基于Solidworks的工業(yè)機器人離線(xiàn)編程系統

　　應用Solidworks API二次開(kāi)發(fā)函數及VC++編程語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)了Solidworks環(huán)境下運行的工業(yè)機器人離線(xiàn)編程系統，實(shí)現了FANUC M-900iA/350型工業(yè)機器人位姿坐標計算、機器人逆運算及作業(yè)程序自動(dòng)生成等功能。經(jīng)過(guò)與Roboguide仿真結果對比證明，該離線(xiàn)編程系統穩定可靠。

　　引言

　　工業(yè)自動(dòng)化水平的高低在很大程度上受工業(yè)機器人發(fā)展水平的制約。隨著(zhù)現今工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品的小批量多樣化以及專(zhuān)業(yè)化趨勢，使得工業(yè)機器人應用范圍持續擴大的同時(shí)工作復雜程度也不斷增加。工業(yè)機器人是一個(gè)可編程的機械裝置，其功能的靈活性和智能性很大程度取決于機器人的編程能力。

1、機器人離線(xiàn)編程發(fā)展現狀

　　目前，機器人編程主要有在線(xiàn)示教編程和離線(xiàn)編程兩種方式，在線(xiàn)示教編程為絕大多數工業(yè)機器人所采用。在線(xiàn)示教編程要求機器人執行新的作業(yè)任務(wù)時(shí)需停機示教，造成現場(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)停工的同時(shí)還可能使編程人員身處危險的現場(chǎng)壞境中。離線(xiàn)編程方式可以實(shí)現在遠離工作現場(chǎng)的情況下完成機器人編程作業(yè)，實(shí)現運動(dòng)仿真等一系列功能，大幅提高編程工作效率。國內外研究人員在離線(xiàn)編程方面做了大量研究。其中Kuka，ABB，FANUC等知名專(zhuān)業(yè)機器人生產(chǎn)廠(chǎng)家都有自己的一套成熟的仿真軟件，可離線(xiàn)編程。奇瑞公司機器人項目組也在離線(xiàn)編程方面取得一定進(jìn)展，可對機器人生產(chǎn)過(guò)程仿真。陳煥明等完成了基于VC++的弧焊機器人離線(xiàn)編程系統的設計，可讀出任務(wù)曲線(xiàn)作業(yè)點(diǎn)并生成程序。J.Swider等完成了基于DXF文件的機器人離線(xiàn)編程系統，實(shí)現了工業(yè)機器人對二維圖形的離線(xiàn)編程仿真功能。

　　絕大多數的離線(xiàn)編程模式都不能將可視化三維仿真環(huán)境與精確地編程方式相結合。隨著(zhù)三維繪圖軟件功能日趨強大，完全可以勝任創(chuàng )建工業(yè)機器人及其工作環(huán)境模型的任務(wù)，在三維軟件環(huán)境下完成機器人的離線(xiàn)編程仿真將是實(shí)現可視化離線(xiàn)編程簡(jiǎn)捷有效的途徑。

　　本文在Solidworks環(huán)境下對工業(yè)機器人及其工作環(huán)境進(jìn)行三維實(shí)體建模，利用Solidworks提供的VC++二次開(kāi)發(fā)向導Swizard.swx，完成機器人離線(xiàn)編程系統的開(kāi)發(fā)。

2、離線(xiàn)編程系統的工作模式及組成

　　完成機器人離線(xiàn)編程作業(yè)包括三個(gè)方面的內容：

　　1)三維建模。在Solidworks環(huán)境下建立機器人及其工作環(huán)境三維仿真模型。

　　2)任務(wù)點(diǎn)選取。根據實(shí)際任務(wù)軌跡要求選取機器人任務(wù)點(diǎn)(可由鼠標拖動(dòng)機器人J6軸到達任務(wù)點(diǎn))。

　　3)調用離線(xiàn)編程系統。由菜單欄調用此系統，通過(guò)位姿計算模塊及逆運動(dòng)學(xué)計算模塊完成任務(wù)點(diǎn)的位姿計算及各軸輸入角度的計算。

　　4)生成作業(yè)程序及離線(xiàn)仿真。

圖1 離線(xiàn)編程系統的工作流程及組成

6、結束語(yǔ)

　　本文利用SolidworksAPI二次開(kāi)發(fā)函數及VC++編程語(yǔ)言，在Solidworks環(huán)境下實(shí)現了工業(yè)機器人離線(xiàn)編程仿真系統的設計。本系統實(shí)現了工業(yè)機器人位姿坐標的精確計算，機器人逆運算及作業(yè)程序自動(dòng)生成三大功能的系統集成，并對計算結果進(jìn)行了運動(dòng)仿真，通過(guò)與FANUC Roboguide仿真軟件仿真結果比較證明：本離線(xiàn)編程系統正確率，可靠性均可以達到到實(shí)際生產(chǎn)要求。為今后實(shí)現功能更全面的離線(xiàn)編程仿真系統打下良好的基礎，為我國工業(yè)自動(dòng)化水平的進(jìn)一步提高提供支持和幫助。