項(xiàng)目六工業(yè)機(jī)器人的離線編程知識(shí)目標(biāo)：掌握ABB工業(yè)機(jī)器人仿真軟件RobotStudio對(duì)機(jī)器人進(jìn)行離線編程方法和步驟。能力目標(biāo)：能創(chuàng)建工件的離線軌跡曲線，生成機(jī)器人的軌跡路徑；能進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)的調(diào)整和機(jī)器人軸參數(shù)的調(diào)整；能進(jìn)行仿真運(yùn)行；能實(shí)現(xiàn)碰撞監(jiān)控和TCP跟蹤。對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行離線編程完成具體任務(wù)。素養(yǎng)目標(biāo)：（1）通過(guò)離線編程，培養(yǎng)學(xué)生勤于反思的精神，加強(qiáng)學(xué)生的問(wèn)題解決能力；（2）實(shí)現(xiàn)碰撞監(jiān)控，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)和憂患意識(shí)；（3）學(xué)習(xí)TCP跟蹤，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的把控能力。項(xiàng)目目標(biāo)本項(xiàng)目側(cè)重于ABB工業(yè)機(jī)器人作業(yè)仿真軟件RobotStudio的離線編程，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行離線編程完成具體任務(wù)。通過(guò)給定具體任務(wù)，自動(dòng)生成機(jī)器人路徑，對(duì)此路徑進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)換成機(jī)器人程序代碼，完成機(jī)器人軌跡程序的編寫。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中能使學(xué)生認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際運(yùn)用，能夠運(yùn)用學(xué)到的知識(shí)分析問(wèn)題，解決問(wèn)題。項(xiàng)目分析

6.1離線編程系統(tǒng)的組成機(jī)器人離線編程系統(tǒng)不僅要在計(jì)算機(jī)上建立起機(jī)器人系統(tǒng)的物理模型，而且要對(duì)其進(jìn)行編程和動(dòng)畫仿真，以及對(duì)編程結(jié)果后置處理。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)完善的機(jī)器人離線編程系統(tǒng)由多個(gè)部分組成。其中，主要的組成部分有：用戶接口、機(jī)器人系統(tǒng)CAD建模、狀態(tài)檢測(cè)模塊、自動(dòng)編程、圖形仿真以及后置處理。56如圖6-1所示，下面介紹一些主要模塊：圖6-1工業(yè)機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的組成1．用戶接口機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是要有良好的機(jī)器人編程環(huán)境，便于人機(jī)交互，從而幫助用戶方便地進(jìn)行系統(tǒng)的構(gòu)建和編程操作。因此用戶接口是很重要的。工業(yè)機(jī)器人一般提供兩個(gè)用戶接口，一個(gè)用于示教編程，另一個(gè)用于語(yǔ)言編程。示教編程可以用示教器直接編制機(jī)器人程序；語(yǔ)言編程則是用機(jī)器人語(yǔ)言編制程序，使機(jī)器人完成給定的任務(wù)。目前這兩種方式已廣泛用于工業(yè)機(jī)器人。為便于操作，用戶接口一般設(shè)計(jì)成交互式，用戶可以用鼠標(biāo)標(biāo)明物體在屏幕上的方位，并能交互修改環(huán)境模型。72．機(jī)器人系統(tǒng)CAD建模機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的核心技術(shù)是機(jī)器人及其工作單元的圖形描述。CAD建模需要完成以下任務(wù)：（1）機(jī)器人、夾具、工具的三維幾何模型建模；（2）零件建模；（3）設(shè)備建模；（4）系統(tǒng)設(shè)計(jì)和布置；（5）幾何模型圖形處理。8因?yàn)槔矛F(xiàn)有的CAD數(shù)據(jù)及機(jī)器人理論結(jié)構(gòu)參數(shù)所構(gòu)建的機(jī)器人模型與實(shí)物之間存在著誤差，所以必須對(duì)機(jī)器人進(jìn)行標(biāo)定，對(duì)其誤差進(jìn)行測(cè)量、分析及不斷校正所建模型。隨著機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，機(jī)器人作業(yè)環(huán)境的不確定性對(duì)機(jī)器人作業(yè)任務(wù)有著十分重要的影響，固定不變的環(huán)境模型是不夠的，極可能導(dǎo)致機(jī)器人作業(yè)的失敗。

因此，如何對(duì)環(huán)境的不確定性進(jìn)行抽取，并以此動(dòng)態(tài)修改環(huán)境模型，是機(jī)器人離線編程系統(tǒng)實(shí)用化的一個(gè)重要問(wèn)題。93.圖形仿真離線編程系統(tǒng)的一個(gè)重要作用是離線調(diào)試程序，而離線調(diào)試最直觀有效的方法是在不接觸實(shí)際機(jī)器人及其工作環(huán)境的情況下，利用圖形仿真技術(shù)模擬機(jī)器人的作業(yè)過(guò)程，提供一個(gè)與機(jī)器人進(jìn)行交互作用的虛擬環(huán)境。

計(jì)算機(jī)圖形仿真是機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的重要組成部分，它將機(jī)器人仿真的結(jié)果以圖形的形式顯示出來(lái)，直觀地顯示出機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀況，從而可以得到從數(shù)據(jù)曲線或數(shù)據(jù)本身難以分析出來(lái)的許多重要信息，離線編程的效果正是通過(guò)這個(gè)模塊來(lái)驗(yàn)證的。1011隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在PC的Windows平臺(tái)上可以方便地進(jìn)行三維圖形處理，并以此為基礎(chǔ)完成CAD、機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃和動(dòng)態(tài)模擬圖形仿真。一般情況下，用戶在離線編程模塊中為作業(yè)單元編制任務(wù)程序，經(jīng)編譯連接后生成仿真文件。

在仿真模塊中，系統(tǒng)解釋控制執(zhí)行仿真文件的代碼，對(duì)任務(wù)規(guī)劃和路徑規(guī)劃的結(jié)果進(jìn)行三維圖形動(dòng)畫仿真，模擬整個(gè)作業(yè)的完成情況。檢查發(fā)生碰撞的可能性及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡是否合理，并計(jì)算機(jī)器人的每個(gè)工步的操作時(shí)間和整個(gè)工作過(guò)程的循環(huán)時(shí)間，為離線編程結(jié)果的可行性提供參考。4.編程編程模塊一般包括：機(jī)器人及設(shè)備的作業(yè)任務(wù)描述(包括路徑點(diǎn)的設(shè)定)、建立變換方程、求解未知矩陣及編制任務(wù)程序等。在進(jìn)行圖形仿真以后，根據(jù)動(dòng)態(tài)仿真的結(jié)果，對(duì)程序做適當(dāng)?shù)男拚?，以達(dá)到滿意效果，最后在線控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)以完成作業(yè)。在機(jī)器人技術(shù)發(fā)展初期，較多采用特定的機(jī)器人語(yǔ)言進(jìn)行編程。一般的機(jī)器人語(yǔ)言采用了計(jì)算機(jī)高級(jí)程序語(yǔ)言中的程序控制結(jié)構(gòu)，并根據(jù)機(jī)器人編程的特點(diǎn)，通過(guò)設(shè)計(jì)專用的機(jī)器人控制語(yǔ)句及外部信號(hào)交互語(yǔ)句來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，從而增強(qiáng)了機(jī)器人作業(yè)描述的靈活性。1213面向任務(wù)的機(jī)器人編程是高度智能化的機(jī)器人編程技術(shù)的理想目標(biāo)——使用最合適于用戶的類自然語(yǔ)言形式描述機(jī)器人作業(yè)．通過(guò)機(jī)器人裝備的智能設(shè)施實(shí)時(shí)獲取環(huán)境的信息，并進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，最后實(shí)現(xiàn)機(jī)器人作業(yè)的自動(dòng)控制。面向?qū)ο髾C(jī)器人離線編程系統(tǒng)所定義的機(jī)器人編程語(yǔ)言把機(jī)器人幾何特性和運(yùn)動(dòng)特性封裝在一塊，并為之提供了通用的接口?；谶@種接口，可方便地與各種對(duì)象，包括傳感器對(duì)象打交道。由于語(yǔ)言能對(duì)幾何信息直接進(jìn)行操作且具有空間推理功能，因此它能方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)規(guī)劃和編程。此外，還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)象化任務(wù)級(jí)編程語(yǔ)言，這是機(jī)器人離線編程技術(shù)的又一大提高。5.狀態(tài)檢測(cè)模塊近年來(lái)，隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，傳感器在機(jī)器人作業(yè)中起著越來(lái)越重要的作用，對(duì)傳感器的仿真已成為機(jī)器人離線編程系統(tǒng)中必不可少的一部分，并且也是離線編程能夠?qū)嵱没年P(guān)鍵。利用傳感器的信息能夠減少仿真模型與實(shí)際模型之間的誤差，增加系統(tǒng)操作和程序的可靠性，提高編程效率。14對(duì)于有傳感器驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人系統(tǒng)，由于傳感器產(chǎn)生的信號(hào)會(huì)受到多方面因素的干擾(如光線條件、物理反射率、物體幾何形狀以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程的不平衡性等)，使得基于傳感器的運(yùn)動(dòng)不可預(yù)測(cè)。傳感器技術(shù)的應(yīng)用使機(jī)器人系統(tǒng)的智能性大大提高，機(jī)器人作業(yè)任務(wù)已離不開傳感器的引導(dǎo)。因此，離線編程系統(tǒng)應(yīng)能對(duì)傳感器進(jìn)行建模，生成傳感器的控制策略，對(duì)基于傳感器的作業(yè)任務(wù)進(jìn)行仿真。156.后置處理后置處理的主要任務(wù)是把離線編程的源程序編譯為機(jī)器人控制系統(tǒng)能夠識(shí)別的目標(biāo)程序。即當(dāng)作業(yè)程序的仿真結(jié)果完全達(dá)到作業(yè)的要求后，將該作業(yè)程序轉(zhuǎn)換成目標(biāo)機(jī)器人的控制程序和數(shù)據(jù)，并通過(guò)通信接口下載安裝到目標(biāo)機(jī)器人控制器，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人去完成指定的任務(wù)。由于機(jī)器人控制器的多樣性，要設(shè)計(jì)通用的通信模塊比較困難。16因此一般采用后置處理將離線編程的最終結(jié)果翻譯成目標(biāo)機(jī)器人控制器可以接受的代碼形式，然后實(shí)現(xiàn)加工文件的上傳及下載。機(jī)器人離線編程中，仿真所需數(shù)據(jù)與機(jī)器人控制柜中的數(shù)據(jù)是有些不同的。所以離線編程系統(tǒng)中生成的數(shù)據(jù)有兩套：一套供仿真用；一套供控制柜使用，這些都是由后置處理進(jìn)行操作的。176.2離線編程創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡案例1：創(chuàng)建工件坐標(biāo)，并完成如圖6-2所示機(jī)器人軌跡離線編程，即機(jī)器人從起始點(diǎn)p1，直線運(yùn)動(dòng)到p2點(diǎn)，再經(jīng)圓弧運(yùn)動(dòng)到p3點(diǎn)，繼續(xù)沿著輪廓線運(yùn)動(dòng)依次經(jīng)過(guò)p4、p5、p6、p7點(diǎn)回到起始點(diǎn)p1后，再到工具TCP點(diǎn)p0。191.創(chuàng)建工件坐標(biāo)創(chuàng)建工件坐標(biāo)也可采用從項(xiàng)目4擴(kuò)展部分建立的工件坐標(biāo)同步到工作站，其方法是在“基本”功能選項(xiàng)卡，單擊“同步”下拉菜單中的“同步到工作站”的方式。此處不再詳述。此處在工件模型已知的情況下，采用一種快捷方式建立工件坐標(biāo)，具體如下：2021圖6-3創(chuàng)建工件坐標(biāo)（1）在“基本”功能選項(xiàng)卡，單擊“其他”下拉菜單中的“創(chuàng)建工件坐標(biāo)”，如圖6-3所示。22（2）在彈出的對(duì)話框，將“Misc數(shù)據(jù)”欄下的“名稱”內(nèi)容改為“Wobj”。在“用戶坐標(biāo)框架”欄，單擊“取點(diǎn)創(chuàng)建框架”，選中下拉菜單中的“三點(diǎn)”。如圖6-4所示。圖6-4創(chuàng)建工件坐標(biāo)（3）單擊捕捉工具“選擇表面”和“捕捉末端”，并單擊“X軸上的第一個(gè)點(diǎn)（mm）”對(duì)話框中的第一個(gè)框，如圖6-5所示。23圖6-5創(chuàng)建工件坐標(biāo)（4）捕捉如圖6-6所示的第一個(gè)點(diǎn)，作為X軸上的第一個(gè)點(diǎn)。24圖6-6創(chuàng)建工件坐標(biāo)（5）捕捉如圖6-7所示的點(diǎn)，作為X軸上的第二個(gè)點(diǎn)。25圖6-7創(chuàng)建工件坐標(biāo)（6）捕捉如圖6-8所示的點(diǎn)，作為Y軸上的第一個(gè)點(diǎn)，并單擊“Accept”按鈕。26圖6-8創(chuàng)建工件坐標(biāo)（7）單擊對(duì)話框中的“創(chuàng)建”按鈕，即建立如圖6-9所示的工件坐標(biāo)。27圖6-9創(chuàng)建工件坐標(biāo)2.創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡（1）在“建?！惫δ苓x項(xiàng)卡，單擊“表面邊界”。在彈出的對(duì)話框中，選中“選擇表面”，捕捉快捷方式就會(huì)切換為“選擇表面”，如圖6-10所示。28圖6-10創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡（2）單擊所要運(yùn)行軌跡的表面，在“表面周圍創(chuàng)建邊界”對(duì)話框內(nèi)顯示所選的表面，如圖6-11所示，單擊“創(chuàng)建”。29圖6-11創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡（3）在“建?！边x項(xiàng)卡中，“部件_1”即為生成的曲線，如圖6-12所示。30圖6-12創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡（4）在“基本”功能選項(xiàng)卡，設(shè)定工件坐標(biāo)為“Wobj”（前面創(chuàng)建的工件坐標(biāo)），工具坐標(biāo)為“MyTool”。并對(duì)運(yùn)動(dòng)指令及參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，如圖6-13所示。31圖6-13創(chuàng)運(yùn)動(dòng)軌跡（5）在“基本”功能選項(xiàng)卡，單擊“路徑”下拉菜單中的“自動(dòng)路徑”，彈出如圖6-14所示的自動(dòng)路徑對(duì)話框。選擇捕捉工具“選擇曲線”。32圖6-14創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡（6）捕捉選中軌跡的第一條路徑，在自動(dòng)路徑對(duì)話框顯示選中的路徑，如圖6-15所示。33圖6-15創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡（7）同樣的方法捕捉選中其余軌跡路徑，在“自動(dòng)路徑”對(duì)話框顯示所有的路徑，如圖6-16所示。34圖6-16創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡（8）在捕捉快捷方式中僅選擇“選擇表面”，并在“自動(dòng)路徑”對(duì)話框中的“參照面”內(nèi)單擊，然后單擊軌跡表面任意一點(diǎn)，如圖6-17所示，生成的目標(biāo)點(diǎn)Z軸方向與選定表面處于垂直狀態(tài)。35圖6-17創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡（9）單擊“近似值參數(shù)”中的“圓弧運(yùn)動(dòng)”。設(shè)定近似值參數(shù)，“最小距離（mm）”為1mm，然后單擊“創(chuàng)建”，如圖6-18所示。36圖6-18創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)比以上圖6-17和圖6-18，可看到：選擇圓弧運(yùn)動(dòng)時(shí)，其目標(biāo)點(diǎn)比較少。這是因?yàn)檫x擇圓弧運(yùn)動(dòng)，其軌跡會(huì)在圓弧特征處生成圓弧指令，在線性特征處生成線性指令，不規(guī)則形狀分段生成線性指令。而選擇線性時(shí)，軌跡會(huì)為每個(gè)目標(biāo)生成線性指令，圓弧也分段生成線性指令。37（10）單擊“關(guān)閉”按鈕，可看到生成的路徑“Path_10”，如圖6-19所示。38圖6-19創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡（11）由于路徑中第一個(gè)圓弧角度大于240，為了讓機(jī)器人更順利地在軌跡上運(yùn)行，需要用兩個(gè)圓弧指令替代“MoveCTarget_30Target_40”。在“基本”功能選項(xiàng)卡下再新建一個(gè)線性自動(dòng)路徑，選擇圓弧邊界，在“自動(dòng)路徑”對(duì)話框中選擇“近似值參數(shù)”為“線性”，并調(diào)整最小距離（此處設(shè)置為85mm），將目標(biāo)點(diǎn)縮至5個(gè)，如圖6-20所示，單擊“創(chuàng)建”。3940圖6-20創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡（12）展開新建的“Path_20”，如圖6-21所示，依次將“MoveLTarget_120”與“MoveLTarget_130”，“MoveLTarget_140”與“MoveLTarget_150”轉(zhuǎn)換為MoveC。41圖6-21創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡（13）如圖6-22所示，選中兩個(gè)圓弧指令，按住左鍵將其移到“MoveLTarget_20”下面，并刪除原本的圓弧指令“MoveCTarget_30Target_40”。42圖6-22創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡（14）刪除路徑“Path_20”。選中“System7”，右擊選擇“刪除未使用目標(biāo)點(diǎn)”，最后的界面如圖6-23所示。43圖6-23創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡案例2：完成“Path_10”路徑上各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)工具姿態(tài)的調(diào)整和機(jī)器人軸參數(shù)的配置。44

1.目標(biāo)點(diǎn)調(diào)整

如果生成的路徑“Path_10”機(jī)器人不能直接按照此軌跡運(yùn)行，存在機(jī)器人不能到達(dá)的目標(biāo)點(diǎn)，則需要對(duì)一些目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，其方法如下：45（1）在“基本”功能選項(xiàng)卡，單擊“路徑和目標(biāo)點(diǎn)”選項(xiàng)卡，展開“Path_10”所在的system（此處為system7，不同的計(jì)算機(jī)system可能不一致）后依次展開“T_ROB1”>“工件坐標(biāo)&目標(biāo)點(diǎn)”>“Wobj”>“Wobj_of”，可看到生成的目標(biāo)點(diǎn)，如圖6-24所示。46圖6-24目標(biāo)點(diǎn)調(diào)整（2）選中目標(biāo)點(diǎn)“Target_10”，鼠標(biāo)右鍵單擊該目標(biāo)點(diǎn)，彈出菜單中選擇“查看目標(biāo)處工具”，選擇本工作站使用的工具“MyTool”，這樣可以看到在此目標(biāo)點(diǎn)處顯示出工具的姿態(tài)，如圖6-25所示。47圖6-25目標(biāo)點(diǎn)調(diào)整（3）在圖6-25可看出，機(jī)器人難以以此姿態(tài)到達(dá)該目標(biāo)點(diǎn)，需要改變其姿態(tài)?？蛇x中目標(biāo)點(diǎn)“Target_10”，鼠標(biāo)右鍵單擊該目標(biāo)點(diǎn)，彈出菜單中選擇“修改目標(biāo)”>“旋轉(zhuǎn)”，如圖6-26所示。48圖6-26目標(biāo)點(diǎn)調(diào)整（4）在彈出的對(duì)話框內(nèi)，“參考”選擇“本地”，“旋轉(zhuǎn)”選擇繞“Z”軸旋轉(zhuǎn)（具體可根據(jù)實(shí)際情況選擇“X”或“Y”），度數(shù)輸入-90（數(shù)值根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整），單擊“應(yīng)用”按鈕，可看到該目標(biāo)點(diǎn)工具的姿態(tài)發(fā)生了改變，如圖6-27。49圖6-27目標(biāo)點(diǎn)調(diào)整（5）用同樣方法可修改其余的目標(biāo)點(diǎn)，使得各目標(biāo)點(diǎn)工具的姿態(tài)在機(jī)器人可達(dá)到的合理角度范圍。選中所有目標(biāo)點(diǎn)（Shift+鼠標(biāo)左鍵）后可看到在所有目標(biāo)點(diǎn)處工具的姿態(tài)，如圖6-28所示。50圖6-28目標(biāo)點(diǎn)調(diào)整2.軸參數(shù)配置（1）選中目標(biāo)點(diǎn)“Target_10”，鼠標(biāo)右鍵單擊該目標(biāo)點(diǎn)，彈出菜單中選擇“參數(shù)配置”，如圖6-29所示。51圖6-29軸參數(shù)配置（2）彈出對(duì)話框中選擇“Cfg1(…”（如果有多個(gè)軸配置，可單擊各個(gè)“配置參數(shù)”，查看當(dāng)前“關(guān)節(jié)值”，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷機(jī)器人所在位置姿態(tài)是否合理來(lái)進(jìn)行選擇），單擊“應(yīng)用”，如圖6-30所示。52圖6-30軸參數(shù)配置（3）可用同樣方法為其余的目標(biāo)點(diǎn)參數(shù)配置，也可采用自動(dòng)配置方式完成剩余目標(biāo)點(diǎn)的參數(shù)配置。自動(dòng)配置具體方法如下：在“路徑和目標(biāo)點(diǎn)”選項(xiàng)卡中，鼠標(biāo)右鍵單擊“Path_10”，在彈出的菜單中選擇“配置參數(shù)”>“自動(dòng)配置”，如圖6-31所示。可看到機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，若在目標(biāo)點(diǎn)機(jī)器人位置姿態(tài)都能順利達(dá)到，則機(jī)器人沿著路徑軌跡自動(dòng)運(yùn)行一周。若有目標(biāo)點(diǎn)不能達(dá)到，需重新調(diào)整工具姿態(tài)參數(shù)配置，再次進(jìn)行自動(dòng)配置，直至能夠走完軌跡為止。5354圖6-31軸參數(shù)配置案例3：完善程序，讓軌跡更接近工業(yè)生產(chǎn)情況。定義接近加工起始位置的pA點(diǎn)，定義加工完成后的離開位置pB點(diǎn)，以及機(jī)器人在未走軌跡加工之前所處的安全位置pHome點(diǎn)。對(duì)程序進(jìn)行仿真運(yùn)行，并在“虛擬示教器”查看程序。55（1）接近加工位置的pA點(diǎn)定義為相對(duì)于起始目標(biāo)點(diǎn)“Target_10”沿著其點(diǎn)所在坐標(biāo)的Z軸偏移一定距離。方法為選中“Target_10”點(diǎn)，右鍵單擊，選擇“復(fù)制”，如圖6-32所示。56圖6-32完善程序1.完善程序（2）選中“Wobj”，右鍵單擊，選擇“粘貼”，如圖6-33所示。57圖6-33完善程序（3）單擊選中“Target_10_2”點(diǎn)，再次單擊后把名字修改為“pA”。選中“pA”，右鍵單擊，選中“修改目標(biāo)”>“偏移位置”，如圖6-34所示。58圖6-34完善程序（4）在彈出對(duì)話框中選擇“參考”為“本地”，“Translation”的第三個(gè)框（即Z值），設(shè)定為-150，單擊“應(yīng)用”，即完成對(duì)pA點(diǎn)的參數(shù)設(shè)置，如圖6-35所示。59圖6-35完善程序（5）右鍵單擊“pA”點(diǎn)，選擇“添加到路徑”>“Path_10”>“<第一>”，如圖6-36所示。60圖6-36完善程序（6）添加到路徑后，結(jié)果如圖6-37所示。61圖6-37完善程序（7）同樣的方法定義加工完成后的離開位置pB點(diǎn)。復(fù)制“Target_150”點(diǎn)，把“Target_150_2”修改名字為“pB”后，右鍵單擊“pB”，修改“偏移位置”，完成“參數(shù)配置”后添加到路徑“Path_10”中的“<最后>”。完成結(jié)果如圖6-38所示。62圖6-38完善程序（8）下面定義pHome點(diǎn)。在“布局”選項(xiàng)卡中，選中“IRB2600_12_165_01”，右鍵單擊“IRB2600_12_165_01”，在彈出菜單中選擇“回到機(jī)械原點(diǎn)”。此時(shí)機(jī)器人的位置調(diào)整回到最初位置，如圖6-39所示。63圖6-39完善程序（9）在“基本”功能選項(xiàng)卡中，工件坐標(biāo)選中“Wobj0”，單擊“示教目標(biāo)點(diǎn)”，在“Wobj0”坐標(biāo)系中生成目標(biāo)點(diǎn)“Target_160”，如圖6-40所示。64圖6-40完善程序（10）把“Target_160”重命名為“pHome”后，添加到路徑“Path_10”的第一行，如圖6-41所示。同樣的方法添加到路徑“Path_10”的最后一行。65圖6-41完善程序（11）選中路徑“Path_10”的第一行指令“MoveLpHome”，右鍵單擊，選擇“編輯指令”，如圖6-42所示。66圖6-42完善程序（12）在彈出對(duì)話框，“動(dòng)作類型”選擇“Joint”，“Speed”選擇“v300”，“Zone”選擇“z30”，更改完成后單擊“應(yīng)用”，如圖6-43所示。其他語(yǔ)句指令更改可參考后面的程序。67圖6-43完善程序（13）修改完成后，再次為路徑“Path_10”進(jìn)行一次軸參數(shù)自動(dòng)配置，如圖6-44所示。如果機(jī)器人可以順利走完軌跡，則程序已完善。68圖6-44完善程序2.仿真運(yùn)行（1）新建一個(gè)空路徑，右鍵重命名為“main”，按住鼠標(biāo)左鍵將“Path_10”移到“main”里面。如圖6-45所示。69圖6-45仿真運(yùn)行（2）在“基本”功能選項(xiàng)卡中，單擊“同步”的下拉菜單，單擊“同步到RAPID”，如圖6-46所示。70圖6-46仿真運(yùn)行（3）在彈出對(duì)話框中選擇所有同步的內(nèi)容，單擊“確定”，如圖6-47所示。71圖6-47仿真運(yùn)行（4）單擊“仿真”功能選項(xiàng)卡的“仿真設(shè)定”，在打開的對(duì)話框中選擇“仿真對(duì)象”>“system7”>“T_ROB1”，在“T_ROB1的設(shè)置”中“進(jìn)入點(diǎn)”選擇“main”。單擊“關(guān)閉”按鈕，如圖6-48所示。72圖6-48仿真運(yùn)行（5）單擊“仿真”功能選項(xiàng)卡的“播放”，如圖6-49即可執(zhí)行仿真，可看到機(jī)器人運(yùn)行軌跡。73圖6-49仿真運(yùn)行3.查看程序在“控制器”功能選項(xiàng)卡中，單擊“示教器”，單擊“虛擬示教器”，在打開的虛擬示教器主菜單中單擊“程序編輯器”可查看程序。也可在“RAPID”功能選項(xiàng)卡中，單擊“控制器”，單擊“system12”，單擊“RAPID”，單擊“module1”，可看到的程序如下：MODULEModule1!程序模塊，名稱為默認(rèn)的Module1。74CONSTrobtargetTarget_10:=[[13.326171875,305.447769165,-10],[0.707106781,0,0,-0.707106781],[0,-1,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];!離線生成的目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)，共包含四組數(shù)據(jù)，分別表示為TCP位置數(shù)據(jù)，TCP姿態(tài)數(shù)據(jù)，軸配置數(shù)據(jù)和外部軸數(shù)據(jù)。

……75CONSTrobtargetTarget_100:=[[13.326171875,305.447769165,-10],[0.707106781,0,0,-0.707106781],[0,-1,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];CONSTrobtarget

pHome:=[[547.330619978,0,451.647244244],[0.190808872,0,0.981627207,0],[0,0,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];!示教生成的目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)。76CONSTrobtargetpA:=[[13.326171875,305.447769165,-160],[0.707106781,0,0,-0.707106781],[0,-1,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];CONSTrobtargetpB:=[[13.326171875,305.447769165,-160],[0.707106781,0,0,-0.707106781],[0,-1,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];PROCPath_10()!路徑程序77MoveJpHome，v300，z30，Mytoo1/Wobj:=Wobj0；MoveJpA，v200，z30，Mytoo1/Wobj:=Wobj1；!移至Target_10點(diǎn)正上方150mm處。78MoveLTarget_10，v200，fine，Mytoo1/Wobj:=Wobj1；MoveLTarget_20，v200，fine，Mytoo1/Wobj:=Wobj1；MoveLTarget_30，v200，fine，Mytoo1/Wobj:=Wobj1；MoveLTarget_40，v200，fine，Mytoo1/Wobj:=Wobj1；MoveCTarget_50，Target_60，v200，fine，Mytoo1/Wobj:=Wobj1；MoveLTarget_70，v200，fine，Mytoo1/Wobj:=Wobj1；MoveCTarget_80，Target_90，v200，fine，Mytoo1/Wobj:=Wobj1；79MoveLTarget_100，v200，fine，Mytoo1/Wobj:=Wobj1；MoveJ

pB，v200，z30，Mytoo1/Wobj:=Wobj1；!移至Target_100點(diǎn)正上方150mm處。80MoveJpHome，v300，fine，Mytoo1/Wobj:=Wobj0；ENDPROCPROCmain()!主程序。81Path_10；!調(diào)用路徑程序。ENDPROCENDMODULE826.3項(xiàng)目拓展工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。機(jī)器人作業(yè)離線仿真系統(tǒng)軟件，通過(guò)在CAD環(huán)境中進(jìn)行機(jī)器人虛擬樣機(jī)的布局設(shè)計(jì)與操作仿真，能夠有效地輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行機(jī)器人虛擬示教、機(jī)器人工作站布局、機(jī)器人工作姿態(tài)優(yōu)化，在物理工作站制造之前驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性，在虛擬環(huán)境中生成控制機(jī)器人作業(yè)的代碼。離線編程與仿真能識(shí)別和檢測(cè)自動(dòng)化組件之間可能的碰撞，可用于確定實(shí)際投產(chǎn)前最后的更正，這樣能防止損壞昂貴的設(shè)備。本部分將介紹碰撞監(jiān)控與TCP跟蹤。841.碰撞監(jiān)控在工業(yè)機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用如切割、涂膠和焊接中，為保證工藝的要求，工業(yè)機(jī)器人工具尖端與工件表面不能發(fā)生碰撞，也不能距離過(guò)大，兩者之間的距離應(yīng)保證在合理的范圍之內(nèi)。這需要離線編程軟件具備碰撞監(jiān)控功能，ABB工業(yè)機(jī)器人仿真軟件RobotStudio滿足了這一需求，下面對(duì)其使用操作進(jìn)行介紹。85（1）在“仿真”功能選項(xiàng)卡中，單擊“創(chuàng)建碰撞監(jiān)控”，在“布局”中生成“碰撞檢測(cè)設(shè)定_1”，如圖6-50所示。86圖6-50碰撞檢測(cè)（2）單擊展開“碰撞檢測(cè)設(shè)定_1”，可看到ObjectA和ObjectB，如圖6-51所示。用鼠標(biāo)左鍵選中工具“MyTool”，將工具“MyTool”拖放到ObjectA，同樣，將組件“table”中的工件“covered-top”拖放到ObjectB中。這樣便可檢測(cè)工具“Mytool”與工件“covered-top”有沒(méi)有碰撞。87圖6-51碰撞檢測(cè)（3）鼠標(biāo)右鍵單擊“碰撞檢測(cè)設(shè)定_1”，彈出菜單中單擊“修改碰撞監(jiān)控…”，如圖6-52所示。88圖6-52碰撞檢測(cè)（4）彈出的“修改碰撞設(shè)定:碰撞檢測(cè)設(shè)定_1”對(duì)話框內(nèi)，可根據(jù)需要設(shè)定“接近丟失”的距離，此處設(shè)定3mm，如圖6-53所示。則機(jī)器人在軌跡運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，如工具與工件距離在3mm內(nèi)顯示接近丟失顏色，默認(rèn)為黃色，如工具與工件距離超過(guò)3mm則不顯示接近丟失顏色。如工具與工件發(fā)生碰撞，則顯示碰撞顏色，默認(rèn)為紅色。8990圖6-53碰撞檢測(cè)（5）單擊“應(yīng)用”。單擊“仿真”功能選項(xiàng)卡的“播放”，執(zhí)行仿真，可看到工具“Mytool”在接近工件“covered-top”的過(guò)程中，“Mytool”和“covered-top”都保持原來(lái)的顏色，接近和碰撞時(shí)“Mytool”和“covered-top”變?yōu)辄S色和紅色。912.TCP跟蹤在工業(yè)機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用中，需要分析機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，而TCP跟蹤功能可將機(jī)器人的運(yùn)行軌跡記錄下來(lái)，下面對(duì)ABB工業(yè)機(jī)器人仿真軟件RobotStudio的TCP跟蹤功能使用操作進(jìn)行介紹。92（1）為便于觀察，可將工作站中的路徑和目標(biāo)點(diǎn)隱藏。方法是：在“基本”功能選項(xiàng)卡中，單擊“顯示/隱藏”，取消選擇“全