RobotArt机器人离线编程仿真软件的应用

关萌 北京华航唯实机器人科技股份有限公司

引言

随着中国制造2025的提出，使我国成为了工业机器人的消费大国，也是全球最具潜力的工业机器人消费市场。工业机器人将成为中国制造的主角，机器人的出现大大解放了劳动力，从而使人投入到更具有价值的工作上，避免重复性劳动给人类带来的不必要的折磨。自2013年以来，中国已成为全球最大的机器人市场。据国际机器人联合会预测，到2019年，中国的机器人市场将占据全球市场需求量的40%。目前，机器人产业在我国正处在井喷之势。各个机器人本体商都开发了自己的机器人离线编程软件，对自有品牌的机器人底层语言支持的比较好，但是只适用于自家品牌的机器人，并不适用于市面上其他主流的机器人品牌，因此第三方软件变成为了亟待解决此类问题的关键，如RobotMaster、RobotWorks等，还有本体厂商的主流离线编程软件，如ABB、Fanuc、Kuka等本体厂商都有自己品牌的机器人离线编程软件。RobotArt是国产机器人离线编程软件，常用于教学和工业上的某些应用领域。中文操作界面、简单易学。

1 RobotArt机器人离线编程仿真软件在教学中的应用

目前，随着工业机器人在各个领域的广泛应用，随之而来不少学校也将工业机器人引入到课堂的教学中，让学生与机器人实现零距离接触，这样也对将来学生的就业产生了至关重要的作用。机器人的品牌的诞生可谓是雨后春笋，根据中国工业和信息化部的数据，自2012年以来，机器人行业公司的数量从不到300家增加到3400家。不少互联网公司也涉猎到了机器人领域。工业机器人在各领域的广泛应用，除了四大家族ABB、FANUC、KUKA、YASKAW之外，还有不少国产品牌的机器人。各种品牌的机器人在使用上也各有不同，且工业机器人系统造价昂贵，将所有品牌机器人和应用环境配齐很难。

实体机器人在教学中需要为每一位学生配备一台机器人，来学习机器人的本体结构和机器人是如何示教的，这大大增加了教学中资金的投入；而且在面对实体机器人学习过程中，难免会出现机器人的碰撞以及机器人和人之间的碰撞；因此为了避免上述两个问题的出现，机器人离线编程仿真软件即成为不二之选。通过机器人离线编程仿真软件学生可以了解主流品牌机器人的结构以及编程指令，每位学生只需要一台电脑，在电脑的虚拟仿真软件中搭建好场景，导入机器人，进行轨迹规划，然后将后置程序拷入到示教器中，对机器人程序进行修正与调试，这样不仅大大提高了课堂的学习效率同时也降低了教学成本更能保证在教学中的安全性问题。

2 RobotArt在工业领域中的应用

如今机器人已不再是什么新鲜的事物了，机器人广泛应用于各个领域中，RobotArt在工业上广泛应用于打磨、激光切割、喷涂等领域。之前机器人在工业领域的应用上主要以示教操作为主，由于科技的不断发展传统的示教编程已不能再满足机器人在工业领域上的需求，传统的示教编程存在以下缺点：

（1）示教在线编程过程繁琐、效率低。

（2）精度完全是靠示教者的目测决定，而且对于复杂的路径示教在线编程难以取得令人满意的效果。

（3）示教器种类太多，学习量太大。

（4）示教过程容易发生事故，轻则撞坏设备，重则撞伤人。

（5）对实际的机器人进行示教时要占用机器人。

离线编程的出现刚好解决了上述示教编程中存在的问题，因此给了离线编程开拓了很大的发展空间。

3 RobotArt的工作过程

既然RobotArt在教学和工业上有着如此广泛的应用，下面就介绍一下它的工作过程：

首先要在软件中搭建好与实际等比例的模型环境，在搭建好的软件环境中按照自己的需求进行轨迹规划，轨迹规划可以分为四种：第一种，由三维模型的点线面生成轨迹，通过选择三维模型的边作为轨迹的路径，选择面作为轨迹的法向；第二种，曲线特征，由曲线投影到面生成轨迹，将曲线投影到要加工的面上，选择投影线作为轨迹，选择面作为轨迹的法向；第三种，由曲线加面生成轨迹，根据自己的需求设计相应的曲线，该曲线作为轨迹路径的方向，然后选择独立的面作为轨迹的法向；另外对于数控轨迹等轨迹点非常多的轨迹类型，还可以进行外部导入轨迹。生成轨迹后，软件中可以检测轨迹的状态，轨迹的状态有四种，分别是机器人正常可以运行到的点，机器人轴限位的点，机器人不可达点以及机器人的奇异点；生成轨迹后根据轨迹的这三种不同的状态可以有针对性的进行调整，可对轨迹点进行单独编辑也可以进行批量编辑；当前的轨迹生成后需要对已生成好的轨迹进行机器人仿真，此阶段主要是为了检测机器人的工作位姿是否满足我们的需要，以此为依据进行调整。调整过后，就需要生成后置，然后将生成的后置代码拷入到机器人控制器中进行运行，软件的整个流程就结束了。