《ABB工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》以各行業(yè)應(yīng)用廣泛的ABB工業(yè)機(jī)器人離線編程仿真軟件為平臺,選擇常用的工業(yè)機(jī)器人搬運、碼垛、焊接、噴涂等典型任務(wù)為學(xué)習(xí)載體,通過離線編程與仿真,教授讀者利用相關(guān)建模操作來組建常見機(jī)器人工作站的方法和步驟!禔BB工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》共分7章,內(nèi)容包括工業(yè)機(jī)器人離線編程仿真軟件介紹、基本工作站構(gòu)建、工作站對象建模實踐、復(fù)雜運動軌跡創(chuàng)建與調(diào)試、Smart組件在機(jī)床上下料工作站中的應(yīng)用、帶變位機(jī)及導(dǎo)軌的工業(yè)機(jī)器人工作站創(chuàng)建以及流水線碼垛工業(yè)機(jī)器人工作站搭建。《ABB工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》內(nèi)容詳盡、實例豐富,由淺入深、層層遞進(jìn),適用于ABB工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真技術(shù)初學(xué)者、生產(chǎn)現(xiàn)場技術(shù)人員、虛擬仿真工程師、機(jī)器人技術(shù)愛好者以及企業(yè)決策者,同時也適合大中專院校的師生閱讀,還可作為高等院校機(jī)器人及相關(guān)專業(yè)的教材。
(1)《ABB工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》融入經(jīng)過精心挑選與設(shè)計的應(yīng)用實例,這些實例具有很強(qiáng)的代表性與實用性。通過這些實例的講解,讀者能夠更好地理解RobotStudio在不同工業(yè)場景下的應(yīng)用方法與技巧,提高解決實際問題的能力。(2)《ABB工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》采用循序漸進(jìn)、細(xì)致入微的講解方式,對每一個知識點和操作步驟,均進(jìn)行了詳細(xì)的文字描述,并配有截圖輔助說明,使讀者能夠清晰了解操作的具體過程與效果。(3)在每一章的內(nèi)容講解中,都穿插了相應(yīng)的實踐練習(xí)與案例分析,引導(dǎo)讀者在學(xué)習(xí)理論知識的同時,及時進(jìn)行實踐操作與應(yīng)用驗證。(4)配套PPT課件、教案、教綱、授課計劃、教學(xué)視頻。
前 言
在科技飛速發(fā)展的時代,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)以其高效、精準(zhǔn)和靈活的特性,正在深刻變革制造業(yè)的生產(chǎn)模式與發(fā)展格局。隨著智能制造理念的深入推進(jìn),工業(yè)機(jī)器人在各個領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,從傳統(tǒng)的汽車制造、電子工業(yè),到新興的醫(yī)療、物流等行業(yè),機(jī)器人都扮演著不可或缺的角色。而 RobotStudio 2024 作為ABB工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域一款極具影響力的離線編程軟件,為機(jī)器人的應(yīng)用開發(fā)、系統(tǒng)集成與優(yōu)化提供了強(qiáng)大且便捷的工具平臺。
工業(yè)4.0和智能制造的浪潮促使制造業(yè)加速向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。在這樣的背景下,機(jī)器人離線編程技術(shù)應(yīng)運而生并迅速發(fā)展。傳統(tǒng)的機(jī)器人編程方式多依賴于現(xiàn)場示教,這種方式不僅耗時費力,還會影響生產(chǎn)設(shè)備的正常運行時間,增加生產(chǎn)成本。而 RobotStudio 2024 借助先進(jìn)的計算機(jī)圖形技術(shù)和仿真算法,構(gòu)建了一個高度逼真的虛擬機(jī)器人工作環(huán)境。它能夠在計算機(jī)上對機(jī)器人的運動軌跡、任務(wù)流程進(jìn)行精確規(guī)劃與模擬,有效避免了在實際生產(chǎn)環(huán)境中反復(fù)調(diào)試所帶來的諸多問題。同時,該軟件與ABB機(jī)器人的硬件控制系統(tǒng)緊密集成,可實現(xiàn)編程代碼的無縫傳輸與應(yīng)用,極大地提高了機(jī)器人編程與部署的效率和準(zhǔn)確性,為企業(yè)快速響應(yīng)市場需求、提升生產(chǎn)競爭力提供了堅實的技術(shù)支撐。
本書目的
本書旨在為廣大讀者提供一本全面、系統(tǒng)且實用的 RobotStudio 2024 學(xué)習(xí)參考書。無論是機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的初學(xué)者,還是具有一定經(jīng)驗的專業(yè)工程師,都能從本書中獲取有價值的知識與技能提升。
對于初涉機(jī)器人編程領(lǐng)域的讀者,本書從基礎(chǔ)概念和軟件操作入手,通過詳細(xì)的步驟講解和豐富的實例演示,幫助他們快速掌握 RobotStudio 2024 的基本功能與編程方法,形成對機(jī)器人離線編程的初步認(rèn)識與實踐能力,為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和應(yīng)用奠定堅實基礎(chǔ)。
對于有一定機(jī)器人編程基礎(chǔ)的專業(yè)人士,本書深入探討了 RobotStudio 2024 在常用案例現(xiàn)場的應(yīng)用技巧,如上下料工作站、流水線碼垛機(jī)器人工作站、帶變位機(jī)與導(dǎo)軌的機(jī)器人工作站控制等。通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí),讀者能夠進(jìn)一步提升技術(shù)水平,解決實際工作中遇到的各種復(fù)雜問題,實現(xiàn)更高效、更智能的機(jī)器人應(yīng)用方案設(shè)計與實施。
此外,本書還注重培養(yǎng)讀者的工程實踐能力與創(chuàng)新思維。通過大量真實案例的剖析與實踐項目的引導(dǎo),鼓勵讀者將所學(xué)知識靈活運用到實際生產(chǎn)中,探索創(chuàng)新的機(jī)器人應(yīng)用模式,為推動工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在各行業(yè)的深度應(yīng)用與發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
本書特點
(1)內(nèi)容全面深入:本書全面涵蓋RobotStudio 2024 的各個功能模塊與應(yīng)用領(lǐng)域。從軟件的安裝與環(huán)境配置,到機(jī)器人系統(tǒng)的創(chuàng)建與導(dǎo)入,從基本的機(jī)器人運動編程,到實例工作站的設(shè)計與實現(xiàn),都進(jìn)行了詳細(xì)分析與步驟操作講解,使讀者能夠全面了解 RobotStudio 2024 的強(qiáng)大功能與項目應(yīng)用 潛力。
(2)實例豐富多樣:書中融入了大量實際項目的應(yīng)用實例,這些實例均經(jīng)過精心挑選與設(shè)計,具有很強(qiáng)的代表性與實用性。通過這些豐富多樣的實例講解,讀者能夠更好地理解 RobotStudio 2024 在不同工業(yè)場景下的應(yīng)用方法與技巧,提高解決實際問題的能力。
(3)講解細(xì)致入微:在內(nèi)容講解方面,本書采用循序漸進(jìn)、細(xì)致入微的方式。對于每一個知識點和操作步驟,均進(jìn)行了詳細(xì)的文字描述,并配有大量截圖輔助說明,使讀者能夠清晰了解操作的具體過程與效果。此外,對于一些容易出錯或需要特別注意的地方,書中還給出了相應(yīng)的提示與解決方案,避免讀者在學(xué)習(xí)與實踐過程中走彎路。
(4)注重實踐應(yīng)用:本書始終強(qiáng)調(diào)理論與實踐相結(jié)合,注重培養(yǎng)讀者的實踐應(yīng)用能力。在每一章的內(nèi)容講解中,都穿插了相應(yīng)的實踐練習(xí)與案例分析,引導(dǎo)讀者在學(xué)習(xí)理論知識的同時,及時進(jìn)行實踐操作與應(yīng)用驗證。通過這些實踐項目的鍛煉,讀者能夠真正將所學(xué)知識轉(zhuǎn)換為實際應(yīng)用能力,具備獨立完成機(jī)器人應(yīng)用項目開發(fā)與實施的能力。
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本書讀者
本書適合機(jī)器人技術(shù)愛好者與自學(xué)者、控制系統(tǒng)集成與應(yīng)用領(lǐng)域工程師及技術(shù)人員、工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域工程師與技術(shù)人員、制造業(yè)企業(yè)管理人員與決策者、高校機(jī)器人相關(guān)專業(yè)的師生。
作者與鳴謝
梁偉,高級工程師、軟件工程師,主要從事自動控制、電磁場仿真分析、數(shù)字圖像處理、PLC開發(fā)與應(yīng)用、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用等技術(shù)研究。重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)大學(xué)教師、萬達(dá)集團(tuán)培訓(xùn)講師,出版專著7部、主編企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)8項。工程項目實踐經(jīng)驗豐富,在企業(yè)主要擔(dān)任項目經(jīng)理,主要負(fù)責(zé)企業(yè)電力系統(tǒng)運行監(jiān)控平臺開發(fā)、中小型企業(yè)配電系統(tǒng)現(xiàn)場智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)、醫(yī)療行業(yè)CT圖像三維重建系統(tǒng)開發(fā)與優(yōu)化等。
李海慧,高級工程師、副教授、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)高級工程師,先后擔(dān)任電氣設(shè)計師及技術(shù)支持,現(xiàn)任高校工業(yè)機(jī)器人教師,主持重慶市教科委項目1項、重慶教改項目1項。
本書的順利出版離不開清華大學(xué)出版社老師們的幫助,在此表示感謝。
作 者
2025年5月
梁偉,高級工程師、軟件工程師。主要從事自動控制、電磁場仿真分析、數(shù)字圖像處理、PLC開發(fā)與應(yīng)用、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用等技術(shù)研究。重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)大學(xué)教師、萬達(dá)集團(tuán)培訓(xùn)講師,出版專著7部、主編企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)8項。工程項目實踐經(jīng)驗豐富,在企業(yè)主要擔(dān)任項目經(jīng)理,主要負(fù)責(zé)企業(yè)電力系統(tǒng)運行監(jiān)控平臺開發(fā)、中小型企業(yè)配電系統(tǒng)現(xiàn)場智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)、醫(yī)療行業(yè)CT圖像三維重建系統(tǒng)開發(fā)與優(yōu)化等。李;郏呒壒こ處、副教授、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)高級工程師。先后擔(dān)任電氣設(shè)計師及技術(shù)支持,現(xiàn)任高校工業(yè)機(jī)器人教師。主持重慶市教科委項目1項、重慶教改項目1項。
目 錄
第 1 章 工業(yè)機(jī)器人離線編程仿真軟件的認(rèn)識與安裝 1
1.1 認(rèn)識工業(yè)機(jī)器人仿真技術(shù) 1
1.1.1 虛擬仿真技術(shù)介紹 1
1.1.2 RobotStudio介紹 2
1.2 安裝RobotStudio 2024 3
1.3 認(rèn)識RobotStudio的軟件界面 8
1.3.1 RobotStudio菜單介紹 9
1.3.2 常見問題及處理方法 14
1.4 小結(jié) 15
1.5 練習(xí) 15
第 2 章 構(gòu)建工業(yè)機(jī)器人工作站 16
2.1 創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人基本工作站 16
2.1.1 加載機(jī)器人及工具 16
2.1.2 布局周邊環(huán)境 21
2.2 建立工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)和手動操縱 29
2.2.1 建立工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)操作 29
2.2.2 工業(yè)機(jī)器人的手動操作 34
2.3 工業(yè)機(jī)器人工件坐標(biāo)與軌跡程序 40
2.3.1 創(chuàng)建機(jī)器人工件坐標(biāo) 40
2.3.2 運動指令 42
2.3.3 創(chuàng)建機(jī)器人運動軌跡 43
2.4 仿真運行機(jī)器人并錄制視頻 55
2.4.1 工作站同步設(shè)定 55
2.4.2 錄制仿真視頻 58
2.5 小結(jié) 62
第 3 章 工作站對象建模實踐 63
3.1 基本建模功能 63
3.1.1 創(chuàng)建操作臺3D模型 64
3.1.2 3D模型操作 66
3.1.3 3D模型的組合、保存和調(diào)用 73
3.2 測量工具的使用 81
3.2.1 測量長度 82
3.2.2 測量直徑 85
3.2.3 測量角度 86
3.2.4 測量物體間距 87
3.3 創(chuàng)建機(jī)械裝置 88
3.3.1 導(dǎo)入3D模型 89
3.3.2 3D模型布置 92
3.3.3 建立機(jī)械運動特性 95
3.3.4 保存為庫文件 101
3.4 創(chuàng)建工具 102
3.4.1 設(shè)定工具本地原點 102
3.4.2 創(chuàng)建工具坐標(biāo)系框架 114
3.4.3 創(chuàng)建工具 119
3.4.4 保存驗證工具特性 120
3.4.5 練習(xí) 123
第 4 章 復(fù)雜運動軌跡的創(chuàng)建與調(diào)試 125
4.1 創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人的曲線路徑 125
4.1.1 解包基本工作站 125
4.1.2 創(chuàng)建打磨運動曲線 128
4.1.3 自動生成曲線運動路徑 132
4.2 機(jī)器人目標(biāo)點調(diào)整及軸配置參數(shù) 135
4.2.1 機(jī)器人目標(biāo)點調(diào)整 136
4.2.2 軸配置參數(shù)調(diào)整 141
4.2.3 仿真運行 144
4.3 機(jī)器人離線軌跡編程輔助工具 157
4.3.1 創(chuàng)建機(jī)器人碰撞監(jiān)控 158
4.3.2 機(jī)器人TCP跟蹤功能的使用 163
4.3.3 機(jī)器人計時器功能的使用 167
4.4 練習(xí) 168
第 5 章 Smart組件在機(jī)床上下料工作站中的應(yīng)用 170
5.1 往復(fù)運動設(shè)置 170
5.1.1 設(shè)定機(jī)械裝置關(guān)節(jié) 170
5.1.2 創(chuàng)建往復(fù)信號與連接 177
5.1.3 仿真調(diào)試 184
5.1.4 練習(xí) 186
5.2 噴涂動作的設(shè)置 187
5.2.1 創(chuàng)建噴涂效果Smart組件 188
5.2.2 創(chuàng)建屬性連結(jié)和I/O信號連接 197
5.2.3 仿真調(diào)試 202
5.2.4 練習(xí) 205
5.3 輸送線動作設(shè)置 206
5.3.1 設(shè)定輸送線產(chǎn)品 206
5.3.2 設(shè)定輸送帶限位傳感器 209
5.3.3 設(shè)定物體的直線運動 213
5.3.4 設(shè)定刪除物體動作 216
5.3.5 創(chuàng)建屬性與連結(jié) 218
5.3.6 創(chuàng)建輸送信號和連接 220
5.3.7 輸送鏈仿真調(diào)試 223
5.3.8 練習(xí) 225
5.4 拾取動作設(shè)置 226
5.4.1 設(shè)定檢測傳感器 226
5.4.2 設(shè)定拾取動作 234
5.4.3 創(chuàng)建動作屬性與連結(jié) 237
5.4.4 創(chuàng)建拾取信號和連接 239
5.4.5 Smart組件仿真調(diào)試 241
5.4.6 練習(xí) 246
第 6 章 帶變位機(jī)及導(dǎo)軌的工業(yè)機(jī)器人工作站創(chuàng)建 247
6.1 創(chuàng)建帶導(dǎo)軌的機(jī)器人系統(tǒng) 247
6.1.1 布局帶導(dǎo)軌的機(jī)器人工作站 247
6.1.2 創(chuàng)建帶導(dǎo)軌的機(jī)器人系統(tǒng) 257
6.1.3 創(chuàng)建帶導(dǎo)軌的運動軌跡 259
6.1.4 導(dǎo)軌機(jī)器人運動軌跡仿真運行 268
6.2 帶變位機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng)創(chuàng)建及編程 271
6.2.1 創(chuàng)建帶變位機(jī)的機(jī)器人工作站 272
6.2.2 創(chuàng)建帶變位機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng) 281
6.2.3 創(chuàng)建帶變位機(jī)的工件坐標(biāo) 284
6.2.4 使用邏輯指令A(yù)ctUnit和DeactUnit 290
6.2.5 創(chuàng)建帶變位機(jī)的機(jī)器人運動軌跡 290
6.2.6 變位機(jī)機(jī)器人運動軌跡仿真運行 304
6.3 練習(xí) 307
第 7 章 流水線碼垛工業(yè)機(jī)器人工作站搭建 308
7.1 工作站LAYOUT布局說明 308
7.1.1 輸送線段流程卡 309
7.1.2 搬運夾爪段流程卡 310
7.1.3 工作站設(shè)計流程 311
7.2 創(chuàng)建流水線碼垛工作站的Smart組件設(shè)計 311
7.2.1 解包基本工作站 311
7.2.2 工作站輸送線動作效果設(shè)計 315
7.2.3 工作站末端操作器動作效果設(shè)計 326
7.3 創(chuàng)建碼垛工作站I/O信號 338
7.3.1 設(shè)定機(jī)器人I/O信號 338
7.3.2 建立機(jī)器人控制器與Smart組件的連接 346
7.4 工作站程序解析 349
7.5 流水線碼垛工作站仿真調(diào)試 352
7.6 練習(xí) 355