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深度解析工業機器人主流離線編程軟件

時間:2019-05-17 09:47 來源:智通教育

通常來講,機器人編程可分為示教在線編程和離線編程。我們今天講解的重點是離線編程,通過示教在線編程在實際應用中主要存在的問題,來說說機器人離線編程軟件的優勢和主流編程軟件的功能、優缺點進行深度解析。

智通教育工業機器人離線編程軟件講解01


示教在線編程在實際應用中主要存在以下問題:

1、示教在線編程過程繁瑣、效率低。

2、精度完全是靠示教者的目測決定,而且對于復雜的路徑示教在線編程難以取得令人滿意的效果。

基于對示教編程出現的弊端,那么離線編程就出現啦!與示教編程相比,離線編程又有什么優勢呢?

1、減少機器人的停機時間,當對下一個任務進行編程時,機器人仍可在生產線上進行工作。

2、使編程者遠離了危險的工作環境。

3、適用范圍廣,可對各種機器人進行編程,并能方便的實現優化編程。

4、可對復雜任務進行編程。

5、便于修改機器人程序。

常用離線編程軟件,可按不同標準分類,例如,可以按國內與國外分類,也可以按通用離線編程軟件與廠家專用離線編程軟件。

按國內與國外分類,可以分為以下兩大陣營:

國內:RobotArt

國外:RobotMaster、RobotWorks、Robomove、RobotCAD、DELMIA、RobotStudio、RoboGuide

按通用離線編程與廠家專用離線編程,又可以為以下兩大陣營:

通用:RobotArt、RobotMaster、Robomove、RobotCAD、DELMIA

廠家專用:RobotStudio、RoboGuide、KUKASim

國外軟件中,RobotMaster相對來說最強的,基于MasterCAM平臺,生成數控加工軌跡是優勢,RobotWorks,RoboMove次之,但一套都要幾十萬大洋,目前沒試用。RobotCAD,DElMIA都側重仿真,價格比前者還貴。

機器人廠家的離線編程軟件,以ABB的RobotStudio是強,但也僅僅是把示教放到了電腦中,注重是仿真和節拍統計。

看到離線編程的這些優點以及分類后,是不是迫不及待的想看看離線編程軟件長什么樣子?那么往下看吧~下面詳細介紹一下主流的離線編程軟件。


01

Robot Art(中國,可免費下載試用)

Robot?Art是北京華航唯實出的一款國產離線編程軟件,老實說,雖然與國外同類的RobotMaster,DELMIA相比,功能稍遜一些,但是在國內離線編程軟件里面,也算是出類拔萃。據了解他們的技術來自北航機器人所,也有一些自己的專利,號稱首款商業化離線編程軟件,算是填補了國產離線編程的一個空白。一站式解決方案,從軌跡規劃,軌跡生成,仿真模擬,到最后后置代碼,使用簡單,學習起來比較容易上手。官網可以下載軟件,并免費試用。

智通教育工業機器人離線編程軟件講解02

圖表?1:RobotArt離線編程仿真軟件的界面

優點:

1)支持多種格式的三維CAD模型,可導入擴展名為step、igs、stl、x_t、prt(UG)、prt(ProE)、CATPart、sldpart等格式;

2)支持多種品牌工業機器人離線編程操作,如ABB、KUKA、Fanuc、Yaskawa、Staubli、KEBA系列、新時達、廣數等);

3)擁有大量航空航天高端應用經驗;

4)自動識別與搜索CAD模型的點、線、面信息生成軌跡;

5)軌跡與CAD模型特征關聯,模型移動或變形,軌跡自動變化;

6)一鍵優化軌跡與幾何級別的碰撞檢測;

7)支持多種工藝包,如切割、焊接、噴涂、去毛刺、數控加工;

8)支持將整個工作站仿真動畫發布到網頁、手機端;

缺點:

軟件不支持整個生產線仿真(不夠萬能),對外國小品牌機器人也不支持,不過作為機器人離線編程,還是相當給力的,功能一點也不輸給國外軟件。


02

?Robot Master(加拿大,無試用)

Robotmaster來自加拿大,由上海因肯代理,是目前離線編程軟件國外品牌中的頂尖的軟件,幾乎支持市場上絕大多數機器人品牌(KUKA,ABB,Fanuc,Motoman,史陶比爾、珂瑪、三菱、DENSO、松下……)。

智通教育工業機器人離線編程軟件講解03

圖表?2:Robot?Master軟件界面

功能:Robotmaster在Mastercam中無縫集成了機器人編程、仿真和代碼生成功能,提高了機器人編程速度。

優點:

可以按照產品數模,生成程序,適用于切割、銑削、焊接、噴涂等等。獨家的優化功能,運動學規劃和碰撞檢測非常精確,支持外部軸(直線導軌系統、旋轉系統),并支持復合外部軸組合系統。

缺點:

暫時不支持多臺機器人同時模擬仿真(就是只能做單個工作站),基于MasterCAM做的二次開發,價格昂貴,企業版在20W左右。好貴!!


03

Robot Works(以色列,有試用)

RobotWorks是來自以色列的機器人離線編程仿真軟件,與Robot?Master類似,是基于Solidworks做的二次開發。使用時,需要先購買Solidworks。

主要功能如下:

(1)全面的數據接口:Robotworks是基于Solidworks平臺開發,Solidworks可以通過IGES,DXF,DWG,PrarSolid,Step,VDA,SAT等標準接口進行數據轉換。

(2)強大的編程能力:從輸入CAD數據到輸出機器人加工代碼只需四步。

第一步:從Solidworks直接創建或直接導入其他三維CAD數據,選取定義好的機器人工具與要加工的工件組合成裝配體。所有裝配夾具和工具客戶均可以用Solidworks自行創建調用;

第二步:Robotworks選取工具,然后直接選取曲面的邊緣或者樣條曲線進行加工產生數據點;

第三步:調用所需的機器人數據庫,開始做碰撞檢查和仿真,在每個數據點均可以自動修正,包含工具角度控制,引線設置,增加減少加工點,調整切割次序,在每個點增加工藝參數;? ? ? ? ? ? ? ??

第四步:Robotworks自動產生各種機器人代碼,包含笛卡爾坐標數據,關節坐標數據,工具與坐標系數據,加工工藝等,按照工藝要求保存不同的代碼。

(3)強大的工業機器人數據庫:系統支持市場上主流的大多數的工業機器人,提供各大工業機器人各個型號的三維數模。

(4)完美的仿真模擬:獨特的機器人加工仿真系統可對機器人手臂,工具與工件之間的運動進行自動碰撞檢查,軸超限檢查,自動刪除不合格路徑并調整,還可以自動優化路徑,減少空跑時間。

(5)開放的工藝庫定義:系統提供了完全開放的加工工藝指令文件庫,用戶可以按照自己的實際需求自行定義添加設置自己獨特工藝,添加的任何指令都能輸出到機器人加工數據里面。

缺點:

Robotworks基于solidworks,solidworks本身不帶CAM功能,編程繁瑣,機器人運動學規劃策略智能化程度低。不會用sw,只會用UG,PROE......咋整?

優點:

生成軌跡方式多樣、支持多種機器人、支持外部軸。


04

ROBCAD(德國,無試用)

ROBCAD是西門子旗下的軟件,軟件較龐大,重點在生產線仿真,價格也是同軟件中頂尖的。軟件支持離線點焊、支持多臺機器人仿真、支持非機器人運動機構仿真,精確的節拍仿真,ROBCAD主要應用于產品生命周期中的概念設計和結構設計兩個前期階段。現已被西門子收購,不再更新,已經out了!

其主要特點包括:

(1)與主流的CAD軟件(如NX、CATIA、IDEAS)無縫集成。

(2)實現工具工裝、機器人和操作者的三維可視化。

(3)制造單元、測試以及編程的仿真。

ROBCAD的主要功能包括:

(1)Workcelland?Modeling:對白車身生產線進行設計、管理和信息控制。
(2)Spotand?OLP:完成點焊工藝設計和離線編程。
(3)Human:實現人因工程分析。
(4)Application中的Paint、Arc、Laser等模塊:實現生產制造中噴涂,弧焊,激光加工,緄邊等等工藝的仿真驗證及離線程序輸出。
(5)ROBCAD的Paint模塊。噴漆的設計、優化和離線編程,其功能包括:噴漆路線的自動生成、多種顏色噴漆厚度的仿真、噴漆過程的優化。

缺點:

價格昂貴,離線功能較弱,Unix移植過來的界面,人機界面不友好。而且已經不再更新!

智通教育工業機器人離線編程軟件講解04

圖表?4:ROBCAD軟件界面


05

DELMIA(法國,無試用)

汽車行業都是用的DELMIA哦!

DELMIA是達索旗下的CAM軟件,大名鼎鼎的CATIA是達索旗下的CAD軟件。DELMIA有6大模塊,其中Robotics解決方案涵蓋汽車領域的發動機、總裝和白車身(Body-in-White),航空領域的機身裝配、維修維護,以及一般制造業的制造工藝。

DELMIA的機器人模塊ROBOTICS是一個可伸縮的解決方案,利用強大的PPR集成中樞快速進行機器人工作單元建立、仿真與驗證,是一個完整的、可伸縮的、柔性的解決方案。使用DELMIA機器人模塊,用戶能夠容易地:

(1)從可搜索的含有超過400種以上的機器人的資源目錄中,下載機器人和其它的工具資源。

(2)利用工廠布置規劃工程師所完成的工作。

(3)加入工作單元中工藝所需的資源進一步細化布局。

缺點:

DELMIA,和Process&Simulate等都屬于專家型軟件,操作難度太高,不適宜高職學生學習,需要機器人專業研究生以上學生使用。DELMIA,Process&Simulte功能雖然十分強大,但是工業正版單價也在百萬級別。

智通教育工業機器人離線編程軟件講解05

離線仿真教學視頻1—DELMIA


06

RobotStudio(瑞士,無試用)

RobotStudio是瑞士ABB公司配套的軟件,是機器人本體商中軟件做的最好的一款。。RobotStudio支持機器人的整個生命周期,使用圖形化編程、編輯和調試機器人系統來創建機器人的運行,并模擬優化現有的機器人程序。

Robot Studio包括如下功能:

(1)CAD導入。可方便地導入各種主流CAD格式的數據,包括IGES、STEP、VRML、VDAFS、ACIS及CATIA等。機器人程序員可依據這些精確的數據編制精度更高的機器人程序,從而提高產品質量。

(2)Auto?Path功能。該功能通過使用待加工零件的CAD模型,僅在數分鐘之內便可自動生成跟蹤加工曲線所需要的機器人位置(路徑),而這項任務以往通常需要數小時甚至數天

(3)程序編輯器。可生成機器人程序,使用戶能夠在Windows環境中離線開發或維護機器人程序,可顯著縮短編程時間、改進程序結構。

(4)路徑優化。如果程序包含接近奇異點的機器人動作,RobotStudio可自動檢測出來并發出報警,從而防止機器人在實際運行中發生這種現象。仿真監視器是一種用于機器人運動優化的可視工具,紅色線條顯示可改進之處,以使機器人按照最有效方式運行。可以對TCP速度、加速度、奇異點或軸線等進行優化,縮短周期時間。

(5)可達性分析。通過Autoreach可自動進行可到達性分析,使用十分方便,用戶可通過該功能任意移動機器人或工件,直到所有位置均可到達,在數分鐘之內便可完成工作單元平面布置驗證和優化。

(6)虛擬示教臺。是實際示教臺的圖形顯示,其核心技術是Virtual?Robot。

從本質上講,所有可以在實際示教臺上進行的工作都可以在虛擬示教臺

(QuickTeach?)上完成,因而是一種非常出色的教學和培訓工具。

(7)事件表。一種用于驗證程序的結構與邏輯的理想工具。程序執行期間,可通過該工具直接觀察工作單元的I/O狀態。可將I/O連接到仿真事件,實現工位內機器人及所有設備的仿真。該功能是一種十分理想的調試工具。

(8)碰撞檢測。碰撞檢測功能可避免設備碰撞造成的嚴重損失。選定檢測對象后,RobotStudio可自動監測并顯示程序執行時這些對象是否會發生碰撞。

(9)VBA功能。可采用VBA改進和擴充RobotStudio功能,根據用戶具體需要開發功能強大的外接插件、宏,或定制用戶界面。

(10)直接上傳和下載。整個機器人程序無需任何轉換便可直接下載到實際機器人系統,該功能得益于ABB獨有的Virtual?Robot技術。

缺點:

就是只支持ABB品牌機器人,機器人間的兼容性很差。集成商可不能只做ABB的項目!

智通教育工業機器人離線編程軟件講解06

圖表8:Robot?Studio軟件界面


07

Robomove(意大利,無試用)

Robomove來自意大利,同樣支持市面上大多數品牌的機器人,機器人加工軌跡由外部CAM導入,與其他軟件不同的是,Robomove走的是私人定制路線,根據實際項目進行定制。軟件操作自由,功能完善,支持多臺機器人仿真。

缺點:

需要操作者對機器人有較為深厚的理解,策略智能化程度與Robotmaster有較大差距。

還有一些其他通用型離線編程軟件,這里就不多做介紹了。他們通常也有著不錯的離線仿真功能,但是由于技術儲備之類的原因,尚還屬于第二梯隊。比如,SprutCAM,RobotSim,川思特,天皇,亞龍,旭上,匯博等等。以上介紹了常用的7款主流離線編程軟件,主要對軟件的功能和優缺點進行了分析。


08

RoboGuide(美國,有試用)

RoboGuide系列以過程為中心的軟件包允許用戶在3-D中創建,編程和模擬機器人工作單元,而無需原型工作單元設置的物理需求和費用。使用虛擬機器人和工作單元模型,使用ROBOGUIDE進行離線編程可通過在實際安裝之前實現單個和多個機器人工作單元布局的可視化來降低風險。

這類專用型離線編程軟件,優點和缺點都很類似且明顯。因為都是機器人本體廠家自行或者委托開發,所以能夠拿到底層數據接口,開發出更多功能,軟件與硬件通訊也更流暢自然。所以,軟件的集成度很多,也都有相應的工藝包。

缺點:

就是只支持本公司品牌機器人,機器人間的兼容性很差。

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