工业机器人应用编程（KUKA中高级） 课件 项目五 工业机器人离线仿真应用编程

项目五工业机器人离线仿真应用编程公司简介汇博工业CATALOGUE一学习目标公司简介CATALOGUE目录四知识拓展二工作任务五评价反馈三实践操作六练习与思考题1.能够根据工作任务创建、导入和配置模型，完成工作站系统布局；2.能够根据工作任务要求配置工具参数并生成对应工具的库文件；3.能够根据工作任务要求对绘图、激光雕刻、涂胶、码垛等典型应用进行离线编程和调试；4.能够根据工业机器人任务要求配置验证模块，搭建验证环境，对离线程序进行实际验证和调试。一、学习目标一、工作任务背景工业机器人编程可分为在线示教编程和离线编程，在线示教编程在实际应用中主要存在以下问题：1）在线示教编程过程繁琐、效率低。2）精度完全是靠示教者的目测决定，而且对于复杂的路径，在线示教编程难以取得令人满意的效果。机器人离线编程优势包含以下几点：1）减少机器人停机的时间，当对下一个任务进行编程时，机器人可仍在生产线上工作；2）使编程者远离危险的工作环境，改善了编程环境；3）离线编程系统使用范围广，可以对各种机器人进行编程；4）方便地实现优化编程；5）可对复杂任务（关键点、轮廓线、平面、曲面等）进行编程；

6）直观地观察机器人工作过程，判断包括超程、碰撞、奇异点、超工作空间等错误。二、工作任务一、工作任务的背景KUKASimPro离线仿真软件可以实现以下五大功能：1）自带CAD阅读器，可实现布局仿真；2）能够赋予转台、滑台、传送带等数字模型运动特性，实现动作仿真；3）可方便实现碰撞检测；4）实现节拍计算，满足多样化工艺要求；二、工作任务二、所需要的设备离线编程所需设备：KUKASimPro3.1离线仿真软件和计算机。绘图激光雕刻二、工作任务涂胶码垛二、工作任务三、任务描述绘图：首先利用仿真软件在绘图模块上按照给定图案生成轨迹，然后导出至实体平台中进行轨迹验证；激光雕刻：激光笔与雕刻模块保持固定距离且实时与弧面垂直，沿“BN”字样的轨迹进行雕刻；涂胶：涂胶工具与模拟涂胶模块保持垂直，在指定的轨迹下运动，此任务与绘图相似，只是所用末端工具不同，要求涂胶工具末端始终与涂胶模块所在平面保持垂直。码垛：使用吸盘工具将左侧四层一列码垛模块以两层两列的方式摆放至左侧。二、工作任务KUKA.SimPro用于KUKA机器人的完全离线编程软件，可以用于分析节拍时间并生成机器人程序，还可以用来实时连接虚拟的KUKA机器人控制系统(KUKA.OfficeLite)。KUKA.SimPro也用于布置参数化的组件以及定义也可以在KUKA.SimLayout中使用的运动系统。KUKA.OfficeLite包含在KUKA.SimPro软件包中。KUKA.SimPro包含一个附加的应用接口（NetAPI）。其他开发环境（例如：C#）可以通过该附件的接口以不同的方式控制和影响模拟（例如：启动和控制）。KUKA.Sim组件库是一个本地数据库，含有超过1000个用于KUKA.Sim的典型布局组件（机器人、抓手、栅栏等）。在安装KUKA.Sim时会一起安装。只要计算机与互联网连接，本地KUKA组件（例如新的机器人类型）更新自动进行。三、实践操作KUKA.SimPro在进行安装时对硬件的最低要求包括以下几点：（1）双核CPU，至少8GBRAM（推荐：16GBRAM）（2）至少1GBRAM的显卡（推荐：2GBRAM）（3）DirectX9.0支持（4）支持的操作系统：WIN10(Pro,Enterprise,Education)64Bit三、实践操作二、任务实施1.KUKA.SimPro3.1软件认知（1）基本设置

打开KUKASimPro3.1离线仿真软件，单击【文件】按照图5-1提示，可以进行语言和界面主题的设置。三、实践操作.绘图离线编程及验证（1）离线编程

绘图离线编程操作步骤见表5-2。三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作（2）手动安装绘图笔工具

手动安装绘图笔工具的操作方法包括以下步骤，如表5-3所示。三、实践操作三、实践操作三、实践操作（3）程序验证

程序验证过程中需要使用示教器对导入的程序中工具坐标系（TOOL-DATA[1]）的数据进行适当调整，对基坐标系（BASE-DATA[1]）的数据进行适当调整，操作步骤及说明见表5-4。三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作3.激光雕刻离线编程及验证三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作（2）手动安装激光笔工具

手动安装激光笔工具的操作方法包括以下步骤，如表5-6所示。三、实践操作三、实践操作三、实践操作（3）程序验证

程序验证过程中需要使用示教器对导入的程序中工具坐标系（TOOL-DATA[2]）的数据进行适当调整，对基坐标系（BASE-DATA[2]）的数据进行适当调整三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作4.涂胶离线编程及验证（1）离线编程

从本小节开始，将介绍新版仿真软件KUKA.Sim4.0的操作步骤。三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作（2）手动安装激光笔工具

手动安装激光笔工具的操作方法包括以下步骤，如表5-9所示。三、实践操作三、实践操作三、实践操作（3）程序验证

程序验证过程中需要使用示教器对导入的程序中工具坐标系（TOOL-DATA[2]）的数据进行适当调整，对基坐标系（BASE-DATA[2]）的数据进行适当调整三、实践操作三、实践操作三、实践操作5.码垛离线编程及验证（1）离线编程

码垛离线编程操作步骤三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作（2）手动安装吸盘工具

手动安装吸盘工具的操作方法包括以下步骤，如表5-12所示。三、实践操作三、实践操作三、实践操作三、实践操作（3）程序验证程序验证过程中需要使用示教器对导入的程序中工具坐标系（TOOL-DATA[2]）的数据进行适当调整，对基坐标系（BASE-DATA[2]）的数据进行适当调整三、实践操作三、实践操作四、知识拓展机器人离线编程是指操作者在编程软件里构建整个机器人工作应用场景的三维虚拟环境，然后根据加工工艺等相关需求，进行一系列操作，自动生成机器人的运动轨迹，即控制指令，然后在软件中仿真与调整轨迹，最后生成机器人执行程序传输给机器人。1.离线编程误差来源与消除办法:（1）误差来源一：TCP测量误差。消除办法：将在真实机器人工作站中标定得到的TCP位姿信息填写入离线编程中，离线编程软件通常具备根据用户填写的TCP值修改虚拟工具位置的能力，并且可以更新机器人轨迹。

（2）误差来源二：零件几何与定位误差，一方面是模型的误差，另一方面是零件定位误差。消除办法：对于实际零件和三维模型差异过大的情况，有两种思路：一种思路是通过在线动态补偿的手段实现机器人在工作中根据零件的变形情况不断调整实际轨迹的方案。例如焊接中的焊缝跟随，激光切割中的浮动跟随等等。另一思路是获取真实的三维模型，例如通过三维扫描仪，三维视觉等对零件做扫描重建，再利用重建模型在离线编程软件中计算轨迹。（3）误差来源三：机器人装配误差（DH参数与设计不符）引起的绝对空间位姿误差需要对机器人本体做标定。消除办法：测量出机器人本体的真实尺寸，更新机器人各关节0点或DH参数。常见的方案有：使用激光跟踪仪对机器人本体做标定；利用某些品牌机器人控制器中的20点标定法，标定局部空间位姿精度。四、知识拓展2.机器人离线编程应用领域：机器人离线编程通常应用在机器人切削、机器人机械加工、机器人去毛刺、机器人焊接、机器人抛光/打磨、机器人点胶、机器人修边、机器人喷漆等复杂的自动化环境。五、评价反馈五、评价反馈六、练习与思考题一、填空题1.

工业机器人编程可分为

和

。2.KUKA离线编程软件包含剪贴板区、

、

、

、导入区、导出区、统计区等主要功能区。3.

KUKA离线编程软件中组件属性通常包含：名称、

、

、BOM、BOM描述、

、类别等功能。4.

KUKA离线编程软件对导入