《工业机器人应用技术》课件-3.1 布局机器人工作站与建立机器人系统

项目三、机器人工作站的基本3D仿真【项目描述】

在当前的行业应用中，通常采用机器人工作站形式利用工业机器人进行产品生产。因为机器人工作站是一种将工业机器人及其外围设备按特定工艺或工序集成为可完成特定功能的非标准化的自动化设备。所以，其研发周期一般需要经历“方案设计-试制样机-方案优化-改版样机-定型”等多个阶段，导致资金投入和时间成本均较高。如果将机器人工作站建设方案的设计与优化工作通过3D仿真方式完成，则可以大幅度降低研发成本，节省研发时间。本项目将以建立一个简单的3D仿真工站为任务载体，练习使用RS软件进行布局工作站、建立机器人系统、手动操纵机器人、创建工件坐标、编辑轨迹程序、仿真运行机器人和录制视频等操作。

【教学目标】

1、知识目标：了解建立工业机器人工作站的方法步骤；掌握布局机器人工作站和建立机器人系统的操作步骤；2、素养目标：具有发现问题、分析问题、解决问题的能力；具有高度责任心和良好的团队合作能力；培养良好的职业素养和一定的创新意识；养成“认真负责、精检细修、文明生产、安全生产”等良好的职业道德。3.1布局机器人工作站与建立机器人系统

1、布局机器人工作站

任何机器人工作站至少应该包含工业机器人及工作对象两个组成部分。如图3-1所示，在RS软件中的一个简单的工业机器人工作站。在图中两条白色线圈中间区域为该型工业机器人的有效工作空间，建立机器人工作站时，工作对象必需放入此区域内。一、建立工业机器人工作站的方法与步骤图3-1一个简单的工业机器人工作站

2、建立机器人系统

在RS软件中完成了工作站布局以后，要为工业机器人加载系统，建立虚拟的控制器，使其具有的电气特性来完成相关的仿真操作。

3、调整机器人位置如果在建立工业机器人系统以后，发现机器人的摆放位置并不合适，还需要进行调整的话，就要在RS软件中移动机器人的位置，并重新确认机器人在整个工作站中的坐标位置。

4、选择手动操纵方式机器人的运动轨迹是由多个路径目标点构成的，手动操纵机器人运动到指定目标点后，才能进行位置数据的示教保存。手动操纵共有三种模式：关节运动、线性运动和重定位运动。一、建立工业机器人工作站的方法与步骤

5、设定机器人坐标系

机器人坐标系主要有大地坐标系、用户坐标系、工具坐标系和工件坐标系等。其中工具坐标系主要用于进行机器人工具TPC的标定，工件坐标系主要用于对机器人所需加工对象的标定。与真实的机器人一样，在RS软件中也需要相关坐标系进行定义。6、编写运动轨迹程序

生产过程中，机器人工作站一般采用自动运行模式，但调试阶段需要设计与开发运动轨迹程序。与真实的机器人一样，在RS软件中工业机器人运动轨迹也是通过RAPID程序指令进行控制的，规划的运动轨迹程序，可以在RS中进行轨迹的仿真，也可以下载到真实机器人中进行运行。一、建立工业机器人工作站的方法与步骤

7、执行“同步到VC”在RS软件中，为保证虚拟控制器中的数据与真实的机器人工作站数据一致，需要将虚拟控制器与工作站数据进行同步。当在工作站中修改数据后，则需要执行“同步到VC”；反之则需要执行“同步到工作站”。8、录制视频机器人工作站建立后，可以录制运动视频，以便在没有安装RS的计算机中查看工业机器人的运行。也还可以将工作站制作成.exe可执行文件，以便进行更灵活的工作站查看。

文件保存注意事项为了提高与各种版本RS的兼容性，建议在RS中做任何保存的操作时，保存的路径和文件名称最好使用英文字符。一、建立工业机器人工作站的方法与步骤

1、导入机器人模型：具体操作过程如图3-2至图3-5所示。①、在“文件”功能选项卡中选中“新建”，创建一个新的工作站；

二、建立工业机器人工作站图3-2新建空工作站

1、导入机器人模型：②、在“基本”功能选项卡中打开“ABB模型库”，选择“IRB120”；

二、建立工业机器人工作站图3-3机器人型号选择

1、导入机器人模型：③、在输出框中选择工业机器人的版本，然后点出“确定”；

二、建立工业机器人工作站图3-4确定机型版本

1、导入机器人模型：④、使用键盘的按键和鼠标组合，可以调整工作站视图。

二、建立工业机器人工作站图3-5选型后工作站视图效果

快捷键：

平移：Ctrl+鼠标左键视角：Ctrl+Shift+鼠标左键缩放：滚动鼠标中间轮

2、加载机器人工具：具体操作过程如图3-6至图3-10所示。①、在“基本”功能选项卡中，打开“导入模型库”—“设备”—“myTool”；二、建立工业机器人工作站图3-6导入模型库选择工具

2、加载机器人工具：

②、在“MyTool”选项上按住鼠标左键，向上拖到“IRB120_3_58_1”后，再松开鼠标左键；二、建立工业机器人工作站图3-7加载工具到机器人本体

2、加载机器人工具：

③、提示确认是否更新“夹具”位置，确认点击“是”；二、建立工业机器人工作站图3-8加载确认

2、加载机器人工具：

④、夹具安装在法兰盘上面；二、建立工业机器人工作站图3-9加载后效果

2、加载机器人工具：

⑤、如果需要将工具从机器人法兰盘中卸下，右键点击“夹具”，选择“拆除”，如果需要删除，则选择“删除”；二、建立工业机器人工作站图3-10拆除或删除工具的操作

3、摆放工作对象：具体操作过程如图3-11至图3-19所示。①、在“基本”-“导入模型库”下拉列表中选择“棋盘底座”模型进行导入；二、建立工业机器人工作站图3-11导入模型库选择“棋盘底盘”

3、摆放工作对象：

②、选中“IRB120_3_58_1”单击右键，选择“显示机器人工作区域”；二、建立工业机器人工作站图3-12显示机器人工作区域

3、摆放工作对象：

③、图中白色弧形区域表示机器人可以到达的工作范围，工作对象应该调整至机器人的最佳工作范围内，这样可以轨迹规划，下面将棋盘底座移放在机器人工作区域内；二、建立工业机器人工作站图3-12机器人工作区域展开

3、摆放工作对象：

要移动对象，则需要用户到Freehand工具栏功能。④、在“Freehand”中工具栏中，选定“大地坐标”和单击“移动”按钮；⑤、拖动箭头到达图中所示的大地坐标位置。二、建立工业机器人工作站说明：工业生产过程中，有很多加工件以组合体形式出现，下面展示引入新工作对象B，并将原有工作对象A与新工作对象B进行组合处理。图3-14移动工作对象

3、摆放工作对象：

⑥、在“基本”功能选项卡，选择“导入模型库”—“设备”—“棋盘”导入棋盘模型库；二、建立工业机器人工作站图3-15导入模型库选择棋盘

3、摆放工作对象：

⑦、将“棋盘”放置到“棋盘底座”上，在对象上单击右键，选择“位置”—“放置”下拉菜单中的“一个点”按钮；二、建立工业机器人工作站图3-16选择“一个点”法合成工作对象

3、摆放工作对象：

说明：为了能准确捕捉对象特征，需要正确的选择捕捉工具，如图3-17所示，如果选中该功能会显示深色背景，未选中则为灰色背景。二、建立工业机器人工作站图3-17捕捉工具说明

3、摆放工作对象：

⑧、选中捕捉工具的“选择部件”和“捕捉中心”，选中后会显示深色背景色；⑨、单击“主点—从”的第一个坐标点，再选择棋盘下面的中心点，生成源地址坐标；然后单击“主点—到”的第一个坐标点，再选择棋盘底座上面的中心点，生成目标地址坐标；二、建立工业机器人工作站图3-18选择部件与捕捉中心

3、摆放工作对象：

二、建立工业机器人工作站图3-19棋盘与棋盘底座合成后效果

具体操作过程如图3-20至图3-22所示。

1、在“基本”功能选项卡下，单击“机器人系统”下拉选项的“从布局…”；

三、建立工业机器人系统图3-20创建机器人系统2、单击“完成”；

三、建立工业机器人系统图3-21创建机器人系统相关参数确定