工業(yè)機器人離線編程與仿真 項目二

項目二：

工業(yè)機器人基本仿真工作站的創(chuàng)建1工業(yè)機器人基本仿真工作站的創(chuàng)建

工業(yè)機器人基本仿真工作站的創(chuàng)建主要包括：工業(yè)機器人模型的選擇和導入；工業(yè)機器人周邊模型的放置；工業(yè)機器人系統(tǒng)建立與手動操作；工件坐標與軌跡程序的創(chuàng)建；工作站系統(tǒng)仿真運行與視頻錄制。工業(yè)機器人典型應用工作站的創(chuàng)建流程與基本工作站的創(chuàng)建流程是一樣的，但比基本工作站復雜。2學習目標知識目標

●

了解RobotStudio離線編程軟件的界面和各菜單功能；

●

了解工業(yè)機器人模型的選擇和導入方法；

●

了解工業(yè)機器人周邊模型放置的方法；

●

了解工業(yè)機器人系統(tǒng)建立的方法；

●

了解工業(yè)機器人手動操作的方法；

●

了解工業(yè)機器人工件坐標與軌跡程序的創(chuàng)建方法。技能目標

●

綜合運用知識，創(chuàng)建一個工業(yè)機器人基本仿真工作站；

●

通過查詢資料完成學習任務，提高資源搜集的能力；

●

通過填寫報表，提升分析報表制作的能力；

●

通過完成學習任務，提高解決實際問題的能力。素養(yǎng)目標●樹立進取意識、效率意識、規(guī)范意識；

●

增強不怕困難的勇氣；

●

強化匯報溝通的能力；

●

小組協(xié)同學習能力；

●增強自動自發(fā)、精益求精的精神。3目錄010205任務5工作站系統(tǒng)工具的創(chuàng)建任務3系統(tǒng)的創(chuàng)建與手動操作模式任務1工業(yè)機器人模型的導入任務2工業(yè)機器人周邊模型的放置0304任務4工作站系統(tǒng)模型的創(chuàng)建任務1

工業(yè)機器人模型的導入

任務描述

創(chuàng)建工業(yè)機器人基本仿真工作站，首先要選定與工作載荷匹配的機器人型號，然后導入在離線編程軟件新建的工作站中。5任務1

工業(yè)機器人模型的導入

任務描述

創(chuàng)建工業(yè)機器人基本仿真工作站，首先要選定與工作載荷匹配的機器人型號，然后導入在離線編程軟件新建的工作站中。6

任務分析

在實際應用中，要根據(jù)機器人載荷、工作環(huán)境、安全防護等級等方面的具體要求，選定機器人的型號、承重能力及到達距離等。每種機器人的參數(shù)可以參考隨機光盤。本項目任務使用的機器人型號為IRB2600。

知識鏈接本項目所用離線編程軟件版本為RobotStudio6.08，本書案例在6.08以下版本中可能無法正常打開或使用,如軟件版本低,則需更新軟件。7

任務實施：工業(yè)機器人模型的選擇和導入1.創(chuàng)建新的工作站：在“文件”功能選項卡中，單擊“新建”選項，選擇“空工作站”，單擊建”按鈕,如圖所示。。8（一）做給你看

任務實施：工業(yè)機器人模型的選擇和導入2.導入機器人模型：在“基本”功能選項卡中,單擊“ABB模型庫”選項,選擇“IRB2600”后選擇機器人載荷容量和到達距離，單擊“確定”按鈕完成導入。9

任務實施：工業(yè)機器人模型的選擇和導入3.導入完成：導入完成效果如上圖。10

任務實施：工業(yè)機器人模型的選擇和導入（二）你來練練：按照“做給你看”所示操作步驟完成“工業(yè)機器人模型的選擇和導入”

學習評價11小結：

1.RobotStudio6.08界面的基本選項卡的功能；

2.工業(yè)機器人模型的選擇和導入的步驟。12任務二工業(yè)機器人周邊模型的放置

任務描述

工業(yè)機器人周邊模型的放置是指在工業(yè)生產(chǎn)線上，為了提高機器人的穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率和安全性而配置的一些輔助設備、配件或組件。這些設備、配件或組件主要用于支持工業(yè)機器人工作，例如提供電源、數(shù)據(jù)傳輸、氣源、冷卻系統(tǒng)、工具夾持、監(jiān)控與控制等功能。本任務包括：導入周邊模型、利用Freehand工具欄操作周邊模型、擺放周邊模型。13任務二工業(yè)機器人周邊模型的放置

任務分析

放置周邊模型可以幫助工業(yè)機器人更好地完成生產(chǎn)任務，并且能夠在一定程度上減少人工干預，降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率。在工業(yè)機器人周邊模型的放置過程中，需要注意設備的布局、選擇合適的組件、配件以及保持設備的維護保養(yǎng)等因素，以保證生產(chǎn)線的平穩(wěn)運行和機器人的長期穩(wěn)定工作。RobotStudio6.08提供了豐富的機器人周邊工具模型供使用，在創(chuàng)建工作站的過程中可以直接從模型庫中調(diào)入相應的模型。本任務介紹如何導入周邊工具模型。14

知識鏈接：導入機器人周邊模型打開本項目任務1的工作站，在“基本”功能選項卡中，單擊“導入模型庫”選項,選擇“設備”，即可選擇設備。在本任務中選擇設備“propellertable”，也就是一個帶螺旋槳的特殊桌子。15

知識鏈接：利用Freehand工具欄操作周邊模型1.顯示機器人工作區(qū)域：在左側“布局”欄中，右擊“IRB2600”，在下拉列表中選擇“顯示機器人工作區(qū)域”，圖中白色曲線構成的封閉區(qū)域即機器人工作區(qū)域。為使機器人能順暢工作，工作對象應調(diào)整到機器人的最佳工作范圍。16

知識鏈接：利用Freehand工具欄操作周邊模型1.顯示機器人工作區(qū)域：在左側“布局”欄中，右擊“IRB2600”，在下拉列表中選擇“顯示機器人工作區(qū)域”，圖中白色曲線構成的封閉區(qū)域即機器人工作區(qū)域。為使機器人能順暢工作，工作對象應調(diào)整到機器人的最佳工作范圍。17

知識鏈接：利用Freehand工具操作模型2.選擇坐標系統(tǒng)：利用Freehand工具移動“propellertable”，在移動前要先根據(jù)操作需要選擇合適的坐標系統(tǒng)，如圖2-36所示。18

知識鏈接：Freehand移動模型19圖2-37Freehand多種操作方式

知識鏈接：Freehand移動模型20圖2-38沿X、Y、Z方向移動的過程選擇大地坐標，然后選擇部件，單擊“Freehand”選項組中的“移動”按鈕，選取要移動的部件“propellertable”(出現(xiàn)移動坐標系)，此時拖動箭頭即可移動部件“propellertable”。部件沿X(紅色)、Y(綠色)、Z(藍色)方向移動的過程如圖。

知識鏈接：Freehand旋轉模型選擇本地坐標，然后選擇部件，單擊“Freehand”選項組中的“旋轉”按鈕，選取要旋轉的部件“propellertable”(出現(xiàn)旋轉坐標系)，拖動箭頭即可旋轉部件“propellertable”。部件沿X(紅色)、Y(綠色)、Z(藍色)方向旋轉的過程如圖所示。21圖2-39繞X、Y、Z軸旋轉的過程

任務實施：工業(yè)機器人周邊模型的放置（一）做給你看：221.導入其他部件：在“基本”功能選項卡中，單擊“導入模型庫”，選擇瀏覽“設備”，然后選擇部件Curve_thing。

任務實施：工業(yè)機器人周邊模型的放置（一）做給你看：232.放置周邊模型：用“兩點法”放置周邊模型：（1）在Curvething上單擊鼠標右鍵，在彈出的下拉菜單中選擇“位置”中的“設定位置”，在打開的設定位置對話框中將X、Y、Z三個方向的角度都設為0

任務實施：工業(yè)機器人周邊模型的放置（一）做給你看：242.放置周邊模型：（2）在Curvething上單擊鼠標右鍵，在彈出的下拉菜單中選擇“放置”中的“兩點法”

任務實施：工業(yè)機器人周邊模型的放置（一）做給你看：252.放置周邊模型：（3）選擇捕捉方式和捕捉工具，選中“選擇部件”和“捕捉末端”。（4）在左上方“放置對象:Curvething”輸入框中，單擊“主點-從”的第一個坐標框，選中第一點，單擊鼠標左鍵。

任務實施：工業(yè)機器人周邊模型的放置（一）做給你看：262.放置周邊模型：（5）選擇其余放置點。第一個點確定之后，再依次選中第二、三、四點，單擊后，對應點的坐標值顯示于坐標框中，單擊“應用”按鈕即可完成放置。

任務實施：工業(yè)機器人周邊模型的放置（一）做給你看：272.放置周邊模型：（6）放置完成。部件Curvething放置到部件propellertable上的效果如圖。

任務實施：工業(yè)機器人周邊模型的放置（二）你來練練：參考以上“做給你看”的步驟，完成工業(yè)機器人周邊模型的放置。28

學習評價：按以下任務實施評價表對本任務學習情況作評價。任務3工業(yè)機器人系統(tǒng)建立與手動操作

任務描述

工業(yè)機器人系統(tǒng)是其控制器上運行的軟件，它由連接在計算機的機器人的特定RobotWare部分、

配置文件和RAPID程序組成。工業(yè)機器人基本仿真工作站創(chuàng)建完成，相當于人有了軀體，為其建立系統(tǒng)相當于賦予其靈魂或思想。29任務3工業(yè)機器人系統(tǒng)建立與手動操作

任務分析

導入的模型放置完成后，工業(yè)機器人的基本仿真工作站就創(chuàng)建完成了。工作站創(chuàng)建完成后，如果沒有為機器人創(chuàng)建系統(tǒng)，機器人就無法進行運動和相應仿真。因此，還需要創(chuàng)建機器人系統(tǒng)。30

知識鏈接：2.3.1創(chuàng)建機器人系統(tǒng)1.創(chuàng)建系統(tǒng)的基本方法機器人系統(tǒng)的建立主要有三種方法。（1）從布局：根據(jù)工作站布局創(chuàng)建系統(tǒng)。（2）新建系統(tǒng)：為工作站創(chuàng)建新的系統(tǒng)。

（3）已有系統(tǒng)：為工作站添加已有的系統(tǒng)。31

知識鏈接：2.3.1創(chuàng)建機器人系統(tǒng)2.創(chuàng)建機器人系統(tǒng)在本任務中，選擇第一種方法創(chuàng)建機器人系統(tǒng)。具體流程如下。（1）首先，在“基本”功能選項卡中，單擊“機器人系統(tǒng)”，在下拉菜單中選擇“從布局”。32

知識鏈接：2.3.1創(chuàng)建機器人系統(tǒng)2.創(chuàng)建機器人系統(tǒng)（2）在“從布局創(chuàng)建系統(tǒng)”對話框中，設置所創(chuàng)建的系統(tǒng)名字和保存位置。如果安裝了不同版本的系統(tǒng)，則在此可以選擇相應版本的RobotWare，如圖所示。33

知識鏈接：2.3.1創(chuàng)建機器人系統(tǒng)2.創(chuàng)建機器人系統(tǒng)（3）系統(tǒng)名字和保存路徑設置完成后，單擊“下一個”按鈕，再單擊“選擇系統(tǒng)的機械裝置”，勾選所創(chuàng)建的機械裝置“IRB2600_12_165_C_01”然后單擊“下一個”按鈕，如圖所示。34

知識鏈接：2.3.1創(chuàng)建機器人系統(tǒng)2.創(chuàng)建機器人系統(tǒng)（4）在“系統(tǒng)選項”中配置系統(tǒng)參數(shù)，單擊“選項”按鈕，在彈出的“更改選項”對話框中根據(jù)需求進行相應的設置(如語言、驅動模式等)，設置完成后單擊“關閉”按鈕，然后單擊“完成”按鈕即可完成系統(tǒng)的創(chuàng)建。35

知識鏈接：2.3.1創(chuàng)建機器人系統(tǒng)2.創(chuàng)建機器人系統(tǒng)（4）在“系統(tǒng)選項”中配置系統(tǒng)參數(shù)，單擊“選項”按鈕，在彈出的“更改選項”對話框中根據(jù)需求進行相應的設置(如語言、驅動模式等)，設置完成后單擊“關閉”按鈕，然后單擊“完成”按鈕即可完成系統(tǒng)的創(chuàng)建。36更改“IndustrialNetworks”選項為“709-1DeviceNetMaster/Slave”更改“AnybusAdapters”選項為“804-2PROFIBUSAnybusDevice”系統(tǒng)創(chuàng)建完成并啟動運行

任務實施：工業(yè)機器人手動操作（一）做給你看：371.手動關節(jié)運動：（1）選擇“基本”功能選項卡中Freehand的“手動關節(jié)運動模式”，然后選擇要運動的機器人軸，拖動鼠標即可手動操作機器人相應的關節(jié)旋轉，圖為第一關節(jié)運動。

任務實施：工業(yè)機器人手動操作（一）做給你看：381.手動關節(jié)運動：（2）選“基本”功能選項卡中Freehand的“手動關節(jié)運動模式”，然后選擇要第二關節(jié)，拖動鼠標即可旋轉第二關節(jié)

任務實施：工業(yè)機器人手動操作（一）做給你看：391.手動關節(jié)運動：（3）選“基本”功能選項卡中Freehand的“手動關節(jié)運動模式”，然后選擇要第三關節(jié)，拖動鼠標即可旋轉第三關節(jié)。

任務實施：工業(yè)機器人手動操作（一）做給你看：403.手動重定位運動：1）機器人重定位運動之前要設置好相關的參數(shù)，然后選擇“基本”功能選項卡中Freehand的“手動重定位”。2）拖動機器人末端工具處的坐標箭頭分別沿X、Y、Z軸轉動，完成機器人的手動重定位,右圖為繞X軸重定位。

任務實施：工業(yè)機器人手動操作（一）做給你看：413.手動重定位運動：下圖分別為繞Y、Z軸重定位。

任務實施：工業(yè)機器人手動操作（二）你來練練：參考“做給你看”中所示步驟，練習工業(yè)機器人手動操作：手動關節(jié)、手動線性、手動重定位三種運動。42

學習評價：運用以下任務實施評價表對本任務學習情況進行評價。任務4工作站系統(tǒng)模型創(chuàng)建

任務描述

工業(yè)機器人離線編程軟件具有建模功能，可以利用離線編程軟件對工業(yè)機器人工作站創(chuàng)建各類固體、表面及曲線；創(chuàng)建Smart組件；實施交叉、減去、拉伸等CAD操作。本任務主要利用離線編程軟件創(chuàng)建三維模型并進行參數(shù)設置。43任務4工作站系統(tǒng)模型創(chuàng)建任務分析使用RobotStudio進行機器人的仿真驗證時，如果工作站機器人的節(jié)拍、到達能力等對周邊模型要求不高，可以使用簡單的等同實際大小的基本模型進行代替，從而節(jié)省仿真驗證的時間，提高工作效率。在實際應用中，需要根據(jù)具體的工作任務來創(chuàng)建工作站及其所用模型。一般情況下，RobotStudio自帶的模型都無法滿足需求，因此需要使用RobotStudio的建模功能創(chuàng)建工作站所需的三維模型。44知識鏈接：RobotStudio6.08建?；竟δ?/p>

RobotStudio6.08建模功能主要可以實現(xiàn)：創(chuàng)建各類型固體、表面及曲線；創(chuàng)建Smart組件；交叉、減去、結合、拉伸等CAD操作。同時，為保證所建模型或工作站能夠完全滿足需求，建模功能還提供了模型測量功能。建模功能中的創(chuàng)建機械裝置、創(chuàng)建工具功能為創(chuàng)建復雜任務工作站并實現(xiàn)離線編程和仿真提供便捷。RobotStudio6.08建模功能選項卡窗口如圖所示。45知識鏈接：RobotStudio6.08建?；竟δ軋D2-48RobotStudio6.08建模功能選項卡窗口46任務實施：1.創(chuàng)建三維模型（一）做給你看：471.1創(chuàng)建矩形體：(1)單擊“建模”功能選項卡，創(chuàng)建一個新的空工作站。(2)單擊“基本”功能選項卡，導入模型庫→設備，通過瀏覽找到所要的設備Table_and_fixture_140,單擊“導入工作站”。任務實施：1.創(chuàng)建三維模型（一）做給你看：481.1創(chuàng)建矩形體：(3)單擊“建?！惫δ苓x項卡，選擇“固體”→“矩形體”菜單命令，按照PropellerTable的參數(shù)長度(400mm)、寬度(300mm)、高度(304mm)設定新建固體的參數(shù)，單擊“創(chuàng)建”按鈕，完成矩形體的創(chuàng)建（圖中矩形體已移動）。任務實施：1.創(chuàng)建三維模型（一）做給你看：491.2創(chuàng)建圓柱體：單擊“建?！惫δ苓x項卡，選擇“固體”→“圓柱體”菜單命令，按PropellerTable立柱的參數(shù)直徑(50mm)、高度(150mm)設定圓柱體參數(shù),然后單擊“創(chuàng)建”按鈕，完成圓柱體的創(chuàng)建（圖中圓柱體已移動）。任務實施：1.創(chuàng)建三維模型（一）做給你看：501.3組合矩形體和圓柱體：(1)“一點法”放置圓柱體：選中“部件2”圓柱，右擊，選擇“位置”→“一個點”選項,如圖所示。任務實施：1.創(chuàng)建三維模型（一）做給你看：511.3組合矩形體和圓柱體：(2)單擊左側“放置對象”選項中的“主點-從”方框，選擇圓柱體下表面的圓心，完成“一個點”的選擇，如下圖所示。任務實施：1.創(chuàng)建三維模型（一）做給你看：521.3組合矩形體和圓柱體：(3)單擊左側“放置對象”選項中的“主點-到”方框，選擇矩形體上表面的中心作為目標點，如右圖所示。任務實施：1.創(chuàng)建三維模型（一）做給你看：531.3組合矩形體和圓柱體：(4)單擊“應用”按鈕完成圓柱體放置到矩形體上表面中心，也即完成了Pro-pellerTable三維模型的創(chuàng)建,如下圖所示。任務實施：2．設置三維模型的相關參數(shù)（一）做給你看：542.1設置三維模型參數(shù)：(1)選擇所創(chuàng)建的PropellerTable三維模型中的矩形體，右擊，選擇“修改”，可以對其進行顏色、顯示、本地原點等相關參數(shù)的設置。任務實施：2．設置三維模型的相關參數(shù)（一）做給你看：552.1設置三維模型參數(shù)：(2)下圖顯示的是對顏色進行設置。任務實施：2．設置三維模型的相關參數(shù)（一）做給你看：562.2三維模型的組合：（1）選擇“建?！惫δ苓x項卡，單擊“CAD操作”中的“結合”選項，如圖。（2）單擊“結合”的第一個輸入框，在主窗口選擇矩形體；單擊“結合”的第二個輸入框，在主窗口選擇圓柱體，單擊“創(chuàng)建”按鈕即完成組合。任務實施：2．設置三維模型的相關參數(shù)（一）做給你看：572.2三維模型的組合：完成的組合體。任務實施：2．設置三維模型的相關參數(shù)（一）做給你看：582.2三維模型的組合：(3)部件1和部件2組合后會生成新的部件3。部件3與原來的部件是重疊的，移動新部件后仍可顯示的原部件(綠色部件)，如圖所示。任務實施：

（二）你來練練：按照“做給你看”所示操作步驟完成“創(chuàng)建三維模型”和“設置三維模型的相關參數(shù)”。59

學習評價：運用下表對本次任務學習情況進行評價。任務拓展：導出三維模型和第三方模型的導入（一）做給你看：1.導出三維模型。60(1)在左側“布局”欄，單擊要導出的部件，在下拉菜單中選擇“導出幾何體”。(2)設置導出幾何體的格式、版本等參數(shù)，一般情況采用默認值。任務拓展：導出三維模型和第三方模型的導入（一）做給你看：1.導出三維模型。61(3)參數(shù)設置完成后，單擊“導出”按鈕，在“另存為”對話框中輸入文件名和保存類型，單擊“保存”按鈕完成幾何體導出與保存操作。任務拓展：導出三維模型和第三方模型的導入（一）做給你看：2.第三方模型的導入。62(1)在“基本”或“建?！惫δ苓x項卡，單擊“導入幾何體”。任務拓展：導出三維模型和第三方模型的導入（一）做給你看：2.第三方模型的導入。63(2)選擇“瀏覽幾何體”，找到所需的三維模型后單擊“打開”按鈕，即可完成幾何體的導入。任務拓展：導出三維模型和第三方模型的導入（一）做給你看：2.第三方模型的導入。64(3)幾何體導入完成后，其位置并不是工作站所需要的位置，還要根據(jù)需求進行相應的調(diào)整，如圖所示。任務5

工作站系統(tǒng)工具的創(chuàng)建

任務描述

為了完成某項工作，需要將機器人的機械手臂與特定的工具進行綁定。這個任務涉及到在離線編程軟件中創(chuàng)建一個工具，并將工具與機器人綁定，使機器人能夠利用工具完成特定任務。將工具插件附加到機器人模型中的機械手臂上，需要考慮插件的位置、方向和朝向，并根據(jù)實際需求進行調(diào)整。65任務5

工作站系統(tǒng)工具的創(chuàng)建任務分析創(chuàng)建工業(yè)機器人工作站時，RobotStudio模型庫自帶的工具有時無法滿足用戶的需求。因此，需要用戶自行創(chuàng)建機器人用的工具。本任務將基于已有的三維模型創(chuàng)建一個機器人用的工具。66

知識鏈接：用戶工具安裝原理

工業(yè)機器人法蘭盤末端經(jīng)常會安裝用戶自定義的工具。希望用戶自定義的工具像RobotStudio模型庫中的工具一樣，安裝時能夠自動安裝到機器人法蘭盤末端并保證坐標方向一致，并且能夠在工具的末端自動生成工具坐標系，從而避免工具方面的誤差。工具安裝過程中的原理：工具模型的本地坐標系與機器人法蘭盤坐標系Tool0重合，工具末端的工具坐標系框架即作為機器人的工具坐標系。分如下兩步完成工具的創(chuàng)建：（1）在工具法蘭盤端創(chuàng)建本地坐標系框架。（2）在工具末端創(chuàng)建工具坐標系框架。67

任務實施：1.設定工具的本地原點：(1)新建空工作站并保存為“2-5工作站”68（一）做給你看：創(chuàng)建工具

任務實施：1.設定工具的本地原點：(2)在“基本”或“建模”功能選項卡中，單擊“導入幾何體”，選擇“瀏覽幾何體”，找到所要導入的模型UserTool，單擊“打開”按鈕，完成模型的導入。69（一）做給你看：創(chuàng)建工具

任務實施：1.設定工具的本地原點：(3)適當調(diào)整工具模型的位置:①三點法重置工具模型UserTool，將其法蘭盤所在平面與XY平面重合：主點、X軸上的點、Y軸上的點分別按圖所示進行選擇到點，按圖中的參數(shù)進行設置，“主點-到”為“0,0,0”,“X軸上的點-到”為“100,0,0”,“Y軸上的點-到”為“0,100,0”,單擊“應用”按鈕完成放置，完成效果見圖。70（一）做給你看：創(chuàng)建工具

任務實施：1.設定工具的本地原點：(3)適當調(diào)整工具模型的位置:②用鼠標右鍵單擊UserTool，選擇“位置”下拉菜單中的“旋轉”,將UserTool繞Y軸旋轉180°，旋轉度數(shù)和方向如圖所示，然后單擊“應用”按鈕完成旋轉。71（一）做給你看：創(chuàng)建工具

任務實施：1.設定工具的本地原點：(3)適當調(diào)整工具模型的位置:③為了便于觀察和設定本地原點，將UserTool沿Z軸移動一段距離：單擊Free-hand中的“移動”菜單，選中UserTool，拖動Z軸坐標向正方向一段距離。72（一）做給你看：創(chuàng)建工具

任務實施：1.設定工具的本地原點：（4）設定工具模型UserTool法蘭盤本地原點：用鼠標右鍵單擊工具模型UserTool，選擇“修改”中的“設定本地原點”，捕捉法蘭盤中心作為本地原點的位置,“方向”設為“180,0,0”,然后單擊“應用”按鈕。73（一）做給你看：創(chuàng)建工具

任務實施：1.設定工具的本地原點：(5)設定工具模型UserTool位置使其本地坐標系與機器人法蘭盤坐標系Tool0重合：用鼠標右鍵單擊工具模型UserTool，選擇“位置”中的“設定位置”，“位置”設為“0,0,0”,“方向”設為“0,0