矩形體創(chuàng)建工業(yè)機器人離線編程與仿真項目3工業(yè)機器人仿真模型創(chuàng)建基本建模創(chuàng)建測量工具的使用1創(chuàng)建機械裝置創(chuàng)建機器人工具234RobotStudio可以根據需要，創(chuàng)建一些簡單的模型，對模型的位置、尺寸、顏色等進行設定，用以仿真驗證如節(jié)拍、到達能力等，如果對周邊模型參數要求不高，可以使用RobotStudio軟件的建模功能，用簡單的等同實際大小的基本模型來代替，從而節(jié)約仿真驗證時間，提高工作效率。任務1基本建模創(chuàng)建本任務通過RobotStudio創(chuàng)建矩形體、圓柱體、組合體模型為例，熟悉RobotStudio建模功能和流程，為創(chuàng)建其他模型打下基礎?！救蝿彰枋觥?.1.1矩形體創(chuàng)建選擇“文件”功能選項卡，依次單擊“新建”→“空工作站”→“創(chuàng)建”，建立一個新的工作站環(huán)境，如圖3-1所示。1.新建空工作站圖3-1任務1基本建模創(chuàng)建使用RobotStudio創(chuàng)建矩形體的具體操作步驟如下：選擇“建?！惫δ苓x項卡，單擊“固體”，然后選擇“矩形體”選項，如圖3-2所示。2.創(chuàng)建矩形體圖3-2（1）在視圖左側選擇“創(chuàng)建方體”輸入框，設定長度1000mm，寬度600mm，高度為200mm。3.設定參數圖3-3（2）單擊“創(chuàng)建”按鈕，創(chuàng)建的矩形體如圖3-3所示。右鍵單擊所創(chuàng)建的矩形體模型，在彈出的菜單中單擊“修改（M）”→“顏色設定...”，可將模型設定成所需要的顏色，如圖3-4~3-5所示。4.顏色設定圖3-4圖3-5在快捷菜單中選擇“修改”，我們看到，除了設定顏色外還進行圖形顯示、設定本地原點等操作。右鍵單擊矩形體模型，在彈出的菜單中單擊“保存為庫文件...”，將創(chuàng)建的模型保存為庫文件，也可選擇“導出幾何體”，方便以后創(chuàng)建類似模型時使用，如圖3-6所示。5.保存文件圖3-6圓柱體創(chuàng)建工業(yè)機器人離線編程與仿真3.1.2圓柱體創(chuàng)建選擇“建?！惫δ苓x項卡，單擊“固體”，然后選擇“圓柱體”選項，如圖3-7所示。1.創(chuàng)建圓柱體圖3-7任務1基本建模創(chuàng)建使用RobotStudio創(chuàng)建圓柱體的具體操作步驟如下：（1）在視圖左側選擇“創(chuàng)建圓柱體”輸入框，設定基座中心坐標為（-400，200，0），半徑為300mm，直徑600mm，高度為400mm。2.設定參數圖3-8（2）單擊“創(chuàng)建”按鈕，創(chuàng)建的圓柱體如圖3-8所示。也可通過右鍵單擊布局欄中的“部件_2”，在彈出的菜單中單擊“修改（M）”→“顏色設定...”，將模型設定成所需要的顏色，如圖3-9~3-10所示。3.顏色設定圖3-9圖3-10也可通過右鍵單擊布局欄中的“部件_2”，在彈出的菜單中單擊“保存為庫文件...”，將創(chuàng)建的模型保存為庫文件，也可選擇“導出幾何體”，方便以后創(chuàng)建類似模型時使用，如圖3-11所示。4.保存文件圖3-8為了提高與各種版本RobotStudio的兼容性，建議讀者在做任何保存操作時，保存的路徑和文件的命名使用英文字符。組合體創(chuàng)建工業(yè)機器人離線編程與仿真3.1.3組合體創(chuàng)建選擇“建?！惫δ苓x項卡，單擊“固體”，然后選擇“矩形體”選項，如圖3-12所示。1.創(chuàng)建矩形體圖3-12任務1基本建模創(chuàng)建本任務通過創(chuàng)建一個托盤練習一個組合體，使用RobotStudio創(chuàng)建組合體的具體操作步驟如下：角點為模型創(chuàng)建的原點，該角點將成為模型的本地原點，本任務中采用默認值。設定長度1000mm，寬度1000mm，高度為100mm，設置完成后單擊創(chuàng)建“按鈕”，如圖3-13所示。2.設定參數圖3-13創(chuàng)建一個矩形體作為托盤底座，設定底座角坐標為（-400，0，400），設定長度200mm，寬度1000mm，高度為200mm，設置完成后單擊創(chuàng)建“按鈕”，如圖3-14所示。3.創(chuàng)建托盤底座圖3-14在布局欄中，右鍵單擊“部件_2”，在彈出的快捷菜單中選擇“復制”，然后右鍵單擊工作站名稱“JIANMO*”，在彈出的快捷菜單中選擇“粘貼”，如圖3-15所示。4.復制“部件_2”圖3-15復制粘貼

（5）“部件_2_1”創(chuàng)建完成。再次右鍵單擊工作站名稱“JIANMO*”，在彈出的快捷菜單中選擇“粘貼”，第2個部件“部件_2_2”創(chuàng)建完成，如圖3-16所示。圖3-16圖3-17

（6）把“部件_2_1”和“部件_2_2”移動到圖3-17所示位置，方便下一步的安裝。采用“一點法”把“部件_2”放置到“部件_1”上。右鍵單擊“部件_2”，在彈出的快捷菜單中選擇“位置→放置→一個點”命令，如圖3-18所示。7.放置部件圖3-18圖3-19選擇合適的捕捉方式和工具。點擊“選擇部件”和“捕捉末端”，單擊“主點-從”下的第一個輸入框，捕捉A角點并單擊，單擊“主點-到”下的第一個輸入框，捕捉到B角點并單擊，相應的坐標值會自動顯示在輸入框中，然后單擊“應用”按鈕，如圖3-19所示。8.“一點法”放置“部件_2”圖3-20“部件_2”放置完成后，如圖3-20所示。9.完成“部件_2”放置用相同的方法，把“部件_2_1”放置到“部件_1”的中點位置，這里需要注意的是捕捉方式選擇“捕捉中點”，設置完成后單擊“應用”按鈕，如圖3-21所示。圖3-2110.完成“部件_2_1”放置把“部件_2_2”放置到“部件_1”的左端點位置，這里需要注意的是捕捉方式選擇“捕捉末端”，設置完成后單擊“應用”按鈕，如圖3-22所示。全部放置完成后如圖3-23所示。11.放置“部件_2_2”圖3-22圖3-23把四個部件組合成一個裝配體。選擇“建模→結合”，如圖3-24所示。12.“結合”功能圖3-24單擊“結合”按鈕中“結合”下的輸入框，然后在視圖窗口中單擊“部件_2”；單擊“結合”功能下“和”下的輸入框，然后在視圖窗口中單擊“部件_1”，再單擊“創(chuàng)建”按鈕，如圖3-25所示。13.部件“結合”與生成圖3-25（14）用同樣的方法繼續(xù)創(chuàng)建組合體，使“部件_3”和“部件_2_1”結合成“部件_4”，最后把“部件_4”和“部件_2_2”結合，生成“部件_5”。圖3-26（15）修改模型顏色。方法同矩形體和圓柱體設定顏色一樣，設定好的托盤顏色如圖3-26所示。右鍵單擊模型，選擇“位置→”位置進行調節(jié)，如圖3-27所示，調整好的托盤如圖3-28所示。16.調整托盤位置圖3-27圖3-28測量功能及工具的使用工業(yè)機器人離線編程與仿真構建工業(yè)機器人工作站時需要導入不同的三維模型，有時候還需要對創(chuàng)建或導入的模型進行必要的測量，RobotStudio提供了長度、角度、直徑、最短距離測量等測量方式。任務2測量工具的使用本任務將重點介紹如何使用RobotStudio測量工具對三維模型測量?！救蝿彰枋觥?.2.1測量功能任務2測量工具的使用RobotStudio不僅提供了基礎的建模功能，還提供了模型測量功能。測量功能的方式【點到點】實現任意兩點之間的距離測量。【角度】實現兩直線相交角度的測量?！局睆健繉崿F圓的直徑測量。【最短距離】實現視窗中兩個對象的直線距離測量。3.2.2測量工具的使用任務2測量工具的使用1.長度測量（1）在項目創(chuàng)建一個矩形體模型，長度1000mm，寬度1000mm，高度300mm，如圖3-29所示。圖3-29（2）設置對象。單擊“選擇部件”圖標，將對象選擇方式設定為“選擇部件”，單擊“捕捉末端”圖標，將對象捕捉模式設定為“捕捉末端”，如圖3-30所示。圖3-30（3）點到點測量。選擇“建?！惫δ苓x項卡，單擊“點到點”按鈕，捕捉待測量兩點之間的距離，測量結果如圖3-31所示。圖3-31（4）矩形體其余參數（寬度、高度、對角線長度）的測量方法于此相同，讀者可以自行測量。（1）在項目中創(chuàng)建一個圓錐體模型，從中心到邊300mm，高度600mm，側面的條數4，如圖3-32所示。2.角度測量圖3-32（2）設置對象。單擊“選擇部件”圖標，將對象選擇方式設定為“選擇部件”，單擊“捕捉末端”圖標，將對象捕捉模式設定為“捕捉末端”，如圖3-33所示。圖3-33（3）選取測量點。依次單擊圓錐體A、B、C三點，將其作為測量點，以測量∠BAC為例，測量結果如圖3-34所示。圖3-34（1）在項目中創(chuàng)建一個圓柱體模型，半徑300mm，直徑600mm，高度600mm，如圖3-35所示。3.直徑測量圖3-35（2）設置對象。單擊“選擇部件”圖標，將對象選擇方式設定為“選擇部件”，單擊“捕捉邊緣”圖標，將對象捕捉模式設定為“捕捉邊緣”，如圖3-36所示。圖3-36（3）直徑測量。依次單擊圓柱體上邊緣A、B、C三點，將其作為測量點，測量結果如圖3-37所示。圖3-37（1）最短距離測量。單擊“最短距離”圖標，打開測量兩個對象的直線距離功能，如圖3-39所示。4.最短距離測量圖3-39（2）設置對象。單擊“選擇部件”和“捕捉末端”圖標，如圖3-40所示。圖3-40（3）選取測量面。單擊圓柱體上任意一點，再單擊圓錐體上任意一點，兩個物體之間的最短距離如圖3-41所示。圖3-41測量的技巧工業(yè)機器人離線編程與仿真3.2.3測量的技巧RobotStudio6.08提供了保持測量結果的功能。如圖3-42所示，在測量前單擊“保持測量”按鈕可以實現測量結果的保持。1.測量結果的保持圖3-42任務2

測量工具的使用（1）在測量的過程中，有時候需要保存當前的測量結果以便于后續(xù)創(chuàng)建模型使用。（2）此時，我們再進行一次圓柱體直徑或者其他尺寸的測量，之前測量的最短距離依然保持顯示，如圖3-43所示。圖3-43a選擇部件圖標2.測量的技巧測量的技巧主要體現在能夠準確熟悉的運動合適的“選擇部件、捕捉模式、測量方式等，需要讀者不斷練習和積累運用掌握。主要選擇部件、捕捉方式、測量方式的圖標如圖3-44所示。b捕捉方式圖標c測量方式圖標圖3-44機械裝置及創(chuàng)建工業(yè)機器人離線編程與仿真在工業(yè)機器人工作站中，為了更好的展示仿真效果，通常會為機器人周邊的模型制作動畫效果，如輸送鏈（帶）、滑臺、夾具等。創(chuàng)建機械裝置取決于構建樹形結構中的主要節(jié)點，分別為：鏈接、關節(jié)、框架/工具和校準，它們最初標為紅色，當每個節(jié)點都配置有足夠的子節(jié)點使其有效時，標記為綠色。一旦所有節(jié)點都變的有效，即可將機械裝置視作為可以進行編譯。任務3創(chuàng)建機械裝置【任務描述】本節(jié)任務介紹如何創(chuàng)建一個機器人機械裝置—滑臺。從創(chuàng)建固體模型到不同的部件組合，位置調整等，最后創(chuàng)建機械裝置庫文件，步驟分明，循序漸進，有助于清楚認識機械裝置的創(chuàng)建過程。是機器人、工具、外軸或設備的圖形表達式，是由各種部件沿軸或繞軸移動的一類裝置。RobotStudio中的機械裝置是由若干機械零件組裝在一起的裝置，通過設置其機械特性能夠實現相應的運動。機械裝置能夠使工作站在虛擬仿真時更加完美地展示真實工作站情景。任務3創(chuàng)建機械裝置常用的機械裝置有輸送鏈（帶）、滑臺、夾具等?！緳C械裝置】3.3.1機械裝置是機器人、工具、外軸或設備的圖形表達式，是由各種部件沿軸或繞軸移動的一類裝置。RobotStudio中的機械裝置是由若干機械零件組裝在一起的裝置，通過設置其機械特性能夠實現相應的運動。機械裝置能夠使工作站在虛擬仿真時更加完美地展示真實工作站情景。任務3創(chuàng)建機械裝置【機械裝置】3.3.2創(chuàng)建機械裝置模型打開RobotStudio軟件，創(chuàng)建一個新的空工作站，如圖3-45所示。1.創(chuàng)建空工作站圖3-45在“建?！惫δ苓x項卡中單擊“固體”下拉菜單選擇“矩形體，如圖3-46所示。2.設置模型圖3-46長度為2000mm，寬度600mm，高度100mm，然后單擊“創(chuàng)建”，如圖3-47所示。3.創(chuàng)建滑臺圖3-47在創(chuàng)建的滑臺或者布局中的“部件_1”上單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇”修改“中的“設定顏色”。如圖3-48所示。4.設定顏色圖3-48選擇合適的顏色后，單擊“確定”選項，如黃色，如圖3-49所示。5.選擇顏色圖3-49使用矩形體命令創(chuàng)建滑塊，按照滑塊的數據參數要求輸入，角點為X=0mm，Y=100mm,Z=100mm，長度為400mm，寬度400mm，高度100mm,然后單擊“創(chuàng)建”，此時，我們創(chuàng)建的滑塊正好位于滑臺的中間位置，如圖3-50所示。6.創(chuàng)建滑塊圖3-50按照上述方法，對滑塊顏色進行設定，我們可以將滑塊顏色設置成綠色，設置完成后的滑塊顏色如圖3-51所示。7.設定顏色圖3-51雙擊兩個部件的名字或者選擇需要重命名的部件，單擊右鍵，選擇“重命名”，然后輸入便于識別的名稱。如圖3-52所示。8.部件的重命名圖3-52創(chuàng)建機械裝置運動特性工業(yè)機器人離線編程與仿真3.3.3創(chuàng)建機械裝置運動特性在“建模”功能選項卡中，單擊“創(chuàng)建機械裝置”，設置“機械裝置模型名稱”為“滑臺裝置”，在“機械裝置類型”中選擇“設備”。如圖3-53所示。1.創(chuàng)建機械裝置圖3-53任務3

創(chuàng)建機械裝置雙擊“創(chuàng)建機械裝置”中的“鏈接”，在“鏈接名稱”文本框中輸入“L1”，在“所選組件”下拉列表中選擇“滑臺”，勾選“設置為BaseLink”，然后在單擊“添加”按鈕，最后單擊“應用”按鈕。如圖3-54所示。2.創(chuàng)建機械裝置鏈接L1圖3-54鏈接L2選擇部件“滑塊”，單擊“添加”按鈕，再單擊“確定”按鈕，結束創(chuàng)建鏈接，如圖3-55所示。3.創(chuàng)建機械裝置鏈接L2圖3-54選擇“選擇部件”和“捕捉末端”，雙擊“創(chuàng)建機械裝置”中的“接點”，設置“關節(jié)名稱”為“J1”，設置“關節(jié)類型”為“往復的”，關節(jié)軸“第一個位置”的第一個輸入框，如圖3-56所示。4.設置關節(jié)參數圖3-56單擊滑臺A角點，B角點，第一和第二個位置數據和運動的參考方向已添加進來。X軸的運動方向設置為2000mm，如圖3-57所示。5.設置關節(jié)運動位置和方向圖3-57設定關節(jié)限值：最小限值為0mm，最大限值為1500mm，設置完之后，單擊“確定”，如圖3-58所示。6.設定關節(jié)限值圖3-587.編譯機械裝置圖3-59單擊“創(chuàng)建機械裝置”中的“編譯機械裝置”，然后單擊左下方的“添加”按鈕，準備添加機械裝置運動姿態(tài)，如圖3-59所示。添加姿態(tài)，設置新的“姿態(tài)名稱”為“原點位置”，設置合適的“關節(jié)值”，然后單擊“原點姿態(tài)”，復選框，最后單擊“應用”按鈕，再設置另外一個“姿態(tài)名稱”為“終點位置”，“關節(jié)值”可根據實際情況設定，單擊“確定”按鈕，如圖3-60所示。8.設置運動姿態(tài)圖3-60單擊右下方的“設置轉換時間”按鈕，設置不同姿態(tài)的轉換時間，為方便觀察移動效果，本任務中均設置為10s，然后單擊“確定”按鈕，關閉“創(chuàng)建機械裝置”，如圖3-61所示。9.設置運動姿態(tài)轉化時間圖3-61在“建?！惫δ苓x項卡中，選擇Freehand中的“手動關節(jié)”，用鼠標拖動滑塊即可實現滑塊在滑臺上的移動，如圖3-62所示。10.手動運行滑臺裝置圖3-62在“修改”功能選項卡中，找到“移動到姿態(tài)”選項，選擇“終點位置”，此時滑塊在滑臺上沿X軸正方向緩慢移動，10s后停在極限1500mm位置，如圖3-63所示。11.自動運行滑臺裝置圖3-63同理。在“修改”功能選項卡中，找到“移動到姿態(tài)”選項，選擇“原點位置”，此時滑塊在滑臺上沿X軸負方向緩慢移動，10s后停在極限0mm位置，如圖3-64所示。12.自動返回原點位置圖3-64在左側“布局”欄中，右擊滑臺裝置，選擇“保存為庫文件”，可以將創(chuàng)建的機械裝置保存起來以便后續(xù)工作中使用，如圖3-65所示。13.自動返回原點位置圖3-65在“基本”功能選項卡中，單擊“導入模型庫”，選擇“用戶庫”或“瀏覽庫文件”可以加載已保存的滑臺裝置，如圖3-66所示。14.加載滑臺裝置圖3-66設定工具本地原點工業(yè)機器人離線編程與仿真在構建工業(yè)機器人工作時，工業(yè)機器人法蘭盤末端會安裝用戶組定義的工具，我們希望的是用戶能夠像RobotStudio模型庫中的工具一樣，安裝時能夠自動安裝到工業(yè)機器人法蘭盤末端并保證坐標方向一致，并且能夠在工具的末端自動生成工具坐標系，從而避免工具方面的仿真誤差。任務4創(chuàng)建機器人工具本任務將介紹如何創(chuàng)建一個機器人工具，從導入機器人工具模型到設定工具的本地原點、創(chuàng)建工具坐標系，到最后創(chuàng)建工具，逐步介紹，循序漸進，清楚地認識到機器人工具的創(chuàng)建過程?！救蝿彰枋觥浚?）在“基本”功能選項卡中，選擇“ABB模型庫”導入“IRB2600_12_165_C_01”機器人模型，如圖3-67所示。圖3-67（1）新建一個空工作站并保存為GongJu。3.4.1設定工具本地原點任務4創(chuàng)建機器人工具在“基本”功能選項卡中，單擊“導入幾何體”，選擇“瀏覽幾何體”，找到要導入的模型MyNewTool，單擊“打開按鈕”，完成模型的導入，如圖3-68、3-69所示。3.導入幾何體圖3-68圖3-69為了便于觀察和處理，需要將機器人模型取消“可見”。在布局欄中，右鍵單擊“IRB2600_12_165_C_01”，取消勾選“可見”，如圖3-70所示。4.取消機器人“可見”圖3-70取消工業(yè)機器人“可見”后，可以看到工具UserTool已經在視圖欄中，如圖3-71所示。5.查看導入工具圖3-71主點、X軸、Y軸上的分別按照圖3-72標注進行選擇，到點按照圖中的參數進行設置，“主點-到”為“0,0,0”，“X軸上的點-到”為“100,0,0”，“Y軸上的點-到”為“0,100,0”，單擊“應用”按鈕，放置完成，如圖2-73所示。6.調整工具模型UserTool的位置圖3-72圖3-73【1】三點法調整工具模型UserTool，將其法蘭盤所在平面與XY平面重合?！?】用鼠標右鍵單擊工具模型UserTool，選擇“位置”下拉菜單中的“旋轉”，將工具模型UserTool繞Y軸旋轉180°，然后單擊“應用”按鈕完成“旋轉”，如圖3-74所示。圖3-74單擊Freehand中的“移動”菜單，選中，拖動Z軸坐標向正方形移動一段距離，如圖3-75所示。圖3-75【3】為了便于觀察和設定本地原點，將工具模型UserTool沿著Z軸向上移動一段距離。用鼠標右鍵單擊工具模型UserTool，選擇“修改”中的“設定本地原點”，捕捉法蘭盤中心點位置作為本地原點的位置，“方向”設為“180,0,0”，然后單擊“應用”按鈕，如圖3-76所示。圖3-76【4】設定工具模型UserTool法蘭盤本地原點。用鼠標右鍵單擊工具模型UserTool，選擇“位置”中的“設定位置”，“位置”設為“0,0,0”，“方向”設為“0,0,0”，然后單擊“應用”按鈕，如圖3-77所示。圖3-77【5】設定工具模型UserTool位置使其本地坐標系與工業(yè)機器人法蘭盤坐標系Tool0重合。設定工具坐標系框架工業(yè)機器人離線編程與仿真3.4.2設定工具坐標系框架在“基本”功能選項卡中，單擊“框架”，選擇“創(chuàng)建框架”，捕捉工具模型UserTool末端圓心作為框架的位置，“方向”設為“0，0，0”,然后單擊“創(chuàng)建”按鈕，如圖3-78所示。圖3-78任務4

創(chuàng)建機器人工具（1）工具模型的本地坐標系設定完成后，可以在工具末端創(chuàng)建工具坐標系。而上一步創(chuàng)建的框架中Z軸并不垂直于工具末端表面，因此，還需要對框架進行調整，如圖3-79所示。圖3-79（2）一般期望生成的坐標系框架Z軸與工具末端表面垂直。（3）在布局欄中，用鼠標右鍵單擊“框架1”，選擇“設定為表面的法線方向”，選擇“選擇表面”，單擊“表面或部分”輸入框，捕捉工具模型UserTool末端表面，然后單擊“應用”按鈕，如圖3-80所示。在Robo