RobotArt機器人離線編程仿真軟件的應用

關萌 北京華航唯實機器人科技股份有限公司

引言

隨著中國制造2025的提出，使我國成為了工業機器人的消費大國，也是全球最具潛力的工業機器人消費市場。工業機器人將成為中國制造的主角，機器人的出現大大解放了勞動力，從而使人投入到更具有價值的工作上，避免重復性勞動給人類帶來的不必要的折磨。自2013年以來，中國已成為全球最大的機器人市場。據國際機器人聯合會預測，到2019年，中國的機器人市場將占據全球市場需求量的40%。目前，機器人產業在我國正處在井噴之勢。各個機器人本體商都開發了自己的機器人離線編程軟件，對自有品牌的機器人底層語言支持的比較好，但是只適用于自家品牌的機器人，并不適用于市面上其他主流的機器人品牌，因此第三方軟件變成為了亟待解決此類問題的關鍵，如RobotMaster、RobotWorks等，還有本體廠商的主流離線編程軟件，如ABB、Fanuc、Kuka等本體廠商都有自己品牌的機器人離線編程軟件。RobotArt是國產機器人離線編程軟件，常用于教學和工業上的某些應用領域。中文操作界面、簡單易學。

1 RobotArt機器人離線編程仿真軟件在教學中的應用

目前，隨著工業機器人在各個領域的廣泛應用，隨之而來不少學校也將工業機器人引入到課堂的教學中，讓學生與機器人實現零距離接觸，這樣也對將來學生的就業產生了至關重要的作用。機器人的品牌的誕生可謂是雨后春筍，根據中國工業和信息化部的數據，自2012年以來，機器人行業公司的數量從不到300家增加到3400家。不少互聯網公司也涉獵到了機器人領域。工業機器人在各領域的廣泛應用，除了四大家族ABB、FANUC、KUKA、YASKAW之外，還有不少國產品牌的機器人。各種品牌的機器人在使用上也各有不同，且工業機器人系統造價昂貴，將所有品牌機器人和應用環境配齊很難。

實體機器人在教學中需要為每一位學生配備一臺機器人，來學習機器人的本體結構和機器人是如何示教的，這大大增加了教學中資金的投入；而且在面對實體機器人學習過程中，難免會出現機器人的碰撞以及機器人和人之間的碰撞；因此為了避免上述兩個問題的出現，機器人離線編程仿真軟件即成為不二之選。通過機器人離線編程仿真軟件學生可以了解主流品牌機器人的結構以及編程指令，每位學生只需要一臺電腦，在電腦的虛擬仿真軟件中搭建好場景，導入機器人，進行軌跡規劃，然后將后置程序拷入到示教器中，對機器人程序進行修正與調試，這樣不僅大大提高了課堂的學習效率同時也降低了教學成本更能保證在教學中的安全性問題。

2 RobotArt在工業領域中的應用

如今機器人已不再是什么新鮮的事物了，機器人廣泛應用于各個領域中，RobotArt在工業上廣泛應用于打磨、激光切割、噴涂等領域。之前機器人在工業領域的應用上主要以示教操作為主，由于科技的不斷發展傳統的示教編程已不能再滿足機器人在工業領域上的需求，傳統的示教編程存在以下缺點：

（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。

（3）示教器種類太多，學習量太大。

（4）示教過程容易發生事故，輕則撞壞設備，重則撞傷人。

（5）對實際的機器人進行示教時要占用機器人。

離線編程的出現剛好解決了上述示教編程中存在的問題，因此給了離線編程開拓了很大的發展空間。

3 RobotArt的工作過程

既然RobotArt在教學和工業上有著如此廣泛的應用，下面就介紹一下它的工作過程：

首先要在軟件中搭建好與實際等比例的模型環境，在搭建好的軟件環境中按照自己的需求進行軌跡規劃，軌跡規劃可以分為四種：第一種，由三維模型的點線面生成軌跡，通過選擇三維模型的邊作為軌跡的路徑，選擇面作為軌跡的法向；第二種，曲線特征，由曲線投影到面生成軌跡，將曲線投影到要加工的面上，選擇投影線作為軌跡，選擇面作為軌跡的法向；第三種，由曲線加面生成軌跡，根據自己的需求設計相應的曲線，該曲線作為軌跡路徑的方向，然后選擇獨立的面作為軌跡的法向；另外對于數控軌跡等軌跡點非常多的軌跡類型，還可以進行外部導入軌跡。生成軌跡后，軟件中可以檢測軌跡的狀態，軌跡的狀態有四種，分別是機器人正常可以運行到的點，機器人軸限位的點，機器人不可達點以及機器人的奇異點；生成軌跡后根據軌跡的這三種不同的狀態可以有針對性的進行調整，可對軌跡點進行單獨編輯也可以進行批量編輯；當前的軌跡生成后需要對已生成好的軌跡進行機器人仿真，此階段主要是為了檢測機器人的工作位姿是否滿足我們的需要，以此為依據進行調整。調整過后，就需要生成后置，然后將生成的后置代碼拷入到機器人控制器中進行運行，軟件的整個流程就結束了。