我們今天講解的重點(diǎn)是離線編程，通過(guò)示教在線編程在實(shí)際應(yīng)用中主要存在的問(wèn)題，來(lái)說(shuō)說(shuō)機(jī)器人離線編程軟件的優(yōu)勢(shì)和主流編程軟件的功能、優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行深度解析。

示教在線編程在實(shí)際應(yīng)用中主要存在以下問(wèn)題：

1、示教在線編程過(guò)程繁瑣、效率低。

2、精度完全是靠示教者的目測(cè)決定，而且對(duì)于復(fù)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(shì)呢?

1、減少機(jī)器人的停機(jī)時(shí)間，當(dāng)對(duì)下一個(gè)任務(wù)進(jìn)行編程時(shí)，機(jī)器人仍可在生產(chǎn)線上進(jìn)行工作。

2、使編程者遠(yuǎn)離了危險(xiǎn)的工作環(huán)境。3、適用范圍廣，可對(duì)各種機(jī)器人進(jìn)行編程，并能方便的實(shí)現(xiàn)優(yōu)化編程。4、可對(duì)復(fù)雜任務(wù)進(jìn)行編程。5、便于修改機(jī)器人程序。

下面詳細(xì)介紹一下主流的離線編程軟件。

1、Robot Master

Robotmaster來(lái)自加拿大，由上海傲卡自動(dòng)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(chǎng)上絕大多數(shù)機(jī)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(wú)縫集成了機(jī)器人編程、仿真和代碼生成功能，提高了機(jī)器人編程速度。

下圖為Robot Master軟件界面：

優(yōu)點(diǎn)：

可以按照產(chǎn)品數(shù)模，生成程序，適用于切割、銑削、焊接、噴涂等等。獨(dú)家的優(yōu)化功能，運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)劃和碰撞檢測(cè)非常精確，支持外部軸(直線導(dǎo)軌系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng))，并支持復(fù)合外部軸組合系統(tǒng)。

缺點(diǎn)：

暫時(shí)不支持多臺(tái)機(jī)器人同時(shí)模擬仿真（就是只能做單個(gè)工作站），基于MasterCAM做的二次開發(fā)，價(jià)格昂貴，企業(yè)版在20W左右。好貴??！

2、Robot Art

Robot Art來(lái)自帝都北京，是目前國(guó)內(nèi)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?fù)湫畔⑸蓹C(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡，之后軌跡仿真、路徑優(yōu)化、后置代碼一氣呵成，同時(shí)集碰撞檢測(cè)、場(chǎng)景渲染、動(dòng)畫輸出于一體，可快速生成效果逼真的模擬動(dòng)畫。廣泛應(yīng)用于打磨、去毛刺、焊接、激光切割、數(shù)控加工等領(lǐng)域。

Robot Art教育版針對(duì)教學(xué)實(shí)際情況，增加了模擬示教器、自由裝配等功能，幫助初學(xué)者在虛擬環(huán)境中快速認(rèn)識(shí)機(jī)器人，快速學(xué)會(huì)機(jī)器人示教器基本操作，大大縮短學(xué)習(xí)周期，降低學(xué)習(xí)成本。

下圖為RobotArt離線編程仿真軟件的界面：

優(yōu)點(diǎn)：

1)支持多種格式的三維CAD模型，可導(dǎo)入擴(kuò)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(jī)器人離線編程操作，如ABB、KUKA、Fanuc、Yaskawa、Staubli、KEBA系列、新時(shí)達(dá)、廣數(shù)等;

3)擁有大量航空航天高端應(yīng)用經(jīng)驗(yàn);

4)自動(dòng)識(shí)別與搜索CAD模型的點(diǎn)、線、面信息生成軌跡;

5)軌跡與CAD模型特征關(guān)聯(lián)，模型移動(dòng)或變形，軌跡自動(dòng)變化;

6)一鍵優(yōu)化軌跡與幾何級(jí)別的碰撞檢測(cè);

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(gè)工作站仿真動(dòng)畫發(fā)布到網(wǎng)頁(yè)、手機(jī)端。

缺點(diǎn)：軟件不支持整個(gè)生產(chǎn)線仿真（不夠萬(wàn)能），對(duì)外國(guó)小品牌機(jī)器人也不支持，不過(guò)作為機(jī)器人離線編程，還是相當(dāng)給力的，功能一點(diǎn)也不輸給國(guó)外軟件。

3、Robot Works

RobotWorks是來(lái)自以色列的機(jī)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(shí)，需要先購(gòu)買Solidworks。

功能：

(1)全面的數(shù)據(jù)接口：Robotworks是基于Solidworks平臺(tái)開發(fā)，Solidworks可以通過(guò)IGES，DXF，DWG，PrarSolid，Step，VDA，SAT等標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

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

第一步：從Solidworks直接創(chuàng)建或直接導(dǎo)入其他三維CAD數(shù)據(jù)，選取定義好的機(jī)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(diào)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(jìn)行加工產(chǎn)生數(shù)據(jù)點(diǎn);

第三步：調(diào)用所需的機(jī)器人數(shù)據(jù)庫(kù)，開始做碰撞檢查和仿真，在每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)均可以自動(dòng)修正，包含工具角度控制，引線設(shè)置，增加減少加工點(diǎn)，調(diào)整切割次序，在每個(gè)點(diǎn)增加工藝參數(shù);

第四步：Robotworks自動(dòng)產(chǎn)生各種機(jī)器人代碼，包含笛卡爾坐標(biāo)數(shù)據(jù)，關(guān)節(jié)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，工具與坐標(biāo)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(qiáng)大的工業(yè)機(jī)器人數(shù)據(jù)庫(kù)：系統(tǒng)支持市場(chǎng)上主流的大多數(shù)的工業(yè)機(jī)器人，提供各大工業(yè)機(jī)器人各個(gè)型號(hào)的三維數(shù)模。

(4)完美的仿真模擬：獨(dú)特的機(jī)器人加工仿真系統(tǒng)可對(duì)機(jī)器人手臂，工具與工件之間的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)碰撞檢查，軸超限檢查，自動(dòng)刪除不合格路徑并調(diào)整，還可以自動(dòng)優(yōu)化路徑，減少空跑時(shí)間。

(5)開放的工藝庫(kù)定義：系統(tǒng)提供了完全開放的加工工藝指令文件庫(kù)，用戶可以按照自己的實(shí)際需求自行定義添加設(shè)置自己獨(dú)特工藝，添加的任何指令都能輸出到機(jī)器人加工數(shù)據(jù)里面。

優(yōu)點(diǎn)：

生成軌跡方式多樣、支持多種機(jī)器人、支持外部軸。

缺點(diǎn)：

Robotworks基于solidworks，solidworks本身不帶CAM功能，編程繁瑣，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)劃策略智能化程度低。不會(huì)用sw，只會(huì)用UG,PROE......咋整？

4、Robcad

ROBCAD是西門子旗下的軟件，軟件較龐大，重點(diǎn)在生產(chǎn)線仿真，價(jià)格也是同軟件中最貴的。軟件支持離線點(diǎn)焊、支持多臺(tái)機(jī)器人仿真、支持非機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)仿真，精確的節(jié)拍仿真，ROBCAD主要應(yīng)用于產(chǎn)品生命周期中的概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)前期階段?，F(xiàn)已被西門子收購(gòu)！

功能：

(1)Workcelland Modeling：對(duì)白車身生產(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計(jì)、管理和信息控制。(2)Spotand OLP：完成點(diǎn)焊工藝設(shè)計(jì)和離線編程。(3)Human：實(shí)現(xiàn)人因工程分析。(4)Application中的Paint、Arc、Laser等模塊：實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造中噴涂，弧焊，激光加工，緄邊等等工藝的仿真驗(yàn)證及離線程序輸出。(5)ROBCAD的Paint模塊。噴漆的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和離線編程，其功能包括：噴漆路線的自動(dòng)生成、多種顏色噴漆厚度的仿真、噴漆過(guò)程的優(yōu)化。

優(yōu)點(diǎn)：

(1)與主流的CAD軟件(如NX、CATIA、IDEAS)無(wú)縫集成。

(2)實(shí)現(xiàn)工具工裝、機(jī)器人和操作者的三維可視化。

(3)制造單元、測(cè)試以及編程的仿真。

缺點(diǎn)：

價(jià)格昂貴，離線功能較弱，Unix移植過(guò)來(lái)的界面，人機(jī)界面不友好。而且已經(jīng)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(dá)索旗下的CAM軟件，大名鼎鼎的CATIA也是達(dá)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(lǐng)域的發(fā)動(dòng)機(jī)、總裝和白車身(Body-in-White)，航空領(lǐng)域的機(jī)身裝配、維修維護(hù)，以及一般制造業(yè)的制造工藝。

DELMIA的機(jī)器人模塊ROBOTICS是一個(gè)可伸縮的解決方案，利用強(qiáng)大的PPR集成中樞快速進(jìn)行機(jī)器人工作單元建立、仿真與驗(yàn)證，是一個(gè)完整的、可伸縮的、柔性的解決方案。

優(yōu)點(diǎn)：

(1)從可搜索的含有超過(guò)400種以上的機(jī)器人的資源目錄中，下載機(jī)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(jìn)一步細(xì)化布局。

缺點(diǎn)：

DELMIA屬于專家型軟件，操作難度較高。

DELMIA軟件界面如下視頻所示：

6、RobotStudio

RobotStudio是瑞士ABB公司配套的軟件，是機(jī)器人本體商中軟件做的最好的一款。RobotStudio支持機(jī)器人的整個(gè)生命周期，使用圖形化編程、編輯和調(diào)試機(jī)器人系統(tǒng)來(lái)創(chuàng)建機(jī)器人的運(yùn)行，并模擬優(yōu)化現(xiàn)有的機(jī)器人程序。

優(yōu)點(diǎn)：

(1)CAD導(dǎo)入方便?？煞奖愕貙?dǎo)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(guò)使用待加工零件的CAD模型，僅在數(shù)分鐘之內(nèi)便可自動(dòng)生成跟蹤加工曲線所需要的機(jī)器人位置(路徑)，而這項(xiàng)任務(wù)以往通常需要數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天。

(3)程序編輯器。可生成機(jī)器人程序，使用戶能夠在Windows環(huán)境中離線開發(fā)或維護(hù)機(jī)器人程序，可顯著縮短編程時(shí)間、改進(jìn)程序結(jié)構(gòu)。

(4)路徑優(yōu)化。如果程序包含接近奇異點(diǎn)的機(jī)器人動(dòng)作，RobotStudio可自動(dòng)檢測(cè)出來(lái)并發(fā)出報(bào)警，從而防止機(jī)器人在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)生這種現(xiàn)象。仿真監(jiān)視器是一種用于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)優(yōu)化的可視工具，紅色線條顯示可改進(jìn)之處，以使機(jī)器人按照最有效方式運(yùn)行?？梢詫?duì)TCP速度、加速度、奇異點(diǎn)或軸線等進(jìn)行優(yōu)化，縮短周期時(shí)間。

(5)可達(dá)性分析。通過(guò)Autoreach可自動(dòng)進(jìn)行可到達(dá)性分析，使用十分方便，用戶可通過(guò)該功能任意移動(dòng)機(jī)器人或工件，直到所有位置均可到達(dá)，在數(shù)分鐘之內(nèi)便可完成工作單元平面布置驗(yàn)證和優(yōu)化。

(6)虛擬示教臺(tái)。是實(shí)際示教臺(tái)的圖形顯示，其核心技術(shù)是Virtual Robot。從本質(zhì)上講，所有可以在實(shí)際示教臺(tái)上進(jìn)行的工作都可以在虛擬示教臺(tái)(QuickTeach?)上完成，因而是一種非常出色的教學(xué)和培訓(xùn)工具。

(7)事件表。一種用于驗(yàn)證程序的結(jié)構(gòu)與邏輯的理想工具。程序執(zhí)行期間，可通過(guò)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(shí)現(xiàn)工位內(nèi)機(jī)器人及所有設(shè)備的仿真。該功能是一種十分理想的調(diào)試工具。

(8)碰撞檢測(cè)。碰撞檢測(cè)功能可避免設(shè)備碰撞造成的嚴(yán)重?fù)p失。選定檢測(cè)對(duì)象后，RobotStudio可自動(dòng)監(jiān)測(cè)并顯示程序執(zhí)行時(shí)這些對(duì)象是否會(huì)發(fā)生碰撞。

(9)VBA功能?？刹捎肰BA改進(jìn)和擴(kuò)充RobotStudio功能，根據(jù)用戶具體需要開發(fā)功能強(qiáng)大的外接插件、宏，或定制用戶界面。

(10)直接上傳和下載。整個(gè)機(jī)器人程序無(wú)需任何轉(zhuǎn)換便可直接下載到實(shí)際機(jī)器人系統(tǒng)，該功能得益于ABB獨(dú)有的Virtual Robot技術(shù)。

缺點(diǎn)：

就是只支持ABB品牌機(jī)器人，機(jī)器人間的兼容性很差。集成商可不能只做ABB的項(xiàng)目！

下圖為Robot Studio軟件界面：

7、Robomove

Robomove來(lái)自意大利，同樣支持市面上大多數(shù)品牌的機(jī)器人，機(jī)器人加工軌跡由外部CAM導(dǎo)入。

優(yōu)點(diǎn)：

1.與其他軟件不同的是，Robomove走的是私人定制路線，根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行定制。

2.軟件操作自由，功能完善，支持多臺(tái)機(jī)器人仿真。

缺點(diǎn)：

需要操作者對(duì)機(jī)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(guó)產(chǎn)軟件也在陸續(xù)開發(fā)中。