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基于Roboguide的搬运机器人离线编程与运动仿真

唐静

【摘要】基于Roboguide平台,介绍了Roboguide软件的功能,创建了某生产线的搬运机器人工作站,设计了工作站的控制流程,编写了6轴和7轴搬运机器人的离线程序,展示了搬运机器人的运动仿真轨迹,可为现场安装与调试节省时间和成本,也可为其他工业机器人的离线编程与运动仿真提供参考.

【期刊名称】《常州信息职业技术学院学报》

【年(卷),期】2018(017)002

【总页数】3页(P41-43)

【关键词】搬运机器人;离线编程;运动仿真;Roboguide

【作者】唐静

【作者单位】常州信息职业技术学院机电工程学院江苏常州213164

【正文语种】中文

【中图分类】TP242.2

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科技术于一体的现代制造业的自动化装备[1]。随着现代工业对产品加工效率和质量要求的提高，以及劳动力成本的增加，工业机器人在搬运、焊接、喷涂等领域逐步得到广泛应用。其中，搬运机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，以减轻人类繁重的体力劳动。目前，世界上使用的搬运机器人已超过10万台，被广泛应用于机床上下料、自动化生产线、装配流水线、码垛搬运、集装箱等自动搬运。

20世纪70年代末，机器人离线编程与仿真技术的研究开始起步，国内外各科研机构和制造厂商纷纷投入大量的时间和精力并取得了丰硕的成果。Workspace是美国RobotSimulation公司发布的机器人仿真与离线编程软件，精确性高、兼容性强，是首个商品化的基于微机的机器人离线编程软件[2]。Roboguide是日本FANUC公司在自己生产的机器人的基础上研发的一款仿真与离线编程软件，通过机器人的运动仿真，可以验证设计方案的可行性，同时可以估算周期时间[3]。这些离线编程与仿真软件已比较成熟，本文基于Roboguide9.0平台，最终完成了某自动化生产线中搬运机器人工作站的离线编程与运动仿真。生产线的搬运要求是，一台6轴机器人将工件从工位1搬运至检测台进行检测，检测完搬运至工位2，再由输送链输送至工位3，最后由一台7轴机器人将工件从工位3搬运至工位4的接料框中。

1工作站的创建

1.1搬运机器人的添加

根据生产线的搬运要求，工作站需要6轴和7轴搬运机器人各一台，以完成工件的整个搬运。根据要求，6轴搬运机器人选择R-2000iC/165F型号即可。7轴搬运机器人选择M-10iA/12型号，勾选选项ExtendedAxisControl(J518)，并在TP上进入控制启动模式，进行第7轴实际电机类型、轴类型、轴安装方式等设定。案例中7轴搬运机器人的附加轴是平行于Y轴的直线轴。所有设定完成后，7轴机器人退出控制启动模式。利用Roboguide9.0软件库中自带的行走轴模型，建立一个运行范围为5米的机器人行走轴。

1.2机器人工具的添加

机器人工具，即机器人的末端执行器，如手爪、吸盘等。在Roboguide软件中，首先选择合适的机器人工具。6轴搬运机器人直接选取EOATs库中的grippers气动手爪，7轴搬运机器人通过导入自己建模的文件“手爪_7axis.igs”。其次，设置机器人工具的位置数据和TCP位置，以确保仿真的正确运行。工具的位置数据根据搬运机器人手部末端的位置设定，设定完的工具能正确安装在机器人的法兰盘上。TCP位置为手爪的中心位置，可以直接输入数据，也可以使用鼠标直接拖动工具坐标系调整至手爪的中心位置。根据以上原则，分别为grippers气动手爪和手爪_7axis设置工具位置和TCP位置。

工业机器人有世界坐标系和工具坐标系等多个坐标系，其运动轨迹上的各个插值点都是用工具坐标系相对于世界坐标系的期望位置与姿态来表述的。案例中6轴机器人的坐标系如图1所示，机器人末端安装的气动手爪的TCP位置相对于世界坐标系的坐标为[1550，0，200，0，180，180]。

图16轴机器人坐标系

1.3工件的添加

在Roboguide软件中，根据实际要求添加外形、大小和位置确定的工件Part。接着，定义每个机器人工具上的Part方向。运动仿真时，搬运机器人的grippers气动手爪需要执行打开和关闭两个动作，通过工具的“Simulation”选项可以设置上述两种动作。其次，在“Parts”选项中勾选需要搬运的工件，并正确设置其位置和方向，否则机器人无法正确动作。

1.4机构及其链接的添加

生产线的搬运要求是，通过输送链将6轴机器人搬运、检测完的工件由工位2输送到工位3。首先，添加一个大小和位置固定的机构(输送链，长度为3600mm)。其次，在输送链上工位2的位置下方添加一个链接Link1，并设置Link1的运动方向和控制方