《工業(yè)機器人離線編程與仿真（ABB）》 項目一 認(rèn)識離線編程與仿真軟件

工業(yè)機器人離線編程與仿真（ABB）授課人：XXX全課導(dǎo)航01認(rèn)識離線編程與仿真軟件02認(rèn)識RobotStudio中的建模功能03創(chuàng)建工業(yè)機器人基本工作站04創(chuàng)建曲線運動路徑05應(yīng)用Smart組件06創(chuàng)建帶導(dǎo)軌與變位機的工業(yè)機器人系統(tǒng)07創(chuàng)建工業(yè)機器人流水線碼垛工作站認(rèn)識離線編程與仿真軟件01簽到掃碼下載文旌課堂APP掃碼簽到（202X.XX.XXXX:XX至202X.XX.XXXX:XX）簽到方式教師通過“文旌課堂APP”生成簽到二維碼，并設(shè)置簽到時間，學(xué)生通過“文旌課堂APP”掃描“簽到二維碼”進行簽到。工業(yè)機器人的編程方式主要有現(xiàn)場編程和離線編程。隨著工業(yè)機器人的應(yīng)用范圍越來越廣、工作任務(wù)越來越復(fù)雜，現(xiàn)場編程已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)要求。而離線編程由于能克服現(xiàn)場編程的不足，因此受到越來越多的重視。離線編程軟件為了滿足可視化要求，基本上都具有仿真功能。本項目將帶領(lǐng)大家認(rèn)識離線編程與仿真軟件，并對軟件的下載、軟件的安裝方法以及軟件的界面進行簡單介紹。項目導(dǎo)航知識目標(biāo)了解工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)。掌握下載和安裝RobotStudio軟件的方法。熟悉RobotStudio軟件界面。能力目標(biāo)能夠正確下載RobotStudio軟件。能夠正確安裝RobotStudio軟件。能夠正確使用RobotStudio軟件的各選項卡。素質(zhì)目標(biāo)樹立制造強國的遠大理想。具備勇于創(chuàng)新、虛心好學(xué)的品質(zhì)。具備團隊合作精神與安全責(zé)任意識。

目錄CONTENTS010203了解工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)下載并安裝RobotStudio軟件認(rèn)識RobotStudio軟件界面01了解工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)項目工單一、思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖（如圖所示）可清晰地描繪出本項目需要學(xué)習(xí)的要點。請學(xué)生根據(jù)下面的思維導(dǎo)圖來提前預(yù)習(xí)相關(guān)知識，以便更有針對性地學(xué)習(xí)。二、小組分工（詳情參照教材）三、制定計劃（詳情參照教材）四、成長記錄（詳情參照教材）（一）工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)的發(fā)展情況隨著時代的發(fā)展，工業(yè)機器人（如圖1-2所示）已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的一部分。工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展迅猛，它被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)，用于執(zhí)行越來越復(fù)雜的任務(wù)。工業(yè)機器人的編程方式一般分為現(xiàn)場編程和離線編程兩種?，F(xiàn)場編程精度不高，對于復(fù)雜工件，編程工作量較大，效率低。離線編程有效地彌補了現(xiàn)場編程的不足。同時，為了滿足可視化要求，離線編程軟件基本上都具有仿真功能。工業(yè)機器人現(xiàn)場編程和離線編程的對比見表1-4所列。通過表1-4可以看出，離線編程比現(xiàn)場編程更有優(yōu)勢。早在20世紀(jì)70年代，工業(yè)機器人離線編程的研究就開始了。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，離線編程也越來越成熟，現(xiàn)已成為工業(yè)機器人主流的編程方式。（一）工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)的發(fā)展情況工業(yè)機器人現(xiàn)場編程和離線編程的對比見表所列。項目現(xiàn)場編程離線編程輔助材料需要實際工業(yè)機器人系統(tǒng)和工作環(huán)境需要工業(yè)機器人系統(tǒng)和工作環(huán)境的模型停機編程在編程時，工業(yè)機器人需要停止工作在編程時，工業(yè)機器人不需要停止工作試驗程序在實際系統(tǒng)上試驗程序通過仿真軟件試驗程序撞機風(fēng)險存在較大的撞機風(fēng)險通過仿真規(guī)避了撞機風(fēng)險編程效率編程效率低，時間長編程效率高，時間短軌跡優(yōu)化軌跡的優(yōu)化程度取決于編程者的經(jīng)驗可以用計算機規(guī)劃最優(yōu)工作軌跡復(fù)雜軌跡難以實現(xiàn)復(fù)雜的運行軌跡可以實現(xiàn)復(fù)雜的運行軌跡軌跡精度軌跡精度低軌跡精度高（一）工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)的發(fā)展情況隨著物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)快速地向各行業(yè)滲透，工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴展，主要涉及焊接、裝配、去毛刺、噴涂、拋光/打磨、點膠、搬運、切削等領(lǐng)域，如圖所示。（a）焊接（b）裝配（c）去毛刺（一）工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)的發(fā)展情況（d）噴涂（e）拋光/打磨（f）點膠（一）工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)的發(fā)展情況（g）搬運（h）切削（二）工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域如圖1-4所示為國內(nèi)外知名工業(yè)機器人制造公司。其中，瑞士的ABB、德國的庫卡、日本的發(fā)那科和安川最為著名，并稱工業(yè)機器人四大家族。工業(yè)機器人四大家族在亞洲市場同樣也舉足輕重，更占據(jù)了中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)70%以上的市場份額，幾乎壟斷了工業(yè)機器人制造、焊接等高階領(lǐng)域。視野拓展（a）ABB（瑞士）（b）庫卡（德國）（二）工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域視野拓展（e）三菱（日本）（g）沈陽新松（中國）（c）發(fā)那科（日本）（d）安川（日本）（f）柯馬（意大利）（三）工業(yè)機器人離線編程與仿真的常用軟件工業(yè)機器人離線編程與仿真的常用軟件主要有通用型和專用型兩種。通用型離線編程與仿真軟件可以兼容市面上主流品牌的工業(yè)機器人，常用軟件主要有RobotMaster、RobotWorks、RobotArt、ROBCAD、DELMIA、RobotMove等。專用型離線編程與仿真軟件是制造工業(yè)機器人的原廠開發(fā)的，只支持特定品牌的工業(yè)機器人。由于是原廠開發(fā)，因此功能更強大，實用性更強，常用軟件主要有RobotStudio、KUKA.SimPro、ROBOGUIDE、MotoSimEG等。其中，RobotStudio軟件以其較高的市場占有率和操作簡單、易于上手等特點，成為市場上的主流軟件。因此，本書以RobotStudio軟件為例來介紹工業(yè)機器人離線編程與仿真的基本方法。（三）工業(yè)機器人離線編程與仿真的常用軟件下面簡單介紹一下RobotStudio軟件。RobotStudio軟件是ABB公司專門為ABB工業(yè)機器人研發(fā)的，是市場上工業(yè)機器人離線編程領(lǐng)域的領(lǐng)先產(chǎn)品，通過新的編程方法，ABB公司正在世界范圍內(nèi)建立工業(yè)機器人編程標(biāo)準(zhǔn)。RobotStudio軟件是用于工業(yè)機器人建模、離線編程及仿真的PC應(yīng)用程序。為了實現(xiàn)真正的離線編程，RobotStudio軟件采用了ABBVirtualRobot?技術(shù)，使用離線控制器，即在PC上運行的虛擬IRC5控制器，這種離線控制器也稱為“虛擬控制器（VC）”。（三）工業(yè)機器人離線編程與仿真的常用軟件RobotStudio軟件還允許使用真實的物理IRC5控制器（簡稱“真實控制器”）。當(dāng)RobotStudio軟件連接到真實控制器使用時，稱它處于在線模式；當(dāng)RobotStudio軟件未連接到真實控制器或連接到虛擬控制器使用時，稱它處于離線模式。知識鏈接RobotStudio軟件功能強大，可提供各種工具。借助RobotStudio軟件提供的各種工具，工業(yè)機器人可在不影響生產(chǎn)的前提下執(zhí)行培訓(xùn)、編程和優(yōu)化等任務(wù)，以提升生產(chǎn)效率。（三）工業(yè)機器人離線編程與仿真的常用軟件RobotStudio主要功能CAD導(dǎo)入功能01自動生成路徑功能02自動分析功能03碰撞檢測功能04路徑優(yōu)化功能05（三）工業(yè)機器人離線編程與仿真的常用軟件虛擬示教臺1虛擬示教臺是實際示教臺的圖形顯示，其核心技術(shù)是VirtualRobot（虛擬機器人）。程序編輯器2程序編輯器可生成工業(yè)機器人程序，使用戶能夠在Windows環(huán)境中離線開發(fā)、優(yōu)化或維護工業(yè)機器人程序，可顯著縮短編程時間、改進程序結(jié)構(gòu)。事件表3一種用于驗證程序結(jié)構(gòu)與程序邏輯的理想工具。在程序執(zhí)行期間，用戶可通過該工具直接觀察工作單元的I/O狀態(tài)?？蓪/O連接到仿真事件，實現(xiàn)工位內(nèi)機器人及所有設(shè)備的仿真。RobotStudio可提供工具課堂小結(jié)1.工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)的發(fā)展情況2.

工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域3.工業(yè)機器人離線編程與仿真的常用軟件02下載并安裝RobotStudio軟件（一）下載RobotStudio軟件RobotStudio軟件的下載步驟如下。下載RobotStudio軟件點擊此處播放微課（一）下載RobotStudio軟件步驟1

登錄網(wǎng)址：/products/robotics/RobotStudio，進入RobotStudio軟件的下載界面，如圖1-5所示。圖1-5RobotStudio軟件的下載界面（一）下載RobotStudio軟件步驟2

單擊“Downloaditnow”按鈕，進入用戶注冊界面，如圖1-6所示。完成注冊后，下載鏈接會發(fā)送至注冊郵箱。圖1-6用戶注冊頁面（一）下載RobotStudio軟件步驟3

先打開注冊郵箱，然后打開郵件，即可看到軟件下載鏈接，如圖1-7所示。單擊即可進行軟件下載。圖1-7軟件下載鏈接本書是以RobotStudio6.08版本為例進行軟件下載、安裝及相關(guān)應(yīng)用介紹的。目前，RobotStudio軟件官網(wǎng)版本已更新至2022.3版，用戶也可下載最新版本進行安裝。小提示（二）安裝RobotStudio軟件RobotStudio軟件作為一款占用儲存空間較大的軟件，對計算機系統(tǒng)的配置有一定的要求。為確保RobotStudio軟件能夠順利安裝，計算機系統(tǒng)的建議配置見表1-5所列。硬件要求CPUCorei5或以上內(nèi)存3GB或以上（Windows32-bit）8GB或以上（Windows64-bit）硬盤空閑20GB以上顯卡獨立顯卡操作系統(tǒng)Windows7或以上表1-5計算機系統(tǒng)的建議配置在安裝RobotStudio軟件時，需要在計算機上擁有管理員權(quán)限，且計算機的名稱不能命名為中文。小提示（二）安裝RobotStudio軟件步驟1

下載完成后，右擊壓縮包（如圖1-8所示），對壓縮包進行解壓。步驟2

解壓完成后，打開解壓后的文件夾（如圖1-9所示），雙擊“setup.exe”程序安裝圖標(biāo)，如圖1-10所示。圖1-8壓縮包

圖1-9解壓后的文件夾

圖1-10程序安裝圖標(biāo)（二）安裝RobotStudio軟件步驟3

在彈出的“ABBRobotStudio6.08-InstallShieldWizard”對話框中，選擇“中文（簡體）”，如圖1-11所示。圖1-11“ABBRobotStudio6.08-InstallShieldWizard”對話框（二）安裝RobotStudio軟件步驟4

單擊“確定”按鈕，進入安裝向?qū)У臍g迎界面，如圖1-12所示。步驟5

單擊“下一步”按鈕，進入許可證協(xié)議界面，選擇“我接受該許可證協(xié)議中的條款”，如圖1-13所示。圖1-12歡迎界面

圖1-13許可證協(xié)議界面（二）安裝RobotStudio軟件步驟6

單擊“下一步”按鈕，進入隱私聲明界面，如圖1-14所示。步驟7

單擊“接受”按鈕，進入目的地文件夾界面，如圖1-15所示。單擊“更改”按鈕，可更改安裝地址，建議采用默認(rèn)路徑，這里不做更改。圖1-14隱私聲明界面

圖1-15目的地文件夾界面（二）安裝RobotStudio軟件步驟8

單擊“下一步”按鈕，進入安裝類型界面，選擇“完整安裝”選項，如圖1-16所示。步驟9

單擊“下一步”按鈕，進入已做好安裝程序的準(zhǔn)備界面，如圖1-17所示。圖1-16安裝類型界面

圖1-17已做好安裝程序的準(zhǔn)備界面（二）安裝RobotStudio軟件完整安裝，可運行RobotStudio軟件所需要的所有功能。選擇此安裝選項，可以使用基本版和高級版的所有功能。若在64位操作系統(tǒng)的計算機上，選擇“完整安裝”選項，將同時安裝RobotStudio軟件的64位版本和32位版本，在平常使用中保留一個即可。由于64位版本比32位版本的內(nèi)存尋址能力更強，因此64位版本可以導(dǎo)入更大的CAD模型。但64位版本也存在一些限制，它不支持ScreenMaker和集成圖像。小提示（二）安裝RobotStudio軟件步驟10

單擊“安裝”按鈕，即可進入程序安裝界面，如圖1-18所示。步驟11

當(dāng)安裝完成后，進入安裝完成界面，如圖1-19所示。單擊“完成”按鈕，即可退出安裝向?qū)?。圖1-18程序安裝界面

圖1-19安裝完成界面（二）安裝RobotStudio軟件激活RobotStudio軟件的方法在第一次正確安裝RobotStudio軟件后，軟件會提供30天的全功能高級版免費試用。30天以后，如果還未進行授權(quán)操作，則只能使用基本版的功能。基本版：提供基本的RobotStudio軟件功能，如配置、編程和運行虛擬控制器；還可以通過以太網(wǎng)對實際控制器進行編程、配置和監(jiān)控等在線操作。高級版：提供RobotStudio軟件所有的離線編程功能和多機器人仿真功能。高級版中包含基本版中的所有功能。高級版需要激活才能使用。RobotStudio軟件的授權(quán)可以從ABB公司購買。如果已獲得RobotStudio軟件的授權(quán)許可證，可通過以下步驟激活RobotStudio軟件。小提示（二）安裝RobotStudio軟件（1）在激活之前，先將計算機連接互聯(lián)網(wǎng)，因為RobotStudio軟件可通過互聯(lián)網(wǎng)進行激活，這樣操作會便捷很多。（2）雙擊“RobotStudio6.08”圖標(biāo)

，彈出初始界面。選擇“文件”菜單中的“選項”，如圖1-20所示，彈出“選項”對話框。（3）在彈出的“選項”對話框中，選擇“授權(quán)”選項，單擊“激活向?qū)А?，如圖1-21所示。小提示（二）安裝RobotStudio軟件小提示圖1-20初始界面

圖1-21“選項”對話框（二）安裝RobotStudio軟件（4）根據(jù)授權(quán)許可證類型，選擇“單機許可證”或“網(wǎng)絡(luò)許可證”。在選擇完成后，單擊“下一個”按鈕，按照提示即可完成激活操作，如圖1-22所示。小提示圖1-22選擇授權(quán)許可證課堂小結(jié)1.下載RobotStudio軟件2.安裝RobotStudio軟件03認(rèn)識RobotStudio軟件界面（一）了解RobotStudio軟件各選項卡的功能認(rèn)識RobotStudio

軟件界面1點擊此處播放微課RobotStudio軟件能模擬現(xiàn)實中工業(yè)機器人的工作情況。模擬過程中，涉及模型的建立、導(dǎo)入，工作站的創(chuàng)建、設(shè)置，離線編程的仿真，程序的生成、導(dǎo)入等功能。為了實現(xiàn)這些功能，RobotStudio軟件在功能區(qū)分出多個選項卡。（一）了解RobotStudio軟件各選項卡的功能下面向大家介紹RobotStudio軟件各選項卡的功能。雙擊“RobotStudio6.08”圖標(biāo)

，彈出初始界面，如圖1-20所示。初始界面的上方是功能區(qū)，主要有文件、基本、建模、仿真、控制器（C）、RAPID、Add-Ins等七個選項卡，如圖1-23所示。圖1-23功能區(qū)（一）了解RobotStudio軟件各選項卡的功能“文件”選項卡會打開RobotStudio軟件的后臺視圖，其中顯示當(dāng)前活動的工作站信息和元數(shù)據(jù)，列出最近打開的工作站并提供一系列用戶選項（創(chuàng)建新工作站、連接到控制器等），如圖1-24所示。其詳細功能描述見表1-6所列。1.“文件”選項卡圖1-24“文件”選項卡認(rèn)識RobotStudio

軟件界面2點擊此處播放微課選項功能描述保存/保存為保存創(chuàng)建的工作站打開打開保存的工作站。在打開保存的工作站時，選擇“加載幾何體”選項，否則幾何體會被永久刪除關(guān)閉關(guān)閉工作站信息在RobotStudio軟件中打開某個工作站后，此選項卡將顯示該工作站的屬性，以及工作站的部分機器人系統(tǒng)和庫文件最近顯示最近訪問的工作站新建創(chuàng)建新工作站打印打印活動窗口中的內(nèi)容共享與其他人共享數(shù)據(jù)在線連接到控制器、創(chuàng)建并使用控制器列表、創(chuàng)建并制作機器人系統(tǒng)幫助有關(guān)RobotStudio軟件安裝和許可授權(quán)的信息選項顯示有關(guān)RobotStudio軟件選項的信息退出關(guān)閉RobotStudio軟件表1-6“文件”選項卡的功能描述（一）了解RobotStudio軟件各選項卡的功能1.“文件”選項卡（一）了解RobotStudio軟件各選項卡的功能2.“基本”選項卡“基本”選項卡主要用于創(chuàng)建工作站、創(chuàng)建系統(tǒng)、編輯路徑及擺放項目等，包括建立工作站、路徑編程、設(shè)置、控制器、Freehand、圖形等選項組。其詳細功能如圖1-25所示。圖1-25“基本”選項卡（一）了解RobotStudio軟件各選項卡的功能3.“建模”選項卡“建?！边x項卡主要用于創(chuàng)建組件及分組組件、創(chuàng)建部件、測量，以及進行與CAD相關(guān)的操作，包括創(chuàng)建、CAD操作、測量、Freehand、機械等選項組。其詳細功能如圖1-26所示。圖1-26“建模”選項卡（一）了解RobotStudio軟件各選項卡的功能4.“仿真”選項卡“仿真”選項卡提供了創(chuàng)建、配置、控制、監(jiān)視和記錄仿真的相關(guān)控件，包括碰撞監(jiān)控、配置、仿真控制、監(jiān)控、信號分析器、錄制短片等選項組。其詳細功能如圖1-27所示。圖1-27“仿真”選項卡（一）了解RobotStudio軟件各選項卡的功能5.“控制器”選項卡“控制器”選項卡主要用于真實控制器的管理，以及虛擬控制器的同步、配置和任務(wù)分配等，包括進入、控制器工具、配置、虛擬控制器、傳送等選項組。其詳細功能如圖1-28所示。圖1-28“控制器”選項卡（一）了解RobotStudio軟件各選項卡的功能6.“RAPID”選項卡“RAPID”選項卡主要用于創(chuàng)建、編輯和管理RAPID程序，包括進入、編輯、插入、查找、控制器、測試和調(diào)試、路徑編輯器等選項組。其詳細功能如圖1-29所示。圖1-29“RAPID”選項卡（一）了解RobotStudio軟件各選項卡的功能7.“Add-Ins”選項卡“Add-Ins”選項卡提供了PowerPacs的相關(guān)控件，包括社區(qū)、RobotWare、齒輪箱熱量預(yù)測等選項組。其詳細功能如圖1-30所示。圖1-30“Add-Ins”選項卡（一）了解RobotStudio軟件各選項卡的功能7.“Add-Ins”選項卡大家可以通過軟件自帶的操作員手冊來了解RobotStudio軟件更詳細的界面介紹，具體操作方法如下。選擇“文件”→“幫助”→“RobotStudio幫助”選項，即可查看操作員手冊。小技巧（二）恢復(fù)RobotStudio軟件默認(rèn)界面初學(xué)者很容易意外關(guān)閉某個窗口，從而無法找到對應(yīng)的操作對象和相關(guān)信息。例如，在基本界面上，誤關(guān)了“布局”窗口和“輸出”窗口，結(jié)果如圖1-31所示。圖1-31誤關(guān)了“布局”窗口和“輸出”窗口的基本界面恢復(fù)RobotStudio

軟件默認(rèn)界面點擊此處播放微課（二）恢復(fù)RobotStudio軟件默認(rèn)界面重新打開“布局”窗口和“輸出”窗口，具體操作步驟如下。步驟1

單擊“自定義快捷工具欄”的下拉按鈕

，在彈出的快捷菜單中，選擇“默認(rèn)布局”，如圖1-32所示。圖1-32選擇“默認(rèn)布局”（二）恢復(fù)RobotStudio軟件默認(rèn)界面步驟2

選擇“默認(rèn)布局”后，軟件界面恢復(fù)到最小化的默認(rèn)布局，單擊右上角的最大化按鈕

，可以恢復(fù)窗口的布局。此外，還可以通過以下方法恢復(fù)關(guān)閉的窗口。單擊“自定義快捷工具欄”的下拉按鈕

，在彈出的快捷菜單中，選擇“窗口”選項，然后勾選需要打開的窗口，即可打開被關(guān)閉的窗口，如圖1-33所示。小技巧圖1-33選擇“窗口”選項（二）恢復(fù)RobotStudio軟件默認(rèn)界面素質(zhì)講堂機器人賦能千行百業(yè)具有大負(fù)載、大范圍轉(zhuǎn)移功能的大型