項目7 其他工業(yè)機器人集成系統(tǒng)仿真

LOGO7.1.1噴槍的定義7.1.1噴槍的定義

噴槍是噴涂（噴漆）機器人工作站中的重要設備，其工作原理是利用壓縮空氣迅速釋放帶動油漆等涂料高速噴出，形成霧狀后沉積于工件表面。

下面結合機器人噴槍的具體實例來說明PS軟件噴槍的定義方法和流程。

【例7-1】采用PS軟件的“工具定義”等操作對噴漆噴槍進行定義。

操作步驟如下。7.1.1噴槍的定義【例7-1】采用PS軟件的“工具定義”等操作對噴漆噴槍進行定義。操作步驟如下。（1）打開PS軟件，依次單擊“文件”→“斷開研究”→“新建研究”，彈出“新建研究”對話框，單擊“創(chuàng)建”按鈕，完成新研究創(chuàng)建。單擊“建模”→“組件”→“插入組件”，彈出“插入組件”對話框，更改文件路徑，選中文件夾“paintgun.cojt”，單擊“打開”，將噴槍組件導入。7.1.1噴槍的定義（2）在對象樹中單擊選中“paintgun”，單擊“建?！辈藛蜗碌摹霸O置建模范圍”，將模型中的對象激活展開，將建模范圍更改為“paintgun”。單擊“建?！薄安季帧薄皠?chuàng)建坐標系”→“在圓心創(chuàng)建坐標系”，彈出“在圓心創(chuàng)建坐標系”對話框，在噴槍的法蘭中心、噴口中心創(chuàng)建坐標系“gunbase”“gantcp0”，如圖7-1所示。注意：坐標系“gantcp0”的Z軸正方向應指向噴槍外部（遠離噴槍）。圖7-1創(chuàng)建坐標系“gunbase”和“gantcp0”7.1.1噴槍的定義（3）在對象樹中單擊選中坐標系“gantcp0”，按“Ctrl+C”“Ctrl+V”，復制、粘貼該坐標系，按F2重命名為“guntcp1”。在對象樹中單擊選中坐標系“gantcp1”，按“Alt+P”，彈出“放置操控器”，單擊平移“Z”軸，輸入“100”，按回車，單擊“關閉”。坐標系“gantcp1”為噴槍的工具TCP點。7.1.1噴槍的定義（4）在對象樹中單擊選中噴槍“paintgun.cojt”，單擊“建?！薄斑\動學設備”→“工具定義”，

或在圖形窗口右擊噴槍，在彈出的菜單欄中單擊“工具定義”，均可彈出“工具定義”對話框，單擊“確定”，創(chuàng)建默認運動學和姿態(tài)，彈出“工具定義-paintgun”對話框，如圖7-2所示?！肮ぞ哳愋汀边x擇“噴槍”，“TCP坐標系”設為“guntcp1”，“基準坐標系”設為“gunbase”，“頂點坐標系”設為“guntcp0”，單擊“確定”，完成噴槍工具的定義。圖7-2噴槍工具的定義謝

謝LOGOLOGO任務7.2數(shù)控CLS文件的生成7.2.1數(shù)控CLS文件的生成

對于磨拋、銑削、去毛刺機器人工作站，可先通過NX軟件生成數(shù)控CLS文件，然后在PS軟件中導入CLS文件生成機器人操作。下面結合磨拋工件具體實例來說明NX軟件生成數(shù)控CLS文件的方法和流程。

【例7-2】采用NX軟件的“加工”模塊生成曲面體工件的數(shù)控銑刀CLS文件。

操作步驟如下。7.2.1數(shù)控CLS文件的生成【例7-2】采用NX軟件的“加工”模塊生成曲面體工件的數(shù)控銑刀CLS文件。操作步驟如下。（1）打開NX12.0軟件，單擊菜單欄“主頁”→“打開”，彈出“打開”對話框，“文件類型”選擇“JT文件（*.jt）”,更改文件路徑，打開“Grindingpart.jt”文件，即如圖7-3所示的曲面體零件。單擊菜單欄“應用模塊”→“加工”，進入加工模式，彈出“加工環(huán)境”對話框，“CAM會話配置”選擇“cam_general”,“要創(chuàng)建的CAM組裝”選擇“mill_contour”，單擊“確定”。圖7-3曲面體零件7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（2）單擊“主頁”→“插入”→“創(chuàng)建工序”，彈出“創(chuàng)建工序”對話框，如圖7-4所示?！邦愋汀边x擇“mill_contour”，“工序子類型”選擇“固定輪廓銑”，“程序”選擇“NC_PROGRAM”，“刀具”選擇“NONE”,“幾何體”選擇“WORKPIECE”,“方法”選擇“MILL_FINISH”（精磨）,單擊“確定”，彈出“固定輪廓銑”對話框，如圖7-5所示，單擊“確定”。圖7-4“創(chuàng)建工序”對話框圖7-5“固定輪廓銑”對話框7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（3）在“固定輪廓銑”對話框中，單擊“幾何體”右側的“編輯”按鈕，彈出“工件”對話框，如圖7-6所示。單擊“指定部件”右側的“選擇或編輯部件幾何體”按鈕，彈出“部件幾何體”對話框，如圖7-7所示?！斑x擇對象”為曲面體，單擊“確定”。單擊“指定毛坯”右側的“選擇或編輯毛坯幾何體”按鈕，彈出“毛坯幾何體”對話框，“選擇對象”為曲面體，單擊“確定”。在“工件”對話框中單擊“確定”，返回到“固定輪廓銑”對話框。圖7-6“工件”對話框圖7-7“部件幾何體”對話框7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（4）在“固定輪廓銑”對話框中，單擊“指定切削區(qū)域”右側的“選擇或編輯切削區(qū)域幾何體”按鈕，彈出“切削區(qū)域”對話框，如圖7-8所示。單擊選中曲面體上部2個面區(qū)域，添加第1個曲面集。單擊“添加新集”右側的“添加新集”按鈕，單擊選中曲面體下部8個面區(qū)域，添加第2個曲面集。單擊“確定”，返回“固定輪廓銑”對話框。圖7-8“切削區(qū)域”對話框7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（5）在“固定輪廓銑”對話框中，展開“驅動方法”選項下“方法”右側的下拉列表，單擊選中“曲線/點”，彈出“驅動方法”對話框，如圖7-9所示，單擊“確定”，彈出“曲線/點驅動方法”對話框?！斑x擇曲線”為曲面體的包絡線，單擊“確定”，返回到“固定輪廓銑”對話框。圖7-9“曲線/點驅動方法”對話框7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（6）在“固定輪廓銑”對話框中，展開“投影矢量”選項下“矢量”右側的下拉列表，單擊選中“朝向直線”，彈出“朝向直線”對話框，如圖7-10所示。單擊“指定矢量”，單擊曲面體頂部平面，單擊“確定”，返回“固定輪廓銑”對話框。圖7-10“朝向直線”對話框7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（7）在“固定輪廓銑”對話框中，展開“工具”選項。單擊“工具”右側“新建”按鈕，彈出“新建刀具”對話框，如圖7-11所示。單擊“工具子類型”下方左起第3個“BALL_MILL”按鈕，單擊“確定”，彈出“銑刀-球頭銑”對話框，如圖7-12所示，輸入相應尺寸參數(shù)，單擊“確定”，返回“固定輪廓銑”對話框。圖7-11“新建刀具”對話框圖7-12“銑刀-球頭銑”對話框7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（8）在“固定輪廓銑”對話框中，展開“操作”選項。單擊“生成”按鈕，生成刀具軌跡，如圖7-13所示。單擊“確認”按鈕，彈出“導軌可視化”對話框，如圖7-14所示。“動畫速度”滑塊設為5，單擊“播放”按鈕，觀察銑刀運動情況。單擊“確定”，返回“固定輪廓銑”對話框，單擊“確定”，完成工序創(chuàng)建。圖7-13生成銑刀軌跡圖7-14“刀軌可視化”對話框7.2.1數(shù)控CLS文件的生成（9）單擊“主頁”→“工序”→“更多”→“輸出CLSF”，彈出“CLSF輸出”對話框框，如圖7-15所示。選擇默認的“CLSFSTANDARD”格式，設置輸出文件目錄，單擊“確定”，即可生成CLS文件，如圖7-16所示。圖7-15“CLSF輸出”對話框圖7-16CLS文件內容謝

謝LOGOLOGO7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建

ProcessSimulate提供了專門用于人機工程（或人因工程）分析仿真的模塊ProcessSimulateHuman，單擊菜單欄“人體”，工具欄如圖7-17所示，包括了工具、姿勢、仿真、分析、人機工程學等分類項。圖7-17“人體”菜單工具欄7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建

ProcessSimulateHuman提供了參數(shù)化的人體模型（性別、地區(qū)、體重、身高等），預定義的人體關節(jié)屬性（上肢、下肢、頭部、脊柱等），預定義的人體姿態(tài)、手部姿態(tài)等。利用這些功能可以創(chuàng)建人體類型、人體姿態(tài)、手型，也可以模擬抓放物件、行走、上下樓梯等動作，還可以進行可視性分析、可達性分析、舒適度分析、力量評估、能量消耗分析、疲勞強度分析、工作姿態(tài)分析等。7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建下面結合具體實例來說明PS軟件人體及姿態(tài)創(chuàng)建的方法和流程。【例7-3】采用PS軟件的人機工程分析功能進行人體、姿態(tài)的創(chuàng)建，以及姿態(tài)變換的操作仿真。操作步驟如下。（1）打開PS軟件，單擊菜單欄“人體”→“工具”→“創(chuàng)建人體”，彈出“創(chuàng)建人體”對話框，如圖7-18所示?？筛摹靶詣e”“數(shù)據(jù)庫”“高度”“重量”“鞋底厚度”“年齡”，以及“腰圍”“胸圍”等身體尺寸。單擊“創(chuàng)建”，創(chuàng)建男性人體“Jack”。更改“性別”“高度”，創(chuàng)建女性人體“Jill”。單擊選中創(chuàng)建的人體，按“Alt+P”，通過“放置操控器”移動人體到合適的位置，如圖7-19所示。圖7-18“創(chuàng)建人體”對話框圖7-19創(chuàng)建人體7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（2）單擊菜單欄“人體”→“工具”→“人體選項”，彈出“人體選項”對話框，如圖7-20所示。單擊“仿真”選項，可設置“行走速度”“默認操作時間”等仿真參數(shù)；單擊“人體模型”選項，可設置“系統(tǒng)根目錄人體模型庫路徑”“活動模型”等；單擊“報告查看器”選項，可設置“報告查看器根目錄”“報告查看器目標目錄”等；單擊“顏色”，可設置“襯衫”“虹膜”“褲子”“頭發(fā)”等顏色。圖7-20“人體選項”對話框7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（3）單擊菜單欄“人體”→“工具”→“創(chuàng)建手”，彈出“創(chuàng)建手”對話框，如圖7-21所示。可通過勾選，選擇右手或左手，可更改“數(shù)據(jù)庫”“性別”“高度”等。

圖7-21“創(chuàng)建手”對話框7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（4）在對象樹或圖形窗口中單擊選中創(chuàng)建的人體“Jack”，單擊菜單欄“人體”→“工具”→“人體屬性”，彈出“更改人體屬性：Jack”對話框，如圖7-22所示，可修改人體的各項屬性。（5）單擊菜單欄“操作”→“創(chuàng)建操作”→“新建操作”→“新建復合操作”，單擊“確定”，創(chuàng)建復合操作“CompOp”。圖7-22“更改人體屬性：Jack”對話框7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（6）在對象樹中單擊選中“Jack”，單擊菜單欄“人體”→“工具”→“人體姿態(tài)”，彈出“人體姿態(tài)-Jack”對話框，如圖7-23（a）所示。單擊“姿勢庫”選項，如圖7-23（b）所示，單擊“工作坐姿”，在“應用到”中全部勾選，單擊“應用”。此時，主窗口中“Jack”的姿態(tài)從“站姿”轉變?yōu)椤肮ぷ髯恕?。（a）“控件”選項

（b）“姿勢庫”選項圖7-23“人體姿勢-Jack”對話框7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（7）在“人體姿態(tài)-Jack”對話框中，單擊左下角“創(chuàng)建操作”按鈕，彈出“操作范圍”對話框，“范圍”選擇“CompOp”，單擊“確定”。此時，操作樹中出現(xiàn)“姿態(tài)”操作，如圖7-24所示。在圖形窗口中，右擊人體“Jack”，在彈出的菜單中單擊“默認姿勢”，恢復“站姿”。在對象樹中單擊選中“CompOp”，按“Shift+S”，將其加入序列編輯器，單擊“正向播放仿真”按鈕，人體“Jack”的姿態(tài)從“站姿”轉變?yōu)椤肮ぷ髯藨B(tài)”。圖7-24操作樹7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（8）在“人體姿態(tài)-Jack”對話框中，單擊“調整關節(jié)”選項，如圖7-25所示。調整各關節(jié)的角度，可改變人體姿態(tài)，單擊“創(chuàng)建操作”按鈕（或者單擊“人體”→“仿真”→“創(chuàng)建姿勢操作”），可以將新姿態(tài)加入“姿態(tài)”操作，進行仿真。圖7-25人體姿勢-Jack7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（9）在對象樹或圖形窗口中單擊選中創(chuàng)建的人體“Jack”，單擊菜單欄“人體”→“仿真”→“行走創(chuàng)建器”，彈出“行走操作-Jack”對話框。單擊“選擇路徑”，單擊“線性行走”，如圖7-26所示。單擊“路徑創(chuàng)建器”，彈出“路徑創(chuàng)建器對話框”，如圖7-27所示。單擊“選擇位置”，鼠標在圖形區(qū)單擊選擇某一位置，單擊“添加到路徑”，重復操作，添加多個位置點，單擊“確定”，返回“行走操作-Jack”對話，單擊“創(chuàng)建操作”，彈出“操作范圍”對話框，單擊“確定”。圖7-26行走操作-Jack圖7-27路徑創(chuàng)建器7.3.1人體及姿勢的創(chuàng)建（10）在對象樹中單擊選中“CompOp”，按“Shift+S”，將其加入序列編輯器，在序列編輯器中單擊“正向播放仿真”按鈕，觀察姿態(tài)操作、行走操作的仿真情況。謝

謝LOGOLOGO7.4.1機器人噴涂工作站仿真7.4.1機器人噴涂工作站仿真機器人噴涂包括噴漆、噴涂料、噴熔融金屬（熱噴涂）等多種。其中，機器人噴漆在汽車制造領域應用較廣。7.4.1機器人噴涂工作站仿真下面結合汽車車身噴涂的具體案例來說明機器人噴涂工作站仿真的方法和流程。【例7-4】在例7-1噴槍定義的基礎上，采用PS軟件的“連續(xù)制造特征”等工具進行機器人噴涂工作站仿真。操作步驟如下。（1）打開PS軟件，設置系統(tǒng)根目錄，新建標準模式研究。單擊菜單欄“建?！薄敖M件”→“插入組件”，彈出“插入組件”對話框，在系統(tǒng)根目錄下，按住Ctrl鍵，單擊選中IRB1600機器人、噴槍、機器人底座、汽車車身零件，單擊“打開”，完成上述組件的插入，構建工業(yè)機器人噴涂工作站。圖7-28機器人噴涂工作站7.4.1機器人噴涂工作站仿真（2）采用“通過6個值創(chuàng)建坐標系”在機器人底座上部中心點創(chuàng)建坐標系。通過重定位，將機器人移動到底座中心點。通過“放置操控器”將各組件移動到合適位置，如圖7-28所示。按照例7-1的方法和步驟進行噴槍定義，然后將噴槍安裝到機器人上，檢查機器人定義及噴槍工具安裝是否正確。圖7-28機器人噴涂工作站7.4.1機器人噴涂工作站仿真（3）為了更形象的進行噴涂仿真，可制作漆刷。在對象樹中單擊選中噴槍“paintgun”，單擊“建?！薄胺秶薄霸O置建模范圍”。單擊“建?！薄皫缀误w”→“實體”→“創(chuàng)建圓錐體”，彈出“創(chuàng)建圓錐體”對話框，如圖7-29所示。設置尺寸，“定位于”設為坐標系“guntcp0”（噴槍的頂點坐標系），單擊“確定”，創(chuàng)建代表漆刷的圓錐體，按F2，將其重命名為“brush”。圖7-29“創(chuàng)建圓錐體”對話框7.4.1機器人噴涂工作站仿真（4）單擊“建?！薄安季帧薄皠?chuàng)建坐標系”→“在圓心創(chuàng)建坐標系”，彈出“在圓心創(chuàng)建坐標系”對話框，如圖7-30所示，選擇漆刷底部邊緣3個點，創(chuàng)建坐標系fr1。在對象樹中單擊選中漆刷“brush”，按“Alt+R”，彈出“重定位”對話框，如圖7-31所示，“從坐標系”設為“fr1”，“到坐標系”設為“guntcp1”，單擊“應用”，單擊“關閉”。在對象樹中單擊選中漆刷“brush”，按“Alt+P”，彈出“放置操控器”對話框，單擊平移“Z”軸，輸入“-15”，按回車，單擊“關閉”。圖7-30“在圓心創(chuàng)建坐標系”對話框圖7-31“重定位”對話框7.4.1機器人噴涂工作站仿真（5）單擊菜單欄“工藝”→“連續(xù)”→“連續(xù)工藝生成器”，彈出“連續(xù)工藝生成器”對話框，如圖7-32所示?！肮に嚒边x擇“覆蓋模式”，“面”選擇頂蓋上表面，鼠標左鍵分別單擊頂蓋兩條邊的中點（近似）設為“起點”和“終點”，“間距”輸入70，“后面行程數(shù)”輸入3，勾選“將線延長到邊界”和“投影連續(xù)制造特征”。展開“操作”選項，操作名稱保持默認“Paint_Robotic_Op”，設置機器人為“Irb1600”，工具為噴槍“paintgun”，“范圍”為“操作根目錄”。展開“連續(xù)投影”選項，“投影間距”設為100，其他保持默認設置，單擊“確定”，創(chuàng)建連續(xù)工藝。圖7-32“連續(xù)工藝生成器”對話框7.4.1機器人噴涂工作站仿真（6）如圖7-33所示，在操作樹中選中一個或多個路徑點，在視圖區(qū)右擊選中的路徑點，在彈出的菜單中單擊“翻轉曲面上的位置”按鈕，將所有路徑點的位置調整為朝向車身。圖7-33翻轉路徑點的位置7.4.1機器人噴涂工作站仿真（7）單擊菜單欄“工藝”→“噴涂和覆蓋范圍”→“創(chuàng)建網(wǎng)格”，彈出“創(chuàng)建網(wǎng)格”對話框，如圖7-34所示。單擊頂蓋“topcover”，將其添加到“零件”列表，單擊“預覽”，可觀察網(wǎng)格劃分情況，單擊“確定”。圖7-34“創(chuàng)建網(wǎng)格”對話框7.4.1機器人噴涂工作站仿真（8）在對象樹中單擊選中機器人“Irb1600”，單擊菜單欄“工藝”→“噴涂和覆蓋范圍”→“漆刷編輯器”，彈出“漆刷編輯器”，如圖7-35所示。單擊“創(chuàng)建漆刷”，彈出“創(chuàng)建漆刷-Irb1600”對話框，“實體”選擇“brush”，“原點坐標系”選擇“guntcp0”，單擊“OK”，單擊“關閉”。圖7-35“漆刷編輯器”和“創(chuàng)建漆刷”對話框7.4.1機器人噴涂工作站仿真（9）在操作樹中單擊“Paint_Robotic_Op”，將其添加到序列編輯器和路徑編輯器，在操作樹中單擊選中“Paint_Robotic_Op_1_ls1”，單擊圖形查看器工具欄中的“單個或多個位置操控”，彈出“位置操控”，單擊“跟隨模式”，單擊旋轉“Rz”軸，拖動鼠標調整機器人到合適姿態(tài)，單擊“關閉”。按住“Shift”鍵，在操作樹中選中所有位置點，單擊“操作”→“編輯路徑”，彈出“對齊位置”對話框，如圖7-36所示。單擊“Paint_Robotic_Op_1_ls1”，將其添加到“將所選位置對齊到”，單擊“確定”。圖7-36“對齊位置”對話框7.4.1機器人噴涂工作站仿真（10）單擊菜單欄“工藝”→“噴涂和覆蓋范圍”→“仿真期間計算覆蓋范圍”。在操作樹中單擊選中第1位置點“Paint_Robotic_Op_1_ls1”，單擊“操作”→“添加位置”→“在前面添加位置”，彈出“機器人調整：Irb1600”對話框，單擊平移“X”軸，輸入50，按回車，單擊平移“Y”軸，輸入-50，按回車，單擊“關閉”，添加位置“via”。操作樹中單擊選中最后位置點“Paint_Robotic_Op_4_ls17”，單擊“操作”→“添加位置”→“在后面添加位置”，彈出“機器人調整：Irb1600”對話框，單擊平移“X”軸，輸入50，按回車，單擊平移“Y”軸，輸入-50，按回車，單擊“關閉”，添加位置“via1”。注意：實際噴漆工作中，可在每個行程的開始點和結束點添加過渡位置，以使噴漆更均勻，此處略。7.4.1機器人噴涂工作站仿真（11）打開“路徑編輯器”，單擊位置點“via”后的離線編程區(qū)，彈出“default-via”對話框，如圖7-37所示。單擊“添加”→“StandardCommands”→“Paint”→“OpenPainGun”，添加“打開噴槍”命令。單擊“添加”→“StandardCommands”→“Paint”→“ChangBrush”，添加“更新刷漆”命令。單擊“添加”→“StandardCommands”→“Graphics”→“Display”，彈出“Display”對話框，單擊漆刷“brush”，單擊“確定”，單擊“Close”，添加“顯示漆刷”命令。圖7-37添加離線編程命令7.4.1機器人噴涂工作站仿真（12）在“路徑編輯器”中雙擊最后位置點“via1”后的離線編程區(qū)，彈出“default-via1”對話框。單擊“添加”→“StandardCommands”→“Paint”→“ClosePainGun”，添加“關閉噴槍”命令。單擊“添加”→“StandardCommands”→“Graphics”→“Blank”，彈出“Blank”對話框，單擊漆刷“brush”，單擊“確定”，單擊“Close”，添加“隱藏漆刷”離線編程命令。（13）在圖形窗口中右擊機器人，在彈出的菜單中單擊“初始位置”。在序列編輯器中單擊“正向播放仿真”按鈕，觀察仿真效果，完成噴涂機器人工作站仿真。謝

謝LOGOLOGO7.5.1機器人磨拋工作站仿真7.5.1機器人磨拋工作站仿真

磨拋是指借助粗糙物體（含有較高硬度顆粒的砂輪、砂帶、砂紙等），通過摩擦磨損改變材料表面物理性能的一種加工方法，主要目的是為了獲取特定表面粗糙度。打磨按照力度的不同，可分為打磨和拋光兩種工藝。工業(yè)機器人磨拋的效率高、精度好，能夠替代人工，在鑄造、廚衛(wèi)等行業(yè)得到了廣泛應用。7.5.1機器人磨拋工作站仿真

下面結合曲面零件機器人磨拋的具體案例來說明機器人磨拋工作站仿真的方法和流程。

【例7-5】采用PS軟件的導入“CLS”文件等工具進行機器人磨拋工作站仿真。操作步驟如下。圖7-38機器人磨拋工作站7.5.1機器人磨拋工作站仿真【例7-5】采用PS軟件的導入“CLS”文件等工具進行機器人磨拋工作站仿真。操作步驟如下。（1）打開PS軟件，設置系統(tǒng)根目錄，新建標準模式研究。單擊菜單欄“建?！薄敖M件”→“插入組件”，彈出“插入組件”對話框，在系統(tǒng)根目錄下，按住Ctrl鍵，單擊選中IRB1600機器人（Irb1600.cojt）、砂輪機（Grinding.cojt）、曲面體零件（Grindingpart.cojt）、工作臺（Table.cojt）、機器人底座（Base.cojt），單擊“打開”，完成上述組件的插入，構建工業(yè)機器人磨拋工作站。7.5.1機器人磨拋工作站仿真（2）采用“通過6個值創(chuàng)建坐標系”在機器人底座上部中心點創(chuàng)建坐標系。通過重定位，將機器人移動到底座中心點。通過“放置操控器”將各組件移動到合適位置，如圖7-38所示。在對象樹中單擊選中機器人“Irb1600”，按“Alt+G”，彈出“機器人調整”對話框，拖動鼠標檢查機器人定義是否正確。圖7-38機器人磨拋工作站7.5.1機器人磨拋工作站仿真（3）在對象樹中單擊選中曲面體零件“Grindingpart”，單擊菜單欄“建?！薄胺秶薄霸O置建模范圍”。單擊“建?！薄安季帧薄皠?chuàng)建坐標系”→“在圓心創(chuàng)建坐標系”，彈出“在圓心創(chuàng)建坐標系”對話框，如圖7-39所示。單擊曲面體上部中心法蘭底面邊3個點，單擊“確定”，創(chuàng)建坐標系，按F2將其重命名為“Pbase”。圖7-39創(chuàng)建曲面體工具基準坐標系7.5.1機器人磨拋工作站仿真（4）在對象樹中單擊選中曲面體零件“Grindingpart”，按“Alt+R”，彈出重定位對話框，“從坐標系”選“Pbase”，“到坐標系”選擇“TOOLFRAME”（機器人TCP），單擊“應用”，單擊“關閉”。（5）單擊“主頁”→“工具”→“附件”→“附加”，彈出“附加”對話框，如圖7-40所示。“附加對象”選擇曲面體“Grindingpart”，“到對象”選擇機器人的“TOOLFRAME”，單擊“確定”，完成附加操作。在對象樹中單擊選中機器人“Irb1600”，按“Alt+G”，彈出“機器人調整”對話框，拖動鼠標，檢查曲面體零件是否能跟隨機器人運動。圖7-40“附加”對話框7.5.1機器人磨拋工作站仿真（6）在對象樹中單擊選中砂輪機“Grinding”，單擊菜單欄“建?！薄胺秶薄霸O置建模范圍”。在對象樹中右擊“Grinding”，在彈出的菜單中單擊“僅顯示”。單擊“建模”→“幾何體”→“曲線”→“創(chuàng)建多段線”，彈出“創(chuàng)建多段線”對話框，如圖7-41所示。第1點選擇砂輪外表面中心點，第2點先單擊外圓邊上任意1點，然后采用手工輸入X、Y、Z三個坐標值，其中X、Y值與第1點相同，Z值比第1點高100，單擊“確定”，創(chuàng)建直線“Polyline1”，用來輔助確定砂輪的磨拋點坐標系。圖7-41“創(chuàng)建多段線”對話框7.5.1機器人磨拋工作站仿真（7）單擊“建?！薄安季帧薄皠?chuàng)建坐標系”→“通過6個值確定坐標系”，彈出“6值創(chuàng)建坐標系”對話框，如圖7-42所示。單擊步驟（6）創(chuàng)建的直線的上部端點，X、Y、Z相對方向為0、180、0，單擊“確定”，創(chuàng)建坐標系，按F2將其重命名為“Tbase”。在對象樹中單擊選中“Tbase”，按“Ctrl+C”“Ctrl+V”，復制、粘貼坐標系，按F2，重命名為“Etcp”。圖7-42“6值創(chuàng)建坐標系”對話框7.5.1機器人磨拋工作站仿真（8）在對象樹中單擊選中砂輪機“Grinding”，單擊“運動學設置”→“工具定義”，彈出“工具定義”對話框，如圖7-43所示，單擊“確定”，彈出“工具定義-Grinding”對話框?！癟CP坐標系”設為“Etcp”，“基準坐標系”設為“Tbase”，單擊“確定”，完成砂輪工具的定義。圖7-43“6值創(chuàng)建坐標系”對話框7.5.1機器人磨拋工作站仿真（9）在菜單欄的空白處單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中選中“定制功能區(qū)”，彈出“定制”對話框，如圖7-44所示。先在右側單擊選中“工藝（定制）”，在下方單擊“新建組（N）”按鈕。再在左側下拉列表中找到“上傳CLS”，單擊將其選中，單擊中部的“添加”按鈕，將其加入到“工藝”的新建組，單擊“確定”。圖7-44“定制”對話框7.5.1機器人磨拋工作站仿真（10）在對象樹中單擊選中機器人“IRB1600”，單擊“工藝”→“新建組”→“上傳CLS”，彈出“上傳CLS”對話框，如圖7-45所示?！傲慵舷洹边x擇曲面體零件“Grindingpart”，“參考坐標系”選擇“Pbase”，單擊“上傳”，彈出“SelectCLSfilestoupload”對話框，更改文件目錄，選擇“Grindingpart_jt.cls”文件，單擊“打開”，導入CLS文件，單擊“關閉”。此時，在操作樹中出現(xiàn)如圖7-46所示的操作。圖7-45“上傳CLS”對話框圖7-46操作樹7.5.1機器人磨拋工作站仿真（11）在操作樹中右擊“FIXED_CONTOUR_1”，在彈出的菜單中單擊“操作屬性”，彈出“屬性-FIXED_CONTOUR”對話框，如圖7-47所示。單擊“工藝”選項，“機器人”選擇“Irb1600”，“工具”選擇砂輪機“Grinding”，勾選“外部TCP”，單擊“確定”。圖7-47“屬性-FIXED_CONTOUR”對話框7.5.1機器人磨拋工作站仿真（12）在操作樹中右擊“FIXED_CONTOUR_1”，在彈出的菜單中單擊“設置當前操作”，將其加入序列編輯器。在序列編輯器中單擊“正向播放仿真”，觀察仿真的效果。在操作樹中單擊選中第1個位置點FIXED_CONTOUR_1_p1，單擊圖形查看器工具欄中的“單個或多個位置操控”，彈出“位置操控”對話框，如圖7-48所示，單擊“跟隨模式”，單擊旋轉“Rz”軸，輸入“-180”（具體數(shù)值以調整到位姿最佳為準，下同），單擊“下一位置”，同樣繞Z軸旋轉180度，重復操作，將所有位置點的姿態(tài)都繞Z軸旋轉180度，單擊“關閉”。圖7-48“位置操控”對話框注意：更好的姿態(tài)調整方法是按Shift鍵，選擇所有位置點，單擊圖形查看器工具欄中的“單個或多個位置操控”，彈出“位置操控”對話框，單擊旋轉“Rz”軸，輸入“-180”。7.5.1機器人磨拋工作站仿真（13）在第1個位置點前和最后1個位置點后分別添加過渡點“via”和“via1”。在圖形窗口中右擊機器人，在彈出的菜單中單擊“初始位置”。在序列編輯器中單擊“正向播放仿真”按鈕，觀察仿真效果，完成磨拋機器人工作站仿真。謝

謝LOGOLOGO7.6.1人機工程仿真7.6.1人機工程仿真

在實際生產(chǎn)中，有些特別精細的工作機器人尚不能完美的完成，或者有些工作機器人雖然能夠完成但是成本較高，這就需要人和機器人的協(xié)作。

采用PS軟件的人機工程功能能夠實現(xiàn)這類仿真。通過人機工程仿真，能夠幫助解決人機交互過程中的可視性及可達性問題、工人操作過程中的身體舒適度問題、工位布局的合理性及優(yōu)化問題等。7.6.1人機工程仿真下面結合具體案例來說明PS軟件人機工程仿真的方法和流程。【例7-6】采用PS軟件的人機工程仿真的任務仿真構建器（TSB）進行人體行走、人和機器人的拾放和搬運仿真。操作步驟如下。7.6.1人機工程仿真（1）打開PS軟件，設置系統(tǒng)根目錄，新建標準模式研究。單擊菜單欄“建模”→“組件”→“插入組件”，彈出“插入組件”對話框，在系統(tǒng)根目錄下，按住Ctrl鍵，單擊選中裝夾工作臺（Carrier.cojt）、傳輸線（Conveyor.cojt）、握爪工具（Gripper.cojt）、IRB1600機器人（Irb1600.cojt）、人體模型HUMAN_MODELS（Jack.cojt）、飛機起落架（Landinggear.cojt）、電動工具（Powertool.cojt）、工具桌（Table.cojt）、飛機輪胎（Tire.cojt），單擊“打開”，完成上述組件的插入，通過重定位或“放置操控器”將各組件移動到合適位置，如圖7-49所示，構建人機協(xié)作裝配工作站。圖7-49人機協(xié)作裝配生產(chǎn)線7.6.1人機工程仿真（2）在對象樹中單擊選中握爪工具“Gripper”，單擊菜單欄“建?！薄胺秶薄霸O置建模范圍”。單擊“建模”→“布局”→“創(chuàng)建坐標系”→“在2點之間創(chuàng)建坐標系”，創(chuàng)建握爪的基準坐標系“tbase”和工具坐標系“ttcp”。在對象樹中單擊選中“Gripper”，單擊“建?！薄斑\動學設備”→“運動學編輯器”，彈出“運動學編輯器”對話框，如圖7-50所示。圖7-50握爪工具運動學定義7.6.1人機工程仿真（2）創(chuàng)建3個連桿“Base”（底座）、“l(fā)ink1”（上夾爪）、“l(fā)ink2”（下夾爪）。創(chuàng)建2個移動關節(jié)“j1”（移動方向豎直向下）、“j2”（移動方向豎直向上），創(chuàng)建兩個關節(jié)之間依賴關系。創(chuàng)建2個新姿態(tài)“CLOSE”（關節(jié)值120）和“OPEN”（關節(jié)值0）。在對象樹中單擊選中“Gripper”，單擊“建模”→“運動學設備”→“工具定義”，彈出“工具定義”對話框，設置如圖7-51所示，單擊“確定”，完成握爪工具定義。圖7-51“工具定義”對話框7.6.1人機工程仿真（3）在對象樹中右擊機器人“Irb1600”，在彈出的菜單中單擊“安裝工具”對話框，“工具”選擇握爪工具“gripper”，單擊“應用”，單擊“關閉”，完成握爪工具的安裝。單擊菜單欄“建?！薄胺秶薄霸O置建模范圍”。在對象樹中單擊選中機器人“Irb1600”，按“Alt+G”，彈出“機器人調整”對話框，拖動鼠標檢查機器人定義及工具安裝是否正確。7.6.1人機工程仿真（4）單擊“建?！薄安季帧薄皠?chuàng)建坐標系”→“通過6個值創(chuàng)建坐標系”，如圖7-52（a）所示，創(chuàng)建坐標系“fr1”。在對象樹中單擊選中“fr1”，按“Alt+P”，在彈出的“放置操控器”中，單擊平移“Z”軸，輸入-100，按回車，單擊“關閉”，創(chuàng)建“拾取”位置點。重復創(chuàng)建坐標系操作，如圖7-52（b）所示，創(chuàng)建坐標系“fr2”。在對象樹中單擊選中“fr2”，按“Alt+P”，在彈出的“放置操控器”中，單擊平移“Y”軸，輸入100，按回車，單擊“關閉”，創(chuàng)建“放置”位置點。（a）創(chuàng)建坐標系fr1

（b）創(chuàng)建坐標系fr2圖7-52創(chuàng)建坐標系7.6.1人機工程仿真（5）單擊“操作”→“創(chuàng)建操作”→“新建操作”→“新建復合操作”，新建復合操作“CompOp”。在操作樹中單擊選中“CompOp”，單擊“操作”→“創(chuàng)建操作”→“新建操作”→“新建拾放操作”，設置如圖7-53所示，單擊“確定”。圖7-53新建拾放操作7.6.1人機工程仿真（5）在操作樹中，單擊選中“拾取”，單擊“操作”→“添加位置”→“在前面添加位置”，彈出“機器人調整：Irb1600”對話框，單擊平移“Z”軸，輸入100，按回車，單擊“關閉”，添加過渡位置“via”。重復操作，在“拾取”后添加過渡位置“via1”（Z方向平移+100）。在“放置”前添加過渡位置“via2”（Y方向平移-100）。在“放置”后添加過渡位置“via3”（Y方向平移-100）。右擊機器人，在彈出的菜單中單擊“初始位置”。在操作樹中單擊選中“via3”，單擊“操作”→“添加位置”→“添加當前位置”，按F2，重命名為“home”，單擊“關閉”。7.6.1人機工程仿真（6）將拾放操作“irb16001_PNP_Op”加入“路徑編輯器”，在“路徑編輯器”中“via3”后的離線編程區(qū)雙擊，打開“default_via3”對話框，如圖7-54所示。單擊“添加”→“StandardCommands”→“PartHanding”→“Attach”，彈出“附加”對話框，附加對象選擇搬運的飛機輪胎“Tire1”，“到對象”選擇如圖7-55所示，單擊“確定”。將拾取操作添加到序列編輯器，單擊