工业机器人离线编程与仿真（基于KUKA）认识工业机器人仿真应用技术.pdfVIP

⼯⼯业业机机器器⼈⼈离离线线编编程程与与仿仿真真（（基基于于KUKA））认认识识⼯⼯业业机机器器

⼈⼈仿仿真真应应⽤⽤技技术术

⼯业机器⼈离线编程与仿真（基于KUKA）

认识⼯业机器⼈仿真应⽤技术

项⽬⼀认识离线编程与仿真技术

任务⼀

⽬录

任务描述

学重点

任务知识

主题讨论

任务描述

在深⼊学⼯业机器⼈离线编程与仿真

技术之前，我们需要了解⼯业机器⼈仿

真应⽤技术的定义和发展，也需要了解

常⽤的离线编程与仿真软件的特点

学重点

离线编程与仿真软件的特点

12⼯业机器⼈仿真应⽤技术的定义和发展常⽤离线编程与仿真软件的特点

任务知识

⼀、⼯业机器⼈仿真应⽤技术的定义和发展

AlphaGo

早在1946年，美国就开始对机器⼈进⾏理论

上的研究。但是直到1959年，才诞⽣了能在

⼯业⽣产中使⽤的机器⼈。经过⼏⼗年的发展，

机器⼈领域发⽣了翻天覆地的变化，从早期的

只会做⼀些简单、重复动作的机器⼈发展到具

有思考、学能⼒的⾼智能化机器⼈，甚⾄出

现了能够战胜⼈类的⼈⼯智能-AlphaGo。

⼈机⼤战

⼀、⼯业机器⼈仿真应⽤技术的定义和发展

在⼈⼯智能、机器学、语⾳识别、图像处理等关键技术

取得重要理论研究的基础之上，机器⼈领域也跨上了⼀个

新的台阶，并朝着智能化、复杂化的⽅向持续发展。随着

⼈类在机器⼈研究领域的逐步深⼊，其编程⽅式也发⽣了

⾰命性的变化。除了传统的在线⽰教编程⽅式，近年来，

离线编程在⼯业实际⽣产中的重要性⽇益凸显。

⼀、⼯业机器⼈仿真应⽤技术的定义和发展

离线编程

离线编程是指，在不使⽤机器⼈本体的情况下，

利⽤计算机图形学的基本原理和系统仿真技术，

在PC机（个⼈电脑）上重建整个⼯作场景的三

维模型，然后根据加⼯零件的⼯艺要求，设置

机器⼈的运动指令和轨迹，从⽽仿真模拟⼯业

机器⼈加⼯的流程。

离线编程

⼀、⼯业机器⼈仿真应⽤技术的定义和发展

机器⼈系统仿真

⼀般⽽⾔，系统仿真是在计算机上或（和）实体上建⽴系统的有效模型（数字的、物理效应的、数字和物理效应混合的模

型），并在模型上进⾏系统实验。相应地，机器⼈系统仿真则是指，通过计算机对实际的机器⼈系统进⾏模拟的技术。

机器⼈系统仿真可以建⽴单机或多台机器⼈组成的⼯作站或⽣产线。通过仿真应⽤技术，操作⼈员可以在制造单机与⽣产线之

前模拟实物和⽣产过程，缩短⽣产⼯期，以避免不必要的返⼯。

⼀、⼯业机器⼈仿真应⽤技术的定义和发展

1987年，美国Rockwell与NASA合作开发了⼀套离线编程系统，该系统主要⽤于航天飞机部件的焊

接作业。部件的焊接⼯艺保存在本地数据库中，但是该系统不能和

CAD

等三维绘图软件实现⽆缝对接。离线编程系统

⼀、⼯业机器⼈仿真应⽤技术的定义和发展

ROBCAD离线编程系统

西门⼦公司研发的ROBCAD离线编程系统则具

有强⼤的在线仿真功能，⽀持离线点焊、多台

机器⼈协同仿真以及运动仿真，并且能够与

SoldWorks、AutoCAD等常⽤的三维绘图软

件实现⽆缝对接。

ROBCAD仿真画⾯

⼀、⼯业机器⼈仿真应⽤技术的定义和发展

GRASP系统

英国Nottngham⼤学开发了GRASP系统，该系统能够对不同的⽅案和机器⼈系统进⾏装配单元仿真以及运动学和动⼒学仿

真，并且可以使多台机器⼈同时进⾏路径规划。

ARMS软件包

美国机械动⼒公司开发的ARMS软件包，该系统包含图形接⼝、Pro/E接⼝、动⼒传动系统、铁路车辆等20多种模块，是⼀款

功能强⼤的虚拟样机仿真系统，并且可以实现实时在线仿真，运⽤范围及其⼴泛。

⼀、⼯业机器⼈仿真应⽤技术的定义和发展

RobotMaster离线编程系统

加拿⼤软件公司Jabez科技开发研制的Robot

Master离线编程系统，是⽬前⽐较流⾏的仿

真系统。该系统经过多年的研发，功能不断丰

富和完善，具有⼑具轮廓圆弧分割、3P3R机

器⼈通⽤解决⽅案的⽀持、带倾斜补偿的数控

⽂件导⼊等功能

RobotMaster仿真界⾯

⼀、⼯业机器⼈仿真应⽤技术的定义和发展

SprutCAM离线编程系统

由俄罗斯SPRUT公司开发研制的SprutCAM离

线编程系统，应⽤⾏业⼴泛，包含航空航天、

医疗器械、通讯领域、铭⽂雕刻、模具加⼯等。

其服务于全球7000多家⽤户，在机器⼈离线

编程领域处于全球领先地位。

SprutCAM仿真画⾯

⼀、⼯业机器⼈仿真应⽤技术的定义和发展

随着⼯业机器⼈品牌影响的⽇益壮⼤，各⼯业机器⼈品牌也相继推出了配套的离线编程仿真软件，如

ABB公司的Robot