FANUC工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真45

工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真（FANUC機(jī)器人）25課時(shí)第01章緒論第02章ROBOGUIDE認(rèn)知第03章基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)仿真第04章激光雕刻實(shí)訓(xùn)仿真第05章輸送帶搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)仿真第06章碼垛搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)仿真第07章伺服定位控制實(shí)訓(xùn)仿真第08章離線程序?qū)С鲞\(yùn)行與驗(yàn)證第2章ROBOGUIDE認(rèn)知教學(xué)內(nèi)容：2.1ROBOGUIDE簡(jiǎn)介2.2ROBOGUIDE安裝學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.熟悉ROBOGUIDE功能及模型屬性2.掌握ROBOGUIDE安裝方法2ROBOGUIDE是FANUC機(jī)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(yīng)用軟件包不同，實(shí)現(xiàn)的功能也會(huì)不同。1）ChamferingPRO模塊用于去毛刺、倒角等工件加工的仿真應(yīng)用；2）HandingPRO模塊用于機(jī)床上下料、沖壓、裝配、注塑機(jī)等物料的搬運(yùn)仿真應(yīng)用；3）WeldPRO模塊用于焊接、激光雕刻等工藝的仿真應(yīng)用；4）PalletPRO模塊用于各種碼垛的仿真應(yīng)用；5）PaintPRO模塊用于噴涂的仿真應(yīng)用。2.1ROBOGUIDE簡(jiǎn)介21.系統(tǒng)搭建ROBOGUIDE提供一個(gè)3D的虛擬空間和便于系統(tǒng)搭建的3D模型庫(kù)。模型庫(kù)中包含F(xiàn)ANUC機(jī)器人數(shù)模、機(jī)器人周邊設(shè)備的數(shù)模以及一些典型工件的數(shù)模。ROBOGUIDE可以使用自帶的3D模型庫(kù)，也可從外部導(dǎo)入3D數(shù)模進(jìn)行系統(tǒng)搭建。2.1ROBOGUIDE簡(jiǎn)介2.1.1ROBOGUIDE主要功能如下：22.方案布局設(shè)計(jì)

系統(tǒng)搭建完成后，需要驗(yàn)證方案布局設(shè)計(jì)的合理性。一個(gè)合理的布局不僅可以有效地避免干涉，且能使機(jī)器人遠(yuǎn)離限位位置。ROBOGUIDE通過(guò)顯示機(jī)器人的可達(dá)范圍，確定機(jī)器人周邊設(shè)備擺放的相對(duì)位置，保證可達(dá)性的同時(shí)有效避免了干涉。此外，ROBOGUIDE還可以對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教使機(jī)器人遠(yuǎn)離限位位置，保持良好的工作姿態(tài)，并且能夠顯示機(jī)器人可達(dá)范圍和它的示教功能，使方案布局更加合理。2.1ROBOGUIDE簡(jiǎn)介23.干涉型、可達(dá)性分析

在進(jìn)行方案布局過(guò)程中，不僅要確保機(jī)器人對(duì)工件的可達(dá)性，也要避免機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的干涉性。在ROBOGUIDE仿真環(huán)境中，可以通過(guò)調(diào)整機(jī)器人和工件間的相對(duì)位置來(lái)確保機(jī)器人對(duì)工件的可達(dá)性。機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的干涉性包括：機(jī)器人與夾具的干涉、與安全圍欄的干涉和其他周邊設(shè)備的干涉等。2.1ROBOGUIDE簡(jiǎn)介24.節(jié)拍計(jì)算與優(yōu)化

ROBOGUIDE仿真環(huán)境下可以估算并且優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍。依據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度、工藝因素和外圍設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行節(jié)拍估算，并通過(guò)優(yōu)化機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)提高節(jié)拍。2.1ROBOGUIDE簡(jiǎn)介25.離線編程

對(duì)于較為復(fù)雜的加工軌跡，可以通過(guò)ROBOGUIDE自帶的離線編程功能自動(dòng)生成離線程序，然后導(dǎo)入真實(shí)的機(jī)器人系統(tǒng)中，可大大減少編程示教人員的現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)間，有效提高工作效率。2.1ROBOGUIDE簡(jiǎn)介2構(gòu)建虛擬的工作站場(chǎng)景就必須涉及三維模型的使用。三維模型導(dǎo)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(shí)現(xiàn)場(chǎng)中的機(jī)器人、工具、工件、工裝臺(tái)和機(jī)械裝置等。2.1ROBOGUIDE簡(jiǎn)介2.1.2ROBOGUIDE模型屬性21.EOATsEOATs是工具模塊，位于Tooling路徑中，充當(dāng)機(jī)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(jī)器人的六軸法蘭盤上，隨著機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。不同的工具可在仿真運(yùn)行時(shí)模擬不同的效果。例如，在仿真運(yùn)行焊接程序時(shí)，焊槍可以在尖端產(chǎn)生火花并出現(xiàn)焊縫；在仿真運(yùn)行搬運(yùn)程序時(shí)，夾爪可以模擬真實(shí)的開合動(dòng)作，并將目標(biāo)物體抓起來(lái)。2.1ROBOGUIDE簡(jiǎn)介

ROBOGUIDE中負(fù)責(zé)模型的模塊分為EOATs、Fixtures、Machines、Obstacles、Parts等，用以充當(dāng)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(dāng)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(yùn)等仿真功能的實(shí)現(xiàn)提供平臺(tái)。2.1ROBOGUIDE簡(jiǎn)介3.MachinesMachines主要服務(wù)于外部機(jī)械裝置，此模塊同機(jī)器人模型一樣可實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)動(dòng)。Machines下的模型用于可運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置上，包括傳送帶、推送氣缸、行走軸等直線運(yùn)行設(shè)備，或者轉(zhuǎn)臺(tái)、變位機(jī)等旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)設(shè)備。在整個(gè)仿真場(chǎng)景中，除了機(jī)器人以外的其他所有模型要想實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)動(dòng)，都是通過(guò)建立Machines來(lái)實(shí)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(yùn)等仿真功能的實(shí)現(xiàn)提供平臺(tái)。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(shè)備和裝飾性模型，包括焊接設(shè)備、電子設(shè)備、圍欄等。Obstacles本身的模型屬性對(duì)于仿真并不具備實(shí)際的意義，其主要作用是為了保證虛擬環(huán)境和真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)的布置保持一致，使用戶在編程時(shí)考慮更全面。2.1ROBOGUIDE簡(jiǎn)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(dāng)工件的角色，可用于工件的加工與搬運(yùn)仿真，并模擬真實(shí)的效果。

Parts下的模型除了用于演示仿真動(dòng)畫以外，最重要的是具有“模型-程序”轉(zhuǎn)化功能。ROBOGUIDE能夠獲取Parts下的模型的數(shù)模信息，并將其轉(zhuǎn)化成程序軌跡的信息，用于快速編程和復(fù)雜軌跡編程。2本課程中所使用的機(jī)器人工作臺(tái)、實(shí)訓(xùn)模塊、Y型夾具、搬運(yùn)工件等模型文件均可在工業(yè)機(jī)器人教育網(wǎng)站社區(qū)下載（http://）。2.2ROBOGUIDE安裝工業(yè)機(jī)器人教育網(wǎng)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(jìn)入安裝導(dǎo)向。2.2ROBOGUIDE安裝2第三步：在ROBOGUIDE設(shè)置對(duì)話框中，單擊“Next”。2.2ROBOGUIDE安裝2第四步：許可協(xié)議對(duì)話框中，檢查詳細(xì)信息，確認(rèn)無(wú)誤后，單擊“Yes”。2.2ROBOGUIDE安裝2第五步：在選擇目標(biāo)位置對(duì)話框中，確認(rèn)安裝路徑。單擊“Next”。2.2ROBOGUIDE安裝2第六步：在安裝過(guò)程插件對(duì)話框中，選擇要安裝的功能，單擊“Next”（購(gòu)買不同的軟件功能，選項(xiàng)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(jī)器人選擇對(duì)話框中，選擇機(jī)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：?jiǎn)螕簟癗ext”。2.2ROBOGUIDE安裝2第十二步：在“開始復(fù)制文件”的對(duì)話框中，確認(rèn)安裝設(shè)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(jī)器人離線編程與仿真（FANUC機(jī)器人）25課時(shí)第01章緒論第02章ROBOGUIDE認(rèn)知第03章基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)仿真第04章激光雕刻實(shí)訓(xùn)仿真第05章輸送帶搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)仿真第06章碼垛搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)仿真第07章伺服定位控制實(shí)訓(xùn)仿真第08章離線程序?qū)С鲞\(yùn)行與驗(yàn)證第2章ROBOGUIDE認(rèn)知教學(xué)內(nèi)容：2.3ROBOGUIDE界面介紹學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.熟悉ROBOGUIDE軟件操作界面2.認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE機(jī)器人屬性界面3

ROBOGUIDE圍繞一個(gè)離線的三維世界進(jìn)行模擬，在這個(gè)三維世界中模擬現(xiàn)實(shí)中的機(jī)器人和周邊設(shè)備的布局，通過(guò)其中的TP示教，進(jìn)一步來(lái)模擬它的運(yùn)動(dòng)軌跡。通過(guò)這樣的模擬可以驗(yàn)證方案的可行性同時(shí)獲得準(zhǔn)確的周期時(shí)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(shè)備添加欄、仿真窗口。2.3ROBOGUIDE界面介紹工具欄周邊設(shè)備添加欄菜單欄仿真窗口31、菜單欄（1）文件菜單（File）：對(duì)于整個(gè)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(duì)工程文件內(nèi)模型的編輯以及對(duì)已進(jìn)行操作的恢復(fù)。（3）視圖菜單（View）：針對(duì)軟件三維窗口的顯示狀態(tài)的操作。（4）元素菜單（Cell）：對(duì)于工程文件內(nèi)部模型的編輯，如設(shè)置工程的界面屬性、添加各種外部設(shè)備模型和組件。（5）機(jī)器人菜單（Robot）：主要對(duì)機(jī)器人及控制系統(tǒng)的操作。（6）示教菜單（Teach）：主要對(duì)象是程序的操作，包括創(chuàng)建TP程序、上傳程序、導(dǎo)出TP程序等。2.3ROBOGUIDE界面介紹32、工具欄

工具欄窗口有多種應(yīng)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(hào)分類圖標(biāo)功能說(shuō)明1機(jī)器人控制工具實(shí)現(xiàn)世界坐標(biāo)系、用戶坐標(biāo)系等各坐標(biāo)系之間的切換2控制機(jī)器人執(zhí)行程序時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度3

手動(dòng)控制機(jī)器人手爪的打開/閉合4顯示/隱藏機(jī)器人工作范圍5顯示TP示教器進(jìn)行編程示教工作6顯示/隱藏機(jī)器人所有程序的報(bào)警信息32.3ROBOGUIDE界面介紹序號(hào)分類圖標(biāo)功能說(shuō)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(duì)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(duì)象以線框圖狀態(tài)顯示13顯示或隱藏快捷提示窗口14測(cè)量2個(gè)目標(biāo)位置間的距離和相對(duì)位置32.3ROBOGUIDE界面介紹序號(hào)分類圖標(biāo)功能說(shuō)明15程序運(yùn)行工具運(yùn)行機(jī)器人當(dāng)前程序并錄像16運(yùn)行機(jī)器人當(dāng)前程序17暫停機(jī)器人的運(yùn)行18停止機(jī)器人的運(yùn)行19顯示/隱藏機(jī)器人關(guān)節(jié)調(diào)節(jié)工具20顯示/隱藏運(yùn)行控制面板32.3.2機(jī)器人屬性畫面

在ROBOGUIDE中，屬性設(shè)置窗口非常重要，其針對(duì)不同的應(yīng)用模塊，提供了相應(yīng)的設(shè)置項(xiàng)目（包含模型的顯示狀態(tài)設(shè)置、位置姿態(tài)設(shè)置、尺寸數(shù)據(jù)設(shè)置、仿真條件設(shè)置和運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)置等）。機(jī)器人模組的屬性設(shè)置項(xiàng)目主要有機(jī)器人名稱、機(jī)器人工程文件配置修改、機(jī)器人模組顯示狀態(tài)的設(shè)置、機(jī)器人位置的設(shè)置、碰撞檢測(cè)設(shè)置等。機(jī)器人屬性設(shè)置功能如下。2.3ROBOGUIDE界面介紹32.3ROBOGUIDE界面介紹Name——輸入機(jī)器人的名稱32.3ROBOGUIDE界面介紹SerializeRobot——修改機(jī)器人工程文件的配置32.3ROBOGUIDE界面介紹Visible——默認(rèn)處于勾選狀態(tài)，若取消勾選，機(jī)器人模組將會(huì)隱藏EdgeVisible——默認(rèn)處于勾選狀態(tài)，若取消勾選，機(jī)器人模組的輪廓線將會(huì)隱藏32.3ROBOGUIDE界面介紹TeachToolVisible——默認(rèn)處于勾選狀態(tài)，若取消勾選，機(jī)器人的TCP將被隱藏32.3ROBOGUIDE界面介紹WireFrame——默認(rèn)不勾選，如果勾選，機(jī)器人模組將以線框的樣式顯示32.3ROBOGUIDE界面介紹Location——輸入數(shù)值調(diào)整機(jī)器人的位置，包括在X、Y、Z軸方向上的平移距離和旋轉(zhuǎn)角度32.3ROBOGUIDE界面介紹ShowWorkEnvelope——勾選顯示機(jī)器人TCP的運(yùn)動(dòng)范圍32.3ROBOGUIDE界面介紹Showrobotcollisions——勾選會(huì)顯示碰撞結(jié)果32.3ROBOGUIDE界面介紹LockAllLocationValues——勾選鎖定機(jī)器人位置數(shù)據(jù)，機(jī)器人不能被移動(dòng)THANKYOU工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真（FANUC機(jī)器人）25課時(shí)第01章緒論第02章ROBOGUIDE認(rèn)知第03章基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)仿真第04章激光雕刻實(shí)訓(xùn)仿真第05章輸送帶搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)仿真第06章碼垛搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)仿真第07章伺服定位控制實(shí)訓(xùn)仿真第08章離線程序?qū)С鲞\(yùn)行與驗(yàn)證第2章ROBOGUIDE認(rèn)知教學(xué)內(nèi)容：2.4ROBOGUIDE基本操作2.5ROBOGUIDE項(xiàng)目實(shí)施流程學(xué)習(xí)目標(biāo)：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(guò)鼠標(biāo)可以對(duì)仿真模型窗口進(jìn)行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、放大、縮小等操作。移動(dòng)：按住中鍵，并拖動(dòng)；旋轉(zhuǎn)：按住右鍵，并拖動(dòng)；放大縮?。和瑫r(shí)按住左右鍵前后移動(dòng)或直接滾動(dòng)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(biāo)參數(shù)，另一種方法是用鼠標(biāo)直接拖曳（首先要左鍵單擊選中模型，并顯示出綠色坐標(biāo)軸）。1）移動(dòng)：①將鼠標(biāo)箭頭放在某個(gè)綠色坐標(biāo)軸上，箭頭顯示為手形并有坐標(biāo)軸標(biāo)號(hào)X、Y或Z，按住左鍵并拖動(dòng)，模型將沿此軸方向移動(dòng)；②將鼠標(biāo)放在坐標(biāo)上，按住鍵盤上【Ctrl】鍵，按住鼠標(biāo)左鍵并拖動(dòng)，模型將沿任意方向移動(dòng)。2）旋轉(zhuǎn)：按住鍵盤上【Shift】鍵，鼠標(biāo)放在某根坐標(biāo)軸上，按住左鍵并拖動(dòng)，模型將沿此軸旋轉(zhuǎn)。42.4ROBOGUIDE基本操作3、機(jī)器人移動(dòng)（1）機(jī)器人整體移動(dòng)在“周邊設(shè)備添加欄”中，選擇機(jī)器人模型“GP:1-LRMate200iD/4S”，在仿真窗口中機(jī)器人的下方出現(xiàn)直角坐標(biāo)框架。用鼠標(biāo)拖動(dòng)坐標(biāo)系半軸，機(jī)器人整體將沿軸方向移動(dòng)；按住鍵盤上【Shift】鍵，用鼠標(biāo)拖動(dòng)坐標(biāo)系半軸，機(jī)器人整體將沿此軸旋轉(zhuǎn)。42.4ROBOGUIDE基本操作（2）機(jī)器人TCP移動(dòng)在“周邊設(shè)備添加欄”中，選擇對(duì)應(yīng)的工具，在仿真窗口中機(jī)器人當(dāng)前的TCP位置出現(xiàn)直角坐標(biāo)框架。用鼠標(biāo)拖動(dòng)坐標(biāo)系半軸，機(jī)器人末端TCP將沿軸方向移動(dòng)；按住鍵盤上【Shift】鍵，用鼠標(biāo)拖動(dòng)坐標(biāo)系半軸，機(jī)器人末端TCP將沿此軸旋轉(zhuǎn)。42.4ROBOGUIDE基本操作（3）快速捕捉工具欄點(diǎn)擊工具欄圖標(biāo)，打開“MoveTo”快速捕獲工具欄，如圖所示?？梢詫?shí)現(xiàn)機(jī)器人TCP點(diǎn)快速運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)面、邊、點(diǎn)或者圓中心。單擊

和模型，機(jī)器人TCP移動(dòng)到模型表面上的點(diǎn)。快捷鍵:“Ctrl+Shift”組合鍵并單擊鼠標(biāo)左鍵。單擊

和模型，機(jī)器人TCP移動(dòng)到模型邊緣上的點(diǎn)?？旖萱I:“Ctrl+Alt”組合鍵并單擊鼠標(biāo)左鍵。單擊和模型，機(jī)器人TCP移動(dòng)到模型的角點(diǎn)?？旖萱I:“Ctrl+Alt+Shift”組合鍵并單擊鼠標(biāo)左鍵。單擊

和模型，機(jī)器人TCP移動(dòng)到模型圓弧特征的圓心。快捷鍵:“Alt+Shift”組合鍵并單擊鼠標(biāo)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(guò)虛擬示教器對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教編程。虛擬示教器的使用方法與真實(shí)機(jī)器人上的示教器使用方法基本相同，具體可參考《工業(yè)機(jī)器人入門實(shí)用教程（FANUC機(jī)器人）》。虛擬示教器的打開方式如下圖。42.4ROBOGUIDE基本操作1.點(diǎn)擊工具欄中

圖標(biāo)，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(diǎn)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(guān)，開關(guān)撥至“ON”，示教器處于有效狀態(tài)。示教器無(wú)效時(shí)，點(diǎn)動(dòng)進(jìn)給、程序創(chuàng)建、測(cè)試執(zhí)行等功能無(wú)法執(zhí)行42.4ROBOGUIDE基本操作5.虛擬示教器下方有三個(gè)選項(xiàng)用于切換示教器鍵盤功能：TPKeyPad：打開示教器鍵盤CurrentPosition：查看機(jī)器人的當(dāng)前位置信息VirtualRobotSettings：查看虛擬機(jī)器人的狀態(tài)和文件的路徑42.5ROBOGUIDE項(xiàng)目實(shí)施流程ROBOGUIDE離線編程與仿真項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中主要有6個(gè)環(huán)節(jié)：創(chuàng)建工作站、構(gòu)建虛擬工作場(chǎng)景、坐標(biāo)系創(chuàng)建、模型的仿真設(shè)置、創(chuàng)建仿真路徑程序、仿真程序運(yùn)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(gòu)建虛擬工作場(chǎng)景坐標(biāo)系創(chuàng)建模型的仿真設(shè)置仿真程序運(yùn)行結(jié)束42.5ROBOGUIDE項(xiàng)目實(shí)施流程（1）創(chuàng)建工作站在根據(jù)真實(shí)機(jī)器