FANUC工業(yè)機器人離線編程與仿真45

工業(yè)機器人離線編程與仿真（FANUC機器人）25課時第01章緒論第02章ROBOGUIDE認知第03章基礎實訓仿真第04章激光雕刻實訓仿真第05章輸送帶搬運實訓仿真第06章碼垛搬運實訓仿真第07章伺服定位控制實訓仿真第08章離線程序導出運行與驗證第2章ROBOGUIDE認知教學內容：2.1ROBOGUIDE簡介2.2ROBOGUIDE安裝學習目標：1.熟悉ROBOGUIDE功能及模型屬性2.掌握ROBOGUIDE安裝方法2ROBOGUIDE是FANUC機器人公司提供的一款仿真軟件，其常用的仿真模塊有HandingPRO、ChamferingPRO、WeldPRO、PalletPRO、和PaintPRO等。使用不同的仿真模塊加載的應用軟件包不同，實現(xiàn)的功能也會不同。1）ChamferingPRO模塊用于去毛刺、倒角等工件加工的仿真應用；2）HandingPRO模塊用于機床上下料、沖壓、裝配、注塑機等物料的搬運仿真應用；3）WeldPRO模塊用于焊接、激光雕刻等工藝的仿真應用；4）PalletPRO模塊用于各種碼垛的仿真應用；5）PaintPRO模塊用于噴涂的仿真應用。2.1ROBOGUIDE簡介21.系統(tǒng)搭建ROBOGUIDE提供一個3D的虛擬空間和便于系統(tǒng)搭建的3D模型庫。模型庫中包含F(xiàn)ANUC機器人數模、機器人周邊設備的數模以及一些典型工件的數模。ROBOGUIDE可以使用自帶的3D模型庫，也可從外部導入3D數模進行系統(tǒng)搭建。2.1ROBOGUIDE簡介2.1.1ROBOGUIDE主要功能如下：22.方案布局設計

系統(tǒng)搭建完成后，需要驗證方案布局設計的合理性。一個合理的布局不僅可以有效地避免干涉，且能使機器人遠離限位位置。ROBOGUIDE通過顯示機器人的可達范圍，確定機器人周邊設備擺放的相對位置，保證可達性的同時有效避免了干涉。此外，ROBOGUIDE還可以對機器人進行示教使機器人遠離限位位置，保持良好的工作姿態(tài)，并且能夠顯示機器人可達范圍和它的示教功能，使方案布局更加合理。2.1ROBOGUIDE簡介23.干涉型、可達性分析

在進行方案布局過程中，不僅要確保機器人對工件的可達性，也要避免機器人在運動過程中的干涉性。在ROBOGUIDE仿真環(huán)境中，可以通過調整機器人和工件間的相對位置來確保機器人對工件的可達性。機器人在運動過程中的干涉性包括：機器人與夾具的干涉、與安全圍欄的干涉和其他周邊設備的干涉等。2.1ROBOGUIDE簡介24.節(jié)拍計算與優(yōu)化

ROBOGUIDE仿真環(huán)境下可以估算并且優(yōu)化生產節(jié)拍。依據機器人運動速度、工藝因素和外圍設備的運行時間進行節(jié)拍估算，并通過優(yōu)化機器人的運動軌跡來提高節(jié)拍。2.1ROBOGUIDE簡介25.離線編程

對于較為復雜的加工軌跡，可以通過ROBOGUIDE自帶的離線編程功能自動生成離線程序，然后導入真實的機器人系統(tǒng)中，可大大減少編程示教人員的現(xiàn)場工作時間，有效提高工作效率。2.1ROBOGUIDE簡介2構建虛擬的工作站場景就必須涉及三維模型的使用。三維模型導入ROBOGUIDE中，選擇將模型放置在工程文件的不同模塊中，可被賦予不同的屬性，從而模擬真實現(xiàn)場中的機器人、工具、工件、工裝臺和機械裝置等。2.1ROBOGUIDE簡介2.1.2ROBOGUIDE模型屬性21.EOATsEOATs是工具模塊，位于Tooling路徑中，充當機器人末端執(zhí)行器的角色。常見的工具模塊下的模型包括焊槍、焊鉗、夾爪、噴涂槍等。工具在三維視圖中位于機器人的六軸法蘭盤上，隨著機器人運動。不同的工具可在仿真運行時模擬不同的效果。例如，在仿真運行焊接程序時，焊槍可以在尖端產生火花并出現(xiàn)焊縫；在仿真運行搬運程序時，夾爪可以模擬真實的開合動作，并將目標物體抓起來。2.1ROBOGUIDE簡介

ROBOGUIDE中負責模型的模塊分為EOATs、Fixtures、Machines、Obstacles、Parts等，用以充當不同的角色。22.FixturesFixtures下的模型屬于工件輔助模型，在仿真工作站中充當工件的載體—工裝。工裝模型是工件模型的重要載體之一，為工件的加工、搬運等仿真功能的實現(xiàn)提供平臺。2.1ROBOGUIDE簡介3.MachinesMachines主要服務于外部機械裝置，此模塊同機器人模型一樣可實現(xiàn)自主運動。Machines下的模型用于可運動的機械裝置上，包括傳送帶、推送氣缸、行走軸等直線運行設備，或者轉臺、變位機等旋轉運動設備。在整個仿真場景中，除了機器人以外的其他所有模型要想實現(xiàn)自主運動，都是通過建立Machines來實現(xiàn)的。另外，Machines下的模型還是工件模型的重要載體之一，為工件的加工、搬運等仿真功能的實現(xiàn)提供平臺。24.ObstaclesObstacles下的模型是仿真工作站非必需的輔助模型。此類模型一般用于外圍設備和裝飾性模型，包括焊接設備、電子設備、圍欄等。Obstacles本身的模型屬性對于仿真并不具備實際的意義，其主要作用是為了保證虛擬環(huán)境和真實現(xiàn)場的布置保持一致，使用戶在編程時考慮更全面。2.1ROBOGUIDE簡介5.PartsParts下的模型是離線編程與仿真的核心，在仿真工作站中充當工件的角色，可用于工件的加工與搬運仿真，并模擬真實的效果。

Parts下的模型除了用于演示仿真動畫以外，最重要的是具有“模型-程序”轉化功能。ROBOGUIDE能夠獲取Parts下的模型的數模信息，并將其轉化成程序軌跡的信息，用于快速編程和復雜軌跡編程。2本課程中所使用的機器人工作臺、實訓模塊、Y型夾具、搬運工件等模型文件均可在工業(yè)機器人教育網站社區(qū)下載（http://）。2.2ROBOGUIDE安裝工業(yè)機器人教育網文件列表2

ROBOGUIDE仿真軟件安裝步驟如下：第一步：

打開ROBOGUIDE安裝包，解壓并打開文件夾。2.2ROBOGUIDE安裝2第二步：雙擊“setup.exe”，進入安裝導向。2.2ROBOGUIDE安裝2第三步：在ROBOGUIDE設置對話框中，單擊“Next”。2.2ROBOGUIDE安裝2第四步：許可協(xié)議對話框中，檢查詳細信息，確認無誤后，單擊“Yes”。2.2ROBOGUIDE安裝2第五步：在選擇目標位置對話框中，確認安裝路徑。單擊“Next”。2.2ROBOGUIDE安裝2第六步：在安裝過程插件對話框中，選擇要安裝的功能，單擊“Next”（購買不同的軟件功能，選項也不相同）。2.2ROBOGUIDE安裝2第七步：勾選所需使用的功能，單擊“Next”。2.2ROBOGUIDE安裝2第八步：選擇軟件的各仿真模塊是否創(chuàng)建桌面快捷方式，單擊“Next”。2.2ROBOGUIDE安裝2第九步：在虛擬機器人選擇對話框中，選擇機器人的版本，單擊“ClearAll”，清除所有勾選的版本。2.2ROBOGUIDE安裝2第十步：勾選“FRVRCV8.308.30170.23.09”版本。2.2ROBOGUIDE安裝2第十一步：單擊“Next”。2.2ROBOGUIDE安裝2第十二步：在“開始復制文件”的對話框中，確認安裝設置是否正確，單擊“Next”。2.2ROBOGUIDE安裝2第十三步：等待安裝完成。2.2ROBOGUIDE安裝THANKYOU工業(yè)機器人離線編程與仿真（FANUC機器人）25課時第01章緒論第02章ROBOGUIDE認知第03章基礎實訓仿真第04章激光雕刻實訓仿真第05章輸送帶搬運實訓仿真第06章碼垛搬運實訓仿真第07章伺服定位控制實訓仿真第08章離線程序導出運行與驗證第2章ROBOGUIDE認知教學內容：2.3ROBOGUIDE界面介紹學習目標：1.熟悉ROBOGUIDE軟件操作界面2.認識ROBOGUIDE機器人屬性界面3

ROBOGUIDE圍繞一個離線的三維世界進行模擬，在這個三維世界中模擬現(xiàn)實中的機器人和周邊設備的布局，通過其中的TP示教，進一步來模擬它的運動軌跡。通過這樣的模擬可以驗證方案的可行性同時獲得準確的周期時間。2.3ROBOGUIDE界面介紹3

2.3.1軟件操作界面

ROBOGUIDE軟件操作界面如圖所示，共分為四塊區(qū)域，分別是菜單欄、工具欄、周邊設備添加欄、仿真窗口。2.3ROBOGUIDE界面介紹工具欄周邊設備添加欄菜單欄仿真窗口31、菜單欄（1）文件菜單（File）：對于整個工程文件的操作，如工程文件的保存、打開、備份等。（2）編輯菜單（Edit）：對工程文件內模型的編輯以及對已進行操作的恢復。（3）視圖菜單（View）：針對軟件三維窗口的顯示狀態(tài)的操作。（4）元素菜單（Cell）：對于工程文件內部模型的編輯，如設置工程的界面屬性、添加各種外部設備模型和組件。（5）機器人菜單（Robot）：主要對機器人及控制系統(tǒng)的操作。（6）示教菜單（Teach）：主要對象是程序的操作，包括創(chuàng)建TP程序、上傳程序、導出TP程序等。2.3ROBOGUIDE界面介紹32、工具欄

工具欄窗口有多種應用功能，下表中例舉了一些常用的基本操作功能。2.3ROBOGUIDE界面介紹序號分類圖標功能說明1機器人控制工具實現(xiàn)世界坐標系、用戶坐標系等各坐標系之間的切換2控制機器人執(zhí)行程序時的運動速度3

手動控制機器人手爪的打開/閉合4顯示/隱藏機器人工作范圍5顯示TP示教器進行編程示教工作6顯示/隱藏機器人所有程序的報警信息32.3ROBOGUIDE界面介紹序號分類圖標功能說明7常用操作工具工作環(huán)境放大功能8工作環(huán)境縮小功能9工作環(huán)境局部放大作用10讓所選對象的中心在屏幕正中間11分別表示俯視圖、右視圖、左視圖、前視圖、后視圖12讓所有對象以線框圖狀態(tài)顯示13顯示或隱藏快捷提示窗口14測量2個目標位置間的距離和相對位置32.3ROBOGUIDE界面介紹序號分類圖標功能說明15程序運行工具運行機器人當前程序并錄像16運行機器人當前程序17暫停機器人的運行18停止機器人的運行19顯示/隱藏機器人關節(jié)調節(jié)工具20顯示/隱藏運行控制面板32.3.2機器人屬性畫面

在ROBOGUIDE中，屬性設置窗口非常重要，其針對不同的應用模塊，提供了相應的設置項目（包含模型的顯示狀態(tài)設置、位置姿態(tài)設置、尺寸數據設置、仿真條件設置和運動學設置等）。機器人模組的屬性設置項目主要有機器人名稱、機器人工程文件配置修改、機器人模組顯示狀態(tài)的設置、機器人位置的設置、碰撞檢測設置等。機器人屬性設置功能如下。2.3ROBOGUIDE界面介紹32.3ROBOGUIDE界面介紹Name——輸入機器人的名稱32.3ROBOGUIDE界面介紹SerializeRobot——修改機器人工程文件的配置32.3ROBOGUIDE界面介紹Visible——默認處于勾選狀態(tài)，若取消勾選，機器人模組將會隱藏EdgeVisible——默認處于勾選狀態(tài)，若取消勾選，機器人模組的輪廓線將會隱藏32.3ROBOGUIDE界面介紹TeachToolVisible——默認處于勾選狀態(tài)，若取消勾選，機器人的TCP將被隱藏32.3ROBOGUIDE界面介紹WireFrame——默認不勾選，如果勾選，機器人模組將以線框的樣式顯示32.3ROBOGUIDE界面介紹Location——輸入數值調整機器人的位置，包括在X、Y、Z軸方向上的平移距離和旋轉角度32.3ROBOGUIDE界面介紹ShowWorkEnvelope——勾選顯示機器人TCP的運動范圍32.3ROBOGUIDE界面介紹Showrobotcollisions——勾選會顯示碰撞結果32.3ROBOGUIDE界面介紹LockAllLocationValues——勾選鎖定機器人位置數據，機器人不能被移動THANKYOU工業(yè)機器人離線編程與仿真（FANUC機器人）25課時第01章緒論第02章ROBOGUIDE認知第03章基礎實訓仿真第04章激光雕刻實訓仿真第05章輸送帶搬運實訓仿真第06章碼垛搬運實訓仿真第07章伺服定位控制實訓仿真第08章離線程序導出運行與驗證第2章ROBOGUIDE認知教學內容：2.4ROBOGUIDE基本操作2.5ROBOGUIDE項目實施流程學習目標：1.熟悉軟件的操作功能2.明白工作站的用途意義42.4.1

軟件基本操作2.4ROBOGUIDE基本操作1、模型窗口操作通過鼠標可以對仿真模型窗口進行移動、旋轉、放大、縮小等操作。移動：按住中鍵，并拖動；旋轉：按住右鍵，并拖動；放大縮?。和瑫r按住左右鍵前后移動或直接滾動滾輪。42.4ROBOGUIDE基本操作2、模型位置改變改變模型的位置，一種方法是直接修改其坐標參數，另一種方法是用鼠標直接拖曳（首先要左鍵單擊選中模型，并顯示出綠色坐標軸）。1）移動：①將鼠標箭頭放在某個綠色坐標軸上，箭頭顯示為手形并有坐標軸標號X、Y或Z，按住左鍵并拖動，模型將沿此軸方向移動；②將鼠標放在坐標上，按住鍵盤上【Ctrl】鍵，按住鼠標左鍵并拖動，模型將沿任意方向移動。2）旋轉：按住鍵盤上【Shift】鍵，鼠標放在某根坐標軸上，按住左鍵并拖動，模型將沿此軸旋轉。42.4ROBOGUIDE基本操作3、機器人移動（1）機器人整體移動在“周邊設備添加欄”中，選擇機器人模型“GP:1-LRMate200iD/4S”，在仿真窗口中機器人的下方出現(xiàn)直角坐標框架。用鼠標拖動坐標系半軸，機器人整體將沿軸方向移動；按住鍵盤上【Shift】鍵，用鼠標拖動坐標系半軸，機器人整體將沿此軸旋轉。42.4ROBOGUIDE基本操作（2）機器人TCP移動在“周邊設備添加欄”中，選擇對應的工具，在仿真窗口中機器人當前的TCP位置出現(xiàn)直角坐標框架。用鼠標拖動坐標系半軸，機器人末端TCP將沿軸方向移動；按住鍵盤上【Shift】鍵，用鼠標拖動坐標系半軸，機器人末端TCP將沿此軸旋轉。42.4ROBOGUIDE基本操作（3）快速捕捉工具欄點擊工具欄圖標，打開“MoveTo”快速捕獲工具欄，如圖所示。可以實現(xiàn)機器人TCP點快速運動到目標面、邊、點或者圓中心。單擊

和模型，機器人TCP移動到模型表面上的點?？旖萱I:“Ctrl+Shift”組合鍵并單擊鼠標左鍵。單擊

和模型，機器人TCP移動到模型邊緣上的點?？旖萱I:“Ctrl+Alt”組合鍵并單擊鼠標左鍵。單擊和模型，機器人TCP移動到模型的角點?？旖萱I:“Ctrl+Alt+Shift”組合鍵并單擊鼠標左鍵。單擊

和模型，機器人TCP移動到模型圓弧特征的圓心?？旖萱I:“Alt+Shift”組合鍵并單擊鼠標左鍵。42.4ROBOGUIDE基本操作“MoveTo”快速捕捉工具欄42.4.2

虛擬示教器2.4ROBOGUIDE基本操作

在ROBOGUIDE軟件中，可以通過虛擬示教器對機器人進行示教編程。虛擬示教器的使用方法與真實機器人上的示教器使用方法基本相同，具體可參考《工業(yè)機器人入門實用教程（FANUC機器人）》。虛擬示教器的打開方式如下圖。42.4ROBOGUIDE基本操作1.點擊工具欄中

圖標，打開虛擬示教器42.4ROBOGUIDE基本操作2.虛擬示教器打開完成后，點擊

按鈕切換示教器版本42.4ROBOGUIDE基本操作3.示教器版本切換完成42.4ROBOGUIDE基本操作4.為示教器有效開關，開關撥至“ON”，示教器處于有效狀態(tài)。示教器無效時，點動進給、程序創(chuàng)建、測試執(zhí)行等功能無法執(zhí)行42.4ROBOGUIDE基本操作5.虛擬示教器下方有三個選項用于切換示教器鍵盤功能：TPKeyPad：打開示教器鍵盤CurrentPosition：查看機器人的當前位置信息VirtualRobotSettings：查看虛擬機器人的狀態(tài)和文件的路徑42.5ROBOGUIDE項目實施流程ROBOGUIDE離線編程與仿真項目在實施過程中主要有6個環(huán)節(jié)：創(chuàng)建工作站、構建虛擬工作場景、坐標系創(chuàng)建、模型的仿真設置、創(chuàng)建仿真路徑程序、仿真程序運行，基本流程如下圖：開始創(chuàng)建仿真路徑程序創(chuàng)建工作站構建虛擬工作場景坐標系創(chuàng)建模型的仿真設置仿真程序運行結束42.5ROBOGUIDE項目實施流程（1）創(chuàng)建工作站在根據真實機器