机器人离线编程软件入门编程软件是什么

很多客户到我公司交流经常会問我怎么会研发两个软件,一个是三维离线编程另外一个是生产系统仿真,离线编程和生产系统仿真技术上到底有何区别这一点恐怕佷多资深从业者也未必能搞清楚。

CAD软件通常用来做三维造型和机械设计如机器人离线编程软件本体模型和生产系统上的三维模型都是工程师用CAD软件造型的。美国的Solidworks软件(被法国达索收购)属于中端CAD软件在机械参数化设计上很有特色,易学易用所以在机器人离线编程软件行业目前是一枝独秀,基本垄断了中国的机器人离线编程软件本体和集成商三维设计市场

机器人离线编程软件做加工需要进行轨迹规劃。一般来讲比较简单的轨迹规划利用机器人离线编程软件本体自带的示教器即可完成,而对于复杂的三维轨迹靠手工是无法完成的,这时就需要CAM离线编程软件的介入CAM软件要调用零件的三维CAD模型进行轨迹规划,然后用仿真模组对产生的轨迹点进行虚拟验证判断是否囿碰撞、关节柔顺等合理性问题;有问题的通过软件工具进行调整,再次验证完成后通过指定品牌的机器人离线编程软件后置处理器把軌迹点和工艺点同时输出给指定的机器人离线编程软件进行加工。针对不同的加工方式如铣削/打磨/抛光/切割/平板焊接/相贯线焊接/3D打印等,其工艺和轨迹产生方式完全不同因此CAM软件按行业分得很细。这就是为什么市场上的CAM软件多如牛毛没有哪一个软件能通吃的原因。在國外很多CAM软件公司就几个人到十几个人,找准一个细分领域和一个好的CAD/CAM平台做一款针对细分行业的CAM软件,然后慢慢积累经验从而形荿技术壁垒。

机器人离线编程软件离线编程这块用到的技术主要是图形学、机器人离线编程软件运动学、路径规划和运动控制等总体技術难度其实不大。国内做类似产品的企业我查询了一下有十几家,但为什么在企业应用市场还是国外软件占主流国产软件始终无法突破呢?主要的问题是工业应用对软件要求稳定性高且易学易用需要适用各种复杂环境。如同CNC控制系统市场一样技术门槛已经不高,国產也很多但市场仍旧还是FANUC、西门子的天下。

针对这种情况我公司从2009年做CAM的自主研发时就避开主流工业机器人离线编程软件应用市场,針对更细分的5轴激光切割市场来开发相应的离线编程软件Peps Pentacut10年慢慢积累下来,该软件目前基本垄断了国内5轴激光切割加工市场并出口韩国、日本和台湾等地

在此基础上,2014年我公司开始研发针对工业机器人离线编程软件应用的HedraCAM离线编程软件还是围绕切割、板材焊接、相贯線焊接、激光融覆和增材制造等激光和钣金领域。目前该软件已经在企业开始推广而且客户反馈良好。

HedraCAM机器人离线编程软件三维离线编程软件

除了HedraCAM外其它几个主流的机器人离线编程软件三维离线编程软件还有:

1. 加拿大的Robotmaster,早期是基于老牌的主要用于三维铣削的离线编程軟件Mastercam二次开发所以Robotmaster在机器人离线编程软件铣削上一直很强大。Mastercam平台的局限性非常明显所以前两年该公司放弃了该平台改用达索的Catia CAD平台,想在其它加工领域也有所突破但付出的代价巨大。新的版本价格提升稳定性下降,客户评价不高目前在国外推广阻力很大。

2. 俄罗斯的SprutCAM这款软件前两年才引进中国,代理商推广的势头比较猛采用低价策略,现在已经部署了一些客户从整体评测来看,该软件在算法上有些特色但在整体架构设计、稳定性、工艺应用和技术先进性上差强人意。究其原因与俄罗斯现在的工业比较落后,没有太多的機器人离线编程软件测试环境场景有关

3. RobotDK,是来自加拿大的非商业软件算法和工艺都没有经历大量验证,企业应用比较少主要是做教育市场。

4. RobotArt这款软件是基于北航CAXA平台开发的,早期模仿以色列的robotworks(基于Solidworks平台开发公司已经倒闭)。跟RobotDK一样这款软件一直在教育市场推廣,始终无法突破企业市场

5. 国外还有DELCAM (在铣削基础上增加了机器人离线编程软件模块,已经被AUTODESK收购)和德国的FASTCURVE(基于Delmia二次开发)等软件,洇价格比较昂贵在国内没有大规模推广。

从用户角度看目前使用三维离线编程软件的大多是工业机器人离线编程软件一线操作技工,來自中职、高职等培养一线技术人才的学校用户端的要求就是尽量提高编程速度和增加机器人离线编程软件的有效工时来提高整体效率,对软件的要求就是算法准确、运动轨迹的效率高同时尽量傻瓜化,以易用为原则未来离线编程CAM将逐步转变成基于智能感知的任务自動编程,即机器人离线编程软件通过三维视觉技术采集现场数据对3D CAD模型产生的轨迹进行自动调整和优化。

在离线编程过程中需要仿真模块来验证其合理性,这种仿真环境一般就是建立一个跟实际一样的虚拟机器人离线编程软件单元对单元里面的机器人离线编程软件加笁轨迹进行分析。我们的机器人离线编程软件生产系统仿真HedraSMF就是从HedraCAM离线编程研发过程中的仿真模块发展而来

早期工业机器人离线编程软件多数都是独立单元应用,所以仿真主要是对离线编程的轨迹进行合理性分析随着PLC等自动化技术的发展,大量工厂把机器人离线编程软件单元联合在一起用物流系统进行连接,相应对软件的需求也有所改变在自动化生产系统规划过程中,通常用3D CAD软件进行三维设计然後把模型转到CAE规划分析软件中,在虚拟环境中对生产系统上的机器人离线编程软件和机床、传送带、人员等进行位置、节拍、机器人离线編程软件可达性、碰撞和信号控制等方面的合理性分析进一步利用产生的节拍数据分析产能并形成规划方案供工厂规划设计人员参考。

機器人离线编程软件用CAE仿真软件主要有几个应用领域一个是机械设计环节对机械结构的动力学分析;二是生产系统的规划仿真分析,基夲属于离散制造HedraSMF属于这个子领域;三是动态复杂系统的分析,如地形场景这些应用在服务机器人离线编程软件、智能交通等方面。

除叻HedraSMF外其它几个主流的机器人离线编程软件生产系统仿真软件还有:

交互式面向对象建模环境,提供了智能化的物流处理系统模板直接模仿实际系统的行为,预置了实际系统的控制逻辑内置 SCL仿真控制语言,可通过 Quest Express 与MES、ERP等生产管理系统连接3D动画显示,并以直方图、饼状圖等方式显示统计结果

交互式建模仿真界面模型层次化的结构,具有面向对象的继承性丰富的分布函数,多种形式的接口用于项目規划、物流仿真,优化生产系统和工艺过程

基于面向对象技术建模快捷简便,仿真速度快突出的3D图形显示,扩展性好,开放的接口

提供建模、仿真、动画和统计分析工具确定瓶颈位置,估测提前期和报告资源利用率 还可以被用来支持投资决定,校验制造系统设计的合悝性通过对不同的制造策略进行仿真实验来找出最优解。

不仅可以当作物流生产线的仿真器使用而且在单一机械设备的仿真方面也可鉯用来变通使用,机器人离线编程软件仿真器很齐备;其开发基础是Sil-Tools 在扩展性和技术支持方面令人担忧。

软件集三大功能于一个平台:离散物流仿真模拟机器人离线编程软件离线编程,PLC 虚拟调试可实时采集仿真数据生成数据图表。

这个软件因为 可以 修改国内不少代理商都改成自己的品牌,如kuka 公司的SimPro中机赛德的VisualOne实际都是VisualComponents等。

使用生产系统规划仿真软件的大多是CAD机械设计类工程师背景在大学里面有工業工程、自动化这些专业进行培养,就业方向大多是机器人离线编程软件本体企业和集成商的方案设计规划、大型制造企业的设计部门對软件的要求通常是提供大量组件数据库以便能快速搭建出生产系统,对各种机器人离线编程软件的运动控制算法要比较精确能有各种傳感器与PLC的模拟器,可以进行场景渲染输出准确的节拍数据和仿真场景动画。未来生产系统仿真系统会集成数字孪生和实时数据驱动等技术数字孪生即实际世界有什么物理特征,虚拟世界就有同样特征虚拟和实际系统实时通讯,实际系统的任何变化也会引起虚拟系统動态改变

总之,在机器人离线编程软件应用中三维离线编程CAM软件与生产系统仿真CAE软件在技术层面是你中有我、我中有你,在应用层面囷侧重点上则有很大不同

最后谈一下机器人离线编程软件本体厂商捆绑的软件,如ABB的RobotStudio、安川的motosim、KUKA的simpro、发那科的robguide这些软件大多是第三方軟件公司为机器人离线编程软件本体厂商贴牌开发,如simpro就来自芬兰的Visual Components严格来讲这些软件都不属于三维离线编程软件,而属于生产系统仿嫃软件的简化版提供一些简单的离线编程和生产系统仿真功能,主要供下游的集成商做方案用于支持销售最终客户如果需要针对复杂嘚三维零件做离线编程或者车间的生产仿真规划分析,建议还是购买专业软件为宜

  1、支持工件校准功能能够根据真实情况与理论模型的参数误差自动调整轨迹参数。

  3、可视化轨迹优化和机器人离线编程软件姿态优化功能

  4、包括焊接、噴涂、去毛刺、数控加工等多种工艺包。

  5、支持多种品牌工业机器人离线编程软件离线编程操作可导入本体模型,控制各轴运动汸真运行设计的轨迹(例ABB、KUKA、Staubli、广州数控等)。

  6、支持自由组装、设计机器人离线编程软件学习机器人离线编程软件原理与运动过程。

  九大类生成轨迹方式上百个轨迹参数,数十个参数化轨迹修改方式总有一款适合您!

  软件不仅可以计算机器人离线编程軟件的法兰位置的可达空间,也可以计算机器人离线编程软件末端执行器的可达空间让您的工作站设计和轨迹规划更加真实高效。

  機器人离线编程软件工作方式常见的有以下两种:

  1. 手持工具零件固定;

  2. 手持零件,工具固定;

  第二种成为外部工具变成哽复杂。PQArt提供了外部工具、变位工具、连续TCP、工件坐标系等配合使用使手持零件不再复杂。

  仿真时开启碰撞检测功能,可以模拟檢测出机器人离线编程软件在运动时和周边的零部件、设施的碰撞情况并通过高亮线和输出碰撞信息加以提示。

  可把轨迹中的奇异點、轴限位、不可达、碰撞等信息反映在界面上通过鼠标拖动自动避让,快速获得理想轨迹提高工作效率。

  通过外部轴联动的插徝功能用户可优化外部轴位置以实现沿整个刀具路径的平滑运动,而不需要手动修改每个机器人离线编程软件之间的目标位置控制点

  1、用户可以点击本网站提供的下载路径下载得到对应的程序安装包

  2、只需要使用解压功能将压缩包打开,双击主程序即可进行安裝弹出程序安装界面

  3、同意上述协议条款,然后继续安装应用程序点击同意按钮即可

  4、可以根据自己的需要点击浏览按钮将應用程序的安装路径进行更改

  5、弹出应用程序安装进度条加载界面,只需要等待加载完成即可

  6、根据提示点击安装弹出程序安裝完成界面,点击完成按钮即可

  RobotArt这套一站式解决方案总体的操作使用流程包括四大步骤:场景搭建、轨迹设计、仿真、后置。

  *軟件的详细基本功能介绍及使用方法请看【RobotArt使用手册】。

  2.2 ABB机器人离线编程软件写字(“科”字)

  介绍这个写字的小案例目的昰让大家能够在最短的时间内,对整个RobotArt的使用流程、使用方法有个简单明确的了解和感受从而达到快速入门的效果。

  整个机器人离線编程软件写字流程如下:

  (1)从工作站库内下载名为“ABB机器人离线编程软件写字(“科”字)”的工程文件

  A.单击RobotArt机器人离线编程软件離线编程软件顶部的功能面板【机器人离线编程软件编程】/【文件】/【工作站】;

  B.在展开的“选择工作站”界面单击“分类:界面”找到“ABB机器人离线编程软件写字(“科”字)”工作站;

  C.单击【插入】按钮,下载即可

  (2)校准:(篇幅有限,校准这里不做详細介绍详细请看RobotArt官网的“学Art”下的第三本书《RobotArt使用手册》内的相关知识点介绍)

  校准一般是在添加轨迹前要做的事情,这边需要两方媔的东西,因为事先已经对RobotArt设计环境内的工具、零件等进行了校准

  因此相关校准方面的知识点就不过多进行描述,下面只是简单介紹一下里面的关键步骤:

  A.工具自身的TCP校准

  首先一般做这些前,机器人离线编程软件自身首先要自身进行机械零点校准;

  其佽要通过四点或五点校准法,把自身安装的和RobotArt软件内的一致的工具的TCP进行校准即TCP校准;

  最后,将机器人离线编程软件校准的TCP值 (XYZABC)抄录到RobotArt软件内,工具的右键【TCP设置】界面内

  轨迹将来要借助零件上的边线或者3D曲线去生成轨迹,因此要确保软件内的设计环境囷真实环境内机器人离线编程软件和零部件之间的空间位置关系一致是关键。

  因此一般机器人离线编程软件工作站会专门有个校准用的顶尖工具,先通过机器人离线编程软件对顶尖工具的尖头部分进行校准TCP(四点或五点...校准法);

  然后借助这个顶尖工具,用顶尖去碰把真实环境下零件上的三个点并用纸张记录下来这时机器人离线编程软件的顶尖的TCP的空间坐标,一般是XYZABC;

  最后借助RobotArt软件内的【校准】功能,对软件内的零部件进行校准确保它与机器人离线编程软件之间空间位置关系和真实环境下的一致。

  (3) 轨迹添加:

  A.Home點添加(起始点)

  在开始让机器人离线编程软件动起来前机器人离线编程软件一般处于近似机械零点或者一个比较安全的位置,为叻仿真真实这个点是需要用轨迹点记录下来。

  一般情况下只要选中机器人离线编程软件的法兰工具,右键内单击【插入pos点(Move-AbsJoint)】即可

  通过写字工艺包内的轨迹类型“曲线特征”生成绘制轨迹,设置轨迹参数

  RobotArt机器人离线编程软件离线编程软件顶部的功能面板【工艺包】/【绘画工艺包】/【写字工艺】单击它

  曲线特征(轨迹创建过程):

  a.在左侧“写字工艺”面板上,类型下拉菜单内选中“曲线特征”;

  b.按要求拾取元素:(曲)线、面;

  c.然后单击面板左上角的【对勾】按钮,会弹出设置出入刀点的界面直接单击【确定】,完成轨迹创建

  C.Home点添加(结束点)

  在机器人离线编程软件,机器人离线编程软件完成写字(加工)轨迹后安铨起见,一般会将其姿态调整到近似机械零点或者一个比较安全的位置上这个点也是需要记录下来。

  一种办法就是如上面的步骤"A.Home点添加(起始点) " 所描述的办法那样把机器人离线编程软件的各个轴的姿态调整到安全位置,然后插入pos点;

  另一种的简单办法:选中轨跡的第一个pos点右击;然后单击右键菜单内的【复制轨迹】,即可创建机器人离线编程软件的结束位置Home点

  RobotArt机器人离线编程软件离线編程软件顶部的功能面板【机器人离线编程软件编程】/【基础编程】/【仿真】,单击它

  借助仿真结果调整轨迹使其无轴超限点、不鈳达点或奇异点。(本例轨迹编译后自动正常不用调整)

  详细的轨迹调整、优化的办法,请看 RobotArt官网的“学Art”下的第三本书《RobotArt使用手冊》)

  (5)后置生成程序

  单击RobotArt离线变成软件顶部的功能面板:【机器人离线编程软件编程】/【基础编程】/【后置】;

  即可将机器囚离线编程软件轨迹转换为ABB可以识别的指令格式文件呈现在“后置代码编辑器”界面内(如下图);

  单击“后置代码编辑器”界面丅侧的【导出】按钮,可以将后缀为“*.mod”的ABB后置代码文件导出、存储

  2.3上机调试运行(这是后续操作流程简介,知识点延伸讲解不茬五分钟范围之内)

  上面例子中的机器人离线编程软件,采用的是ABB的ABB-IRB120 机器人离线编程软件假如您身边恰巧有这台机器人离线编程软件的话,可以将上面”后置出来的ABB后置的RaMain.mod文件上真机试运行一把

  A.上传后置代码:

  上传ABB代码有两种办法:

  a.下载到ABB控制器:

  當安装RobotArt软件和ABB-IRB120的主机事先已经用网线连接,并设置连接IP,则可以在后置界面内单击【下载】,即可将后置代码直接传输给ABB示教器

  b.使鼡优盘(U盘),将后置的RaMain.mod文件直接拷贝到示教器内

  大致步骤就是通过 ABB示教器内的【程序编辑器】-【文件:加载模块】,将U盘内的 后置文件拷贝到ABB的示教器内。

  在程序编辑器内找到刚才导入的后置格式的文件,单击【显示模块】将后置代码显示出来

  有些咾的示教器,打开导入的代码后需要单击界面右上侧的【例行程序】,将当前程序加入到【PP移动到例行程”】才能后续真机运行:

  当机器人离线编程软件的后置代码导入例行程序内后,按下示教器背部的“使能”按键接着点击示教器面板上的“运行”,则机器人離线编程软件开始按照已编好的程序开始工作

  加工单元模型变更说明

  1.增加机构:“数控铣床(3P)”

  加工单元内的 “数控铣床”,为了能够移动先已经定义成机构,如果想使之移动需要通过拖动机器人离线编程软件关节轴和添加pos点来实现。

  2. 增加状态机:“加工-工台导轨”

  将原先的一轴的加工单元上的导轨改为和实际相符的“状态机”(实际该设备只有两个状态,或者在一段或者茬另一端和软件内的状态机的概念更加接近,因此改为了状态机)请看上面图示。 另外增加的“加工-工台导轨”在工艺设置的自定義事件模板内,已经增加了相应的控制事件来实现“加工-工台导轨”的两种状态。请看下图:

  3. 新增夹紧钳状态机+两个自定义事件

  加工单元内增加了一个夹紧钳状态机通过选中轨迹点添加自定义事件,来实现其夹紧和松开的动作

  A. 轮毂上不用刻意添加轨迹

  如果考试需要,只插入几个pos点演示一下“数控铣床(3P)”,可以运动即可

  如果想做个真实的,则在“数控铣床(3P)”被激活的清涕下可以通过“生成轨迹”命令中的“面的外环”去创建轨一圈轨迹,后续对轨迹进行“Z轴固定”即可

  B. 夹紧钳的控制

  因为昰状态机,可以用自定义事件去控制它的“夹紧/松开”状态

  C. 隐藏加工单元防护罩

  当A下面描述的两种情况下,激活铣床刀具TCP三维浗的情况下想借助轮毂的特征去定位铣床刀具tcp的空间位置。因为状态机本身功能限制目前暂时无法通过穿透状态机(即使状态机是被隱藏掉)去选取轮毂。

  因此可以通过隐藏加工单元侧面的防护罩(直接在绘图区选中后,右键单击隐藏)的办法来实现

  全国職业院校技能大赛由教育部与人社部、工信部等37个部委、单位共同主办。

  2. 比赛持续的时间

  高职赛比赛时间规定:各竞赛队在5个小時内独立完成规定的所有竞赛任务。竞赛日期由全国职业院校技能大赛执委会及赛区执委会统一规定竞赛预计安排5天,正式比赛2天

  3. 大赛的评定标准和要求

  大赛设备以汽车零部件加工打磨检测工序的智能制造单元为背景,选手通过方案设计、硬件搭建、系统集荿与调试等任务完成智能制造单元搭建,满足定制化的制造加工过程工业机器人离线编程软件从立体仓库拾取待加工轮毂,放置到数控机床中选择适当程序完成加工工序工业机器人离线编程软件实现打磨抛光加工,利用传感器检测加工效果MES系统对制造过程信息和设備状态实时采集和可视化,智能终端利用云端实现安全的制造数据远程监控和流程控制优化工序流程提高生产效率。

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