工业机器人离线编程软件深度解析

我们今天讲解的重点是离线编程，通过示教在线编程在实际应用中主要存在的问题，来说说机器人离线编程软件的优势和主流编程软件的功能、优缺点进行深度解析。

示教在线编程在实际应用中主要存在以下问题：

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。

与示教在线编程相比，离线编程又有什么优势呢?

1、减少机器人的停机时间，当对下一个任务进行编程时，机器人仍可在生产线上进行工作。

2、使编程者远离了危险的工作环境。
3、适用范围广，可对各种机器人进行编程，并能方便的实现优化编程。
4、可对复杂任务进行编程。
5、便于修改机器人程序。

下面详细介绍一下主流的离线编程软件。

1、Robot Master

Robotmaster来自加拿大，由上海傲卡自动化公司代理，是目前全球离线编程软件中顶尖的软件，几乎支持市场上绝大多数机器人品牌(KUKA，ABB，Fanuc，Motoman，史陶比尔、珂玛、三菱、DENSO、松下……)，Robotmaster在Mastercam中无缝集成了机器人编程、仿真和代码生成功能，提高了机器人编程速度。

下图为Robot Master软件界面：

优点：

可以按照产品数模，生成程序，适用于切割、铣削、焊接、喷涂等等。独家的优化功能，运动学规划和碰撞检测非常精确，支持外部轴(直线导轨系统、旋转系统)，并支持复合外部轴组合系统。

缺点：

暂时不支持多台机器人同时模拟仿真（就是只能做单个工作站），基于MasterCAM做的二次开发，价格昂贵，企业版在20W左右。好贵！！

2、Robot Art

Robot Art来自帝都北京，是目前国内品牌离线编程软件中最顶尖的软件。

软件根据几何数模的拓扑信息生成机器人运动轨迹，之后轨迹仿真、路径优化、后置代码一气呵成，同时集碰撞检测、场景渲染、动画输出于一体，可快速生成效果逼真的模拟动画。广泛应用于打磨、去毛刺、焊接、激光切割、数控加工等领域。

Robot Art教育版针对教学实际情况，增加了模拟示教器、自由装配等功能，帮助初学者在虚拟环境中快速认识机器人，快速学会机器人示教器基本操作，大大缩短学习周期，降低学习成本。

下图为RobotArt离线编程仿真软件的界面：

优点：

1)支持多种格式的三维CAD模型，可导入扩展名为step、igs、stl、x_t、prt(UG)、prt(ProE)、CATPart、sldpart等格式;

2)支持多种品牌工业机器人离线编程操作，如ABB、KUKA、Fanuc、Yaskawa、Staubli、KEBA系列、新时达、广数等;

3)拥有大量航空航天高端应用经验;

4)自动识别与搜索CAD模型的点、线、面信息生成轨迹;

5)轨迹与CAD模型特征关联，模型移动或变形，轨迹自动变化;

6)一键优化轨迹与几何级别的碰撞检测;

7)支持多种工艺包，如切割、焊接、喷涂、去毛刺、数控加工;

8)支持将整个工作站仿真动画发布到网页、手机端。

缺点：
软件不支持整个生产线仿真（不够万能），对外国小品牌机器人也不支持，不过作为机器人离线编程，还是相当给力的，功能一点也不输给国外软件。

3、Robot Works

RobotWorks是来自以色列的机器人离线编程仿真软件，与Robot Master类似，是基于Solidworks做的二次开发。使用时，需要先购买Solidworks

功能：

(1)全面的数据接口：Robotworks是基于Solidworks平台开发，Solidworks可以通过IGES，DXF，DWG，PrarSolid，Step，VDA，SAT等标准接口进行数据转换。

(2)强大的编程能力：从输入CAD数据到输出机器人加工代码只需四步。

第一步：从Solidworks直接创建或直接导入其他三维CAD数据，选取定义好的机器人工具与要加工的工件组合成装配体。所有装配夹具和工具客户均可以用Solidworks自行创建调用;

第二步：Robotworks选取工具，然后直接选取曲面的边缘或者样条曲线进行加工产生数据点;

第三步：调用所需的机器人数据库，开始做碰撞检查和仿真，在每个数据点均可以自动修正，包含工具角度控制，引线设置，增加减少加工点，调整切割次序，在每个点增加工艺参数;

第四步：Robotworks自动产生各种机器人代码，包含笛卡尔坐标数据，关节坐标数据，工具与坐标系数据，加工工艺等，按照工艺要求保存不同的代码。

(3)强大的工业机器人数据库：系统支持市场上主流的大多数的工业机器人，提供各大工业机器人各个型号的三维数模。

(4)完美的仿真模拟：独特的机器人加工仿真系统可对机器人手臂，工具与工件之间的运动进行自动碰撞检查，轴超限检查，自动删除不合格路径并调整，还可以自动优化路径，减少空跑时间。

(5)开放的工艺库定义：系统提供了完全开放的加工工艺指令文件库，用户可以按照自己的实际需求自行定义添加设置自己独特工艺，添加的任何指令都能输出到机器人加工数据里面。

优点：

生成轨迹方式多样、支持多种机器人、支持外部轴。

缺点：

Robotworks基于solidworks，solidworks本身不带CAM功能，编程繁琐，机器人运动学规划策略智能化程度低。不会用sw，只会用UG,PROE......咋整？

4、Robcad

ROBCAD是西门子旗下的软件，软件较庞大，重点在生产线仿真，价格也是同软件中最贵的。软件支持离线点焊、支持多台机器人仿真、支持非机器人运动机构仿真，精确的节拍仿真，ROBCAD主要应用于产品生命周期中的概念设计和结构设计两个前期阶段。现已被西门子收购！

功能：

(1)Workcelland Modeling：对白车身生产线进行设计、管理和信息控制。
(2)Spotand OLP：完成点焊工艺设计和离线编程。
(3)Human：实现人因工程分析。
(4)Application中的Paint、Arc、Laser等模块：实现生产制造中喷涂，弧焊，激光加工，绲边等等工艺的仿真验证及离线程序输出。
(5)ROBCAD的Paint模块。喷漆的设计、优化和离线编程，其功能包括：喷漆路线的自动生成、多种颜色喷漆厚度的仿真、喷漆过程的优化。

优点：

(1)与主流的CAD软件(如NX、CATIA、IDEAS)无缝集成。

(2)实现工具工装、机器人和操作者的三维可视化。

(3)制造单元、测试以及编程的仿真。

缺点：

价格昂贵，离线功能较弱，Unix移植过来的界面，人机界面不友好。而且已经不再更新！

下图为ROBCAD软件界面：

5、DELMIA

汽车行业普遍都是用的DELMIA哦！

DELMIA是达索旗下的CAM软件，大名鼎鼎的CATIA也是达索旗下的CAD软件。DELMIA有6大模块，其中Robotics解决方案涵盖汽车领域的发动机、总装和白车身(Body-in-White)，航空领域的机身装配、维修维护，以及一般制造业的制造工艺。

DELMIA的机器人模块ROBOTICS是一个可伸缩的解决方案，利用强大的PPR集成中枢快速进行机器人工作单元建立、仿真与验证，是一个完整的、可伸缩的、柔性的解决方案。

优点：

(1)从可搜索的含有超过400种以上的机器人的资源目录中，下载机器人和其它的工具资源。

(2)利用工厂布置规划工程师所完成的工作。

(3)加入工作单元中工艺所需的资源进一步细化布局。

缺点：

DELMIA属于专家型软件，操作难度较高。

DELMIA软件界面如下视频所示：

6、RobotStudio

RobotStudio是瑞士ABB公司配套的软件，是机器人本体商中软件做的最好的一款。RobotStudio支持机器人的整个生命周期，使用图形化编程、编辑和调试机器人系统来创建机器人的运行，并模拟优化现有的机器人程序。

优点：

(1)CAD导入方便。可方便地导入各种主流CAD格式的数据，包括IGES、STEP、VRML、VDAFS、ACIS及CATIA等。

(2)Auto Path功能。该功能通过使用待加工零件的CAD模型，仅在数分钟之内便可自动生成跟踪加工曲线所需要的机器人位置(路径)，而这项任务以往通常需要数小时甚至数天。

(3)程序编辑器。可生成机器人程序，使用户能够在Windows环境中离线开发或维护机器人程序，可显著缩短编程时间、改进程序结构。

(4)路径优化。如果程序包含接近奇异点的机器人动作，RobotStudio可自动检测出来并发出报警，从而防止机器人在实际运行中发生这种现象。仿真监视器是一种用于机器人运动优化的可视工具，红色线条显示可改进之处，以使机器人按照最有效方式运行。可以对TCP速度、加速度、奇异点或轴线等进行优化，缩短周期时间。

(5)可达性分析。通过Autoreach可自动进行可到达性分析，使用十分方便，用户可通过该功能任意移动机器人或工件，直到所有位置均可到达，在数分钟之内便可完成工作单元平面布置验证和优化。

(6)虚拟示教台。是实际示教台的图形显示，其核心技术是Virtual Robot。从本质上讲，所有可以在实际示教台上进行的工作都可以在虚拟示教台(QuickTeach?)上完成，因而是一种非常出色的教学和培训工具。

(7)事件表。一种用于验证程序的结构与逻辑的理想工具。程序执行期间，可通过该工具直接观察工作单元的I/O状态。可将I/O连接到仿真事件，实现工位内机器人及所有设备的仿真。该功能是一种十分理想的调试工具。

(8)碰撞检测。碰撞检测功能可避免设备碰撞造成的严重损失。选定检测对象后，RobotStudio可自动监测并显示程序执行时这些对象是否会发生碰撞。

(9)VBA功能。可采用VBA改进和扩充RobotStudio功能，根据用户具体需要开发功能强大的外接插件、宏，或定制用户界面。

(10)直接上传和下载。整个机器人程序无需任何转换便可直接下载到实际机器人系统，该功能得益于ABB独有的Virtual Robot技术。

缺点：

就是只支持ABB品牌机器人，机器人间的兼容性很差。集成商可不能只做ABB的项目！

下图为Robot Studio软件界面：

7、Robomove

Robomove来自意大利，同样支持市面上大多数品牌的机器人，机器人加工轨迹由外部CAM导入。

优点：