為工業(yè)機器人編程的主流離線編程軟件

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(yōu)勢和主流編程軟件的功能、優(yōu)缺點進行深度解析。

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。

與示教在線編程相比，離線編程又有什么優(yōu)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(huán)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(xiàn)優(yōu)化編程。4、可對復雜任務進行編程。5、便于修改機器人程序。

下面詳細介紹一下主流的離線編程軟件。

1、Robot Master

Robotmaster來自加拿大，由上海傲卡自動化公司代理，是目前全球離線編程軟件中頂尖的軟件，幾乎支持市場上絕大多數(shù)機器人品牌(KUKA，ABB，F(xiàn)anuc，Motoman，史陶比爾、珂瑪、三菱、DENSO、松下……)，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。

下圖為Robot Master軟件界面：

優(yōu)點：

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

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(fā)，價格昂貴，企業(yè)版在20W左右。好貴??！

2、Robot Art

Robot Art來自帝都北京，是目前國內品牌離線編程軟件中最頂尖的軟件。

軟件根據(jù)幾何數(shù)模的拓撲信息生成機器人運動軌跡，之后軌跡仿真、路徑優(yōu)化、后置代碼一氣呵成，同時集碰撞檢測、場景渲染、動畫輸出于一體，可快速生成效果逼真的模擬動畫。廣泛應用于打磨、去毛刺、焊接、激光切割、數(shù)控加工等領域。

Robot Art教育版針對教學實際情況，增加了模擬示教器、自由裝配等功能，幫助初學者在虛擬環(huán)境中快速認識機器人，快速學會機器人示教器基本操作，大大縮短學習周期，降低學習成本。

下圖為RobotArt離線編程仿真軟件的界面：

優(yōu)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(yè)機器人離線編程操作，如ABB、KUKA、Fanuc、Yaskawa、Staubli、KEBA系列、新時達、廣數(shù)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(lián)，模型移動或變形，軌跡自動變化;

6)一鍵優(yōu)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(shù)控加工;

8)支持將整個工作站仿真動畫發(fā)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。

3、Robot Works

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(fā)。使用時，需要先購買Solidworks。

功能：

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

(2)強大的編程能力：從輸入CAD數(shù)據(jù)到輸出機器人加工代碼只需四步。

第一步：從Solidworks直接創(chuàng)建或直接導入其他三維CAD數(shù)據(jù)，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(chuàng)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(shù)據(jù)點;

第三步：調用所需的機器人數(shù)據(jù)庫，開始做碰撞檢查和仿真，在每個數(shù)據(jù)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(shù);

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

(3)強大的工業(yè)機器人數(shù)據(jù)庫：系統(tǒng)支持市場上主流的大多數(shù)的工業(yè)機器人，提供各大工業(yè)機器人各個型號的三維數(shù)模。

(4)完美的仿真模擬：獨特的機器人加工仿真系統(tǒng)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(yōu)化路徑，減少空跑時間。

(5)開放的工藝庫定義：系統(tǒng)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(shù)據(jù)里面。

優(yōu)點：

生成軌跡方式多樣、支持多種機器人、支持外部軸。

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(guī)劃策略智能化程度低。不會用sw，只會用UG,PROE......咋整？

4、Robcad

ROBCAD是西門子旗下的軟件，軟件較龐大，重點在生產線仿真，價格也是同軟件中最貴的。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(jié)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?，F(xiàn)已被西門子收購！

功能：

(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(xiàn)人因工程分析。(4)Application中的Paint、Arc、Laser等模塊：實現(xiàn)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(yōu)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(yōu)化。

優(yōu)點：

(1)與主流的CAD軟件(如NX、CATIA、IDEAS)無縫集成。

(2)實現(xiàn)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。

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！

下圖為ROBCAD軟件界面：

5、DELMIA

汽車行業(yè)都是用的DELMIA哦！

DELMIA是達索旗下的CAM軟件，大名鼎鼎的CATIA也是達索旗下的CAD軟件。DELMIA有6大模塊，其中Robotics解決方案涵蓋汽車領域的發(fā)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(yè)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。

優(yōu)點：

(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(guī)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屬于專家型軟件，操作難度較高。

6、RobotStudio

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(tǒng)來創(chuàng)建機器人的運行，并模擬優(yōu)化現(xiàn)有的機器人程序。

優(yōu)點：

(1)CAD導入方便。可方便地導入各種主流CAD格式的數(shù)據(jù)，包括IGES、STEP、VRML、VDAFS、ACIS及CATIA等。

(2)Auto Path功能。該功能通過使用待加工零件的CAD模型，僅在數(shù)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(shù)小時甚至數(shù)天。

(3)程序編輯器?？缮蓹C器人程序，使用戶能夠在Windows環(huán)境中離線開發(fā)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(yōu)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(fā)出報警，從而防止機器人在實際運行中發(fā)生這種現(xiàn)象。仿真監(jiān)視器是一種用于機器人運動優(yōu)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?？梢詫CP速度、加速度、奇異點或軸線等進行優(yōu)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(shù)分鐘之內便可完成工作單元平面布置驗證和優(yōu)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(zhí)行期間，可通過該工具直接觀察工作單元的I/O狀態(tài)。可將I/O連接到仿真事件，實現(xiàn)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(jiān)測并顯示程序執(zhí)行時這些對象是否會發(fā)生碰撞。

(9)VBA功能?？刹捎肰BA改進和擴充RobotStudio功能，根據(jù)用戶具體需要開發(fā)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(tǒng)，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！

下圖為Robot Studio軟件界面：

7、Robomove

Robomove來自意大利，同樣支持市面上大多數(shù)品牌的機器人，機器人加工軌跡由外部CAM導入。

優(yōu)點：

1.與其他軟件不同的是，Robomove走的是私人定制路線，根據(jù)實際項目進行定制。

2.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。

8、其他

安川的motosim，kuka的simpro，發(fā)那科的robguide，其他國產軟件也在陸續(xù)開發(fā)中。