法,對ABB公司的RobotStudio軟件的操作、建模、Smart組件的應用、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行了全面的講解。(說明:RobotWare為機器人系統(tǒng)庫文件,安裝完成后只會在指定位置生成機器人系統(tǒng)庫,可以存在多個版本;RobotStudio為機器人仿真操作軟件;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)機器人工程應用仿真課程的教材。同時,本書也適合從事工業(yè)機器人應用開發(fā)、調(diào)試、現(xiàn)場維護的工程技術人員學習和參考,特別適合已掌握ABB機器人基本操作,需要進一步掌握工業(yè)機器人工程應用模擬仿真的工程技術人員參考。
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)機器人的應用與推廣,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《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(20162020年)》強調(diào),機器人是先進制造業(yè)的關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)機器人,對促進我國先進制造業(yè)的崛起,有著十分重要的意義。機器換人,人用機器的新型制造方式有效推進了工業(yè)升級和轉(zhuǎn)型。伴隨著工業(yè)大國相繼提出機器人產(chǎn)業(yè)政策,如德國的工業(yè)4.0、美國的先進制造伙伴計劃、中國的十三五規(guī)劃與中國制造2025等國家政策,工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)迎來了快速發(fā)展的態(tài)勢。當前,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)成為全球大的機器人市場。大力發(fā)展工業(yè)機器人產(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、加快制造強國建設、改善人民生活水平具有深遠意義。工業(yè)機器人已在越來越多的領域得到了應用。在制造業(yè)中,尤其是在汽車產(chǎn)業(yè)中,工業(yè)機器人得到了廣泛應用。如在毛坯制造(沖壓、壓鑄、鍛造等)、機械加工、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,機器人逐步取代人工作業(yè)。機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對機器人領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)升級和技術進步的要求,部分應用型本科院校相繼開設了相關課程。在教材方面,雖有很多機器人方面的專著,但普遍偏向理論與研究,不能滿足實際應用的需要。目前,企業(yè)的機器人應用人才培養(yǎng)只能依賴機器人生產(chǎn)企業(yè)的培訓或產(chǎn)品手冊,缺乏系統(tǒng)學習和相關理論指導,嚴重制約了我國機器人技術的推廣和智能制造業(yè)的發(fā)展。武漢金石興機器人自動化工程有限公司依托華中科技大學在機器人方向的研究實力,順應形勢需要,產(chǎn)、學、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域應用型人才培養(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,系統(tǒng)性強。該系列圖書從工業(yè)機器人的入門應用、技術基礎、實訓指導,到工業(yè)機器人的編程與高級應用,由淺入深,有助于讀者系統(tǒng)學習工業(yè)機器人技術。(2) 配套資源豐富多樣。該系列圖書配有相應的人才培養(yǎng)方案、課程建設標準、電子課件、視頻等教學資源,以及配套的工業(yè)機器人教學裝備,構(gòu)建了立體化的工業(yè)機器人教學體系。(3) 覆蓋面廣,應用廣泛。該系列圖書介紹了工業(yè)機器人集成工程所需的機械工程案例、電氣設計工程案例、機器人應用工藝編程等相關內(nèi)容,順應國內(nèi)機器人產(chǎn)業(yè)人才發(fā)展需要,符合制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃。智能制造領域應用型人才培養(yǎng)十三五規(guī)劃精品教材系列圖書結(jié)合工業(yè)機器人集成工程實際應用,教、學、用有機結(jié)合,有助于讀者系統(tǒng)學習工業(yè)機器人技術和強化提高實踐能力。該系列圖書的出版發(fā)行填補了機器人工程專業(yè)系列教材的空白,有助于推進我國工業(yè)機器人技術人才的培養(yǎng)和發(fā)展,助力中國智造。工業(yè)機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認識、安裝工業(yè)機器人仿真軟件1
任務1-1工業(yè)機器人仿真軟件介紹2
任務1-2了解工業(yè)機器人仿真應用技術2
任務1-3下載、安裝工業(yè)機器人仿真軟件RobotStudio3
任務1-4RobotStudio軟件的授權管理4
任務1-5RobotStudio軟件界面介紹6
任務1-6學習前需具備的基本知識12
項目2RobotStudio仿真技術知識儲備14
任務2-1建立工業(yè)機器人系統(tǒng)15
任務2-2軟件窗口操作介紹23
任務2-3建模及導入幾何體、擺放工作站周邊模型28
任務2-4測量工具的使用40
任務2-5加載機器人的工具42
任務2-6工業(yè)機器人的手動操縱51
任務2-7創(chuàng)建機械裝置54
任務2-8建立工業(yè)機器人坐標系62
任務2-9創(chuàng)建機器人的運動軌跡程序63
任務2-10仿真運行機器人及錄制視頻66
任務2-11模擬碰撞檢測的設定69
任務2-12從曲線生成路徑操作73
任務2-13Smart組件的應用80
項目3帶導軌和變位機的機器人系統(tǒng)創(chuàng)建與應用103
任務3-1創(chuàng)建帶導軌的機器人系統(tǒng)104
任務3-2創(chuàng)建帶變位機的機器人系統(tǒng)112
項目4工業(yè)機器人標準實訓室工作站的構(gòu)建120
任務4-1仿真工作站LAYOUT布局解讀121
任務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5-1工作站的布局工藝流程說明142
任務5-2創(chuàng)建碼垛工作站的Smart組件設計145
項目6工業(yè)機器人激光切割項目仿真技術154
任務6-1仿真工作站LAYOUT布局解讀155
任務6-2創(chuàng)建激光切割工作站仿真設計165
項目7ScreenMaker示教器用戶自定義界面174
任務7-1ScreenMaker示教器用戶自定義界面175
任務7-2創(chuàng)建注塑機取件機器人用戶自定義界面177
任務7-3設置注塑機取件機器人用戶信息界面178
任務7-4設置注塑機取件機器人用戶狀態(tài)界面183
任務7-5設置注塑機取件機器人用戶維修界面184
項目8RobotStudio的在線功能189
任務8-1使用RobotStudio與機器人進行連接并獲取權限的操作190
任務8-2使用RobotStudio進行備份和恢復的操作191
任務8-3使用RobotStudio在線編輯RAPID程序的操作193
任務8-4使用RobotStudio在線編輯I/O信號的操作195
任務8-5使用RobotStudio在線文件傳送198
任務8-6使用RobotStudio在線監(jiān)控機器人和示教器狀態(tài)198
任務8-7使用RobotStudio在線設定示教器用戶操作權限管理199
任務8-8使用RobotStudio在線創(chuàng)建和安裝機器人系統(tǒng)204
附錄A術語概念211