西华大学实验教学共享平台

机器人工作站虚拟仿真实验

来源:内容管理员   发稿时间:2021-4-9 16:02:00

 

一、简介

《广数工业机器人示教编程》以前所未有的真实感、趣味性、安全性、便利性,创造出全新的教学与实训体验,拥有大量的项目化案例,为其提供多元化的实训方式,显著提升效果、降低成本。是机电一体专业建设的重要组成部分和亮点。

《广数工业机器人示教编程》软件从以下五个方面进行详细介绍:一、下象棋;二、绘画;三、上下料;四、焊接;五、码垛。

二、优势与特色

1)真实感:以机器人生产厂家提供的典型机床型号为原型,进行高仿真建模,结构完整、模型逼真。同时,拥有高度逼近真实的表面外观和细节感受,创造出身临其境般的实训体验。

2)项目化教学案例:针对虚拟机器人示教编程仿真实训的需求,精心设计典型的机器人示教编程项目化教学案例,均可直接用于仿真实训,完成不同的虚拟实训任务。

三、技术参数

软件名称

详细技术参数

广数工业机器人示教编程

运行环境

1.* 可在WINDOWS环境下直接运行,安装简单。

软件界面

1.*隐匿式菜单或工具条:软件界面上看不到菜单、功能图标,全部用于显示场景和虚拟设备,以保持界面的纯净。

2.整屏展示:使用完整的屏幕显示场景,而不是将屏幕切割成若干区域。

虚拟装备

1. * 虚拟机器人本体:外形尺寸与真实机器人完全相同,并拥有高度逼真的外观。表面可见结构、零部件与真实机器人一致。

2. * 虚拟示教盒:可操作的独立示教盒 ,操作方式与真实示教盒高度一致。经专业绘制,精美大方,与真实示教盒高度逼近。显示在电脑屏幕上,与机器人本体叠放。

虚拟场景

1. 虚拟场景:软件启动后,即进入逼真的三维车间环境,其中包括机器人、车间设备、叉车、卷闸门、监控摄像头、车间照明灯等,营造出真实的生产氛围。

2. 漫游操作:利用键盘操作,可在车间中进、退、左转、右转等。

教学案例

1. 下象棋:

以机器人将象棋中的一颗棋子下到棋盘中为案例。

机器人的抓取端是一种带有电磁阀控制的吸盘,通过棋子与吸盘的感应传输信号来控制吸盘的工作。通过编程输入“MOVL”、“MOVJ”、“DOUT”、“DELAY”等机器人指令来达到下象棋的效果。

案例步骤包含:

(1) 新建程序;

(2)运动机器人到起始点P1,添加MOVJ指令;

(3) 运动机器人到象棋抓取点P2,添加MOVJ指令;

(4)将输出端口“1”置为“ON”;

(5) 添加“DELAY”指令,使吸盘能够吸牢;

(6)返回到起始点P1,添加MOVJ指令;

(7) 运动机器人到下棋落子点P3,添加MOVL指令;

(8)将输出端口“1”置为“OFF”;

(9)添加“DELAY”指令;

(10)返回到起始点P1,添加MOVL指令;

(11) 还原场景;

(12)再现运行。

2.绘画:

机器人在画板中写出汉字“中”。

案例从新建项目操作开始,再通过编程输入“MOVL”、“MOVJ”等机器人的运动指令来完成汉字书写,最后再进行运动复现。

案例步骤包含:

(1) 新建程序;

(2)运动机器人到落笔点的上方点P1,添加MOVJ指令;

(3)运动机器人到落笔点P2点,添加MOVL指令;

(4)运动机器人到第一笔的重点P3,添加MOVL指令;

(5)运动机器人到第一笔终点的上方点P4,添加MOVL指令;

(6)按照上述步骤完成剩余笔画的书写;

(7)还原场景;

(8)再现运行。

3.上、下料:

机器人将毛坯装入数控车床进行加工并将加工完的工件取出。

首先系统中有IO控制,输入信号为车床门开启状态和夹具装夹状态,输出信号有关闭车窗门、夹具夹紧、夹具松开、卡盘运动。通过IO控制能有效避免机器人与机床的相互碰撞。再通过编程输入“MOVL”、“MOVJ”、“DOUT”、“DIN”、“DELAY”等机器人指令来完成这一整套动作,最后再进行运动复现。整个案例教学不仅包含如何新建机器人程序,而且也包含了如何使机器人和周边设备协同工作。

案例步骤包含:

(1)新建程序

(2)运动机器人到工件上方点P1,添加MOVJ指令;

(3)运动机器人到工件赚取点P2,添加MOVL指令;

(4)添加“WAIT”指令,等待夹紧工件;

(5)返回到路径点P1,添加MOVL指令;

(6)运动机器人到机床门前点P3,添加MOVJ指令;

(7)运动机器人到卡盘前点P4,添加MOVL指令;

(8)运动机器人到装夹点P5,添加MOVL指令;

(9)添加“DELAY”指令,使卡盘能够夹紧;

(10)添加“DELAY”指令;

(11)运动机器人卡爪离开工件到点P6,添加MOVL指令;

(12)运动机器人离开车床到点P7,添加MOVL指令;

(13)添加“DELAY”指令;

(14)添加“WAIT”指令,等待车床门打开;

(15)返回到路径点P6,添加MOVL指令;

(16)返回到路径点P5,添加MOVL指令;

(17)添加“WAIT”指令,等待夹紧工件;

(18)添加“DELAY”指令;

(19)运动机器人使工件离开卡盘点P8,添加MOVL指令;

(20)运动机器人退出机床点P9,添加MOVL指令;

(21)返回机器人到P1点,添加MOVJ指令;

(22)返回机器人到P2点,添加MOVL指令;

(23)添加“DELAY”指令;

(24)运动机器人到路径点P10,添加MOVJ指令;

(25)还原场景;

(26)再现运行。

4.焊接:

控制机器人完成简单的焊接任务。

通过编程输入“MOVJ”、“MOVL”等机器人运动指令来完成焊接路径的设定,并使用“ARCON”、“ARCOF”等焊接指令来控制焊接状态,以此来完成整个焊接任务,最后通过“再现运动”指令来观看运动复现情况。

案例步骤包含:

(1)新建项目;

(2)焊接机器人移动到待机位置,添加MOVJ指令;

(3)焊接机器人移动到焊接开始位置附近,添加MOVL指令;

(4)焊接机器人移动到焊接点,添加MOVL指令;

(5)引弧,开始焊接;

(6)焊接机器人移动到焊接结束位置,添加MOVL指令;

(7)熄弧,焊接结束;

(8)焊接机器人移动到结束位置附近,添加MOVL指令;

(9)焊接机器人移动到安全位置,添加MOVJ指令;

(10)还原场景;

(11)再现运行。

5.码垛:

控制机器人将已经加工好的工件码到工作台上。

机器人的抓取端带有卡爪,通过接触工件后的检测信号输入来控制卡爪的开关。再通过编程输入“MOVL”、“MOVJ”、“DOUT”、“WAIT”、“DELAY”等机器人指令来完成码垛操作。

案例步骤包含:

(1)新建程序

(2)机器人移动到工件上方位置,添加MOVL指令;

(3)机器人移动到工件抓取点,添加MOVL指令;

(4)添加“WAIT”指令,等待夹紧工件;

(5)机器人移动到工件上方点,添加MOVL指令;

(6)机器人移动到码垛台上方点,添加MOVJ指令;

(7)机器人到码垛点,添加MOVL指令;

(8)添加“DELAY”指令,卡盘松开,放开工件;

(9)运动机器人到码垛台上方点,添加MOVL指令;

(10)重复上述步骤;

(11)还原场景;

(12)再现运行。

机器人编程

1. 机器人坐标系:关节坐标系(J)、基坐标系(B)、工具坐标系(T)、用户坐标系(U)。

2. 插补方式:关节插补、直线插补、圆弧插补。

程序管理与编程

1.程序管理:程序的新建、复制程序、删除、查找、重命名。

2.程序指令编辑:指令的添加、修改、删除、剪切、复制。

机器人指令

1.运动指令:MOVJ、MOVL、MOVC

2.信号处理指令:DOUT、WAIT、DELAY、DIN

3.流程控制指令:LAB、JUMP、JUMP R、JUMP IN、#、END、MAIN

4.运算指令:R、INC、DEC

5.平移指令:PX、SHIFTON、SHIFTOFF、MSHIFT

6.操作符:关系操作符、运算操作符。

教学

1.*项目化案例教学:可直接用于仿真实训。案例包括:下象棋、绘画、上下料、焊接、码垛。

2. 即学即练:可选择不同的实训项目,一步步演示各个机器人示教案例的操作过程,并同步伴随操作说明。演示过程中,无需任何切换,就可以操作练习,即演示和操作练习可以随时转换。用户可使用进度控制面板,调节演示速度、快速选择不同的操作阶段。

练习

1.* 操作方式:人性化的操作方式,简便、快捷、明了。操作任意步骤都支持暂停和回看功能;有充分的提示引导信息。

考核

1. * 智能考核:对学生的每一步操作的正确性、规范性、安全性进行自动记录、评估、计分,并输出和提交详细的考核记录单。考核过程中遇到难点可跳过当前步骤,但扣除相应分数。

2. 防作弊功能:自动输出考核记录表,自动加密。

辅助功能

1. 加密方式:提供注册文件、加密狗、网络三种可选解密方式,由用户任意选择其中一种。

2.系统配置:可以对软件一些参数进行配置,例如可通过系统配置功能开关语音提示。

3.* 自主开发:所有能够由用户自定义的参数均应向用户开放,如所有的说明文字、配置参数均应采用EXCEL表驱动,甚至一些软件功能参数也可用EXCEL表驱动。