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小萌谈Art -- 离线编程篇 |
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小萌已经说过要去了解离线编程啦，所以今天是来向各位志同道合的小伙伴们汇报一下昨天的学习情况的，也可供大家参考参考。
在没有对离线编程做具体了解之前，我浅显的认为离线编程应该和示教编程是恰恰相反的吧。它应该不需要拿着示教器去逐个拾取相应的点吧，是不是在这个软件里可以进行一切操作呢？带着自己的这种好奇小萌又不厌其烦的想去对离线编程这个东西弄个明白。网上搜索了好久，信息支离破碎，没有一个系统介绍的东东，这时小萌抱着敢为天下先的态度，把它们整理了一翻，免去了其他小伙伴的搜索之苦，请别叫我雷峰，我还是小萌。
首先谈谈什么是离线编程，在小萌看来，所谓示教编程，因为示教器与机器人要通过线缆连接，而且必须在工作现场编程，所以又可以叫在线编程或现场编程。离线编程，顾名思义，就是不用在环境吵杂的现场，这对小萌这样爱美的小女子来说，是多大的福音啊，感觉瞬间变的高大上了，仿佛从卓大师的《摩登时代》一下跨进了美国大片《阿凡达》。言归正传，离线编程，是通过软件，是在电脑里重建整个工作场景的三维虚拟环境，然后软件可以根据要工加零件的大小、形状、材料，同时配合软件操作者的一些操作，自动生成机器人的运动轨迹，即控制指令，有了这些指令，机器人就完全听我指挥了，厉害吧，哈哈！
接下来是搜索常用的离线编程软件，网上软件介绍倒有一些，但具体到教程，学习资料，软件下载等，信息量就太小了。参照着搜到的一些资料，小萌一个个的将常用的几款离线编程软件在网上都搜索了一遍，有的在网上不能找到下载的地址，有的找到了破解版但不能下载，有的下载了看到的都是英文界面（对一个不太精通英语的小萌来说这个真心的学不了），小萌还找到了一款国产的离线编程软件RobotArt，说是在官网上可以下载试用版，于是就照着他介绍的方法去试了一下，终于有一款可以成功下载并且是小萌能看得懂的中文啦！而且在网站上还附带着一些学习这款软件的资料，应该对学习这款软件挺有帮助的。那么小萌今天呢就是把昨天搜集到的离线编程软件的各个特点小结一下。
1、RobotArt（中国，可免费下载试用）
RobotArt来自帝都北京，有航空航天背景，是目前离线编程软件国内品牌中的顶尖的软件。软件最大特点是根据虚拟场景中的零件形状，自动生成加工轨迹，并且可以控制大部分主流机器人，对国内机器人支持是相当的棒棒哒！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。
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。
重要的事说三遍，RobotArt软件可以在官网免费下载试用，软件的下载地址：
http://www.chlrob.com/RobotArt.aspx?s=00000000-0000-0000-0000-000000000003&i=00000000-0000-0000-0001-000000000011&b=1029
2、RobotMaster（加拿大，无试用）
RobotMaster来自加拿大，由上海傲卡自动化代理，与RobotArt类似，是目前离线编程软件国外品牌中的顶尖的软件。由于是在MasterCAM上做的二次开发，所以对机器人生成数控轨迹很擅长，但MasterCAM本身动辄十几万或几十万的价格，让小萌有些望尘莫及，更另说加上二次开发插件的RobotMaster了。
下图为RobotMaster软件界面：
功能：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。
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，基于MasterCAM做的二次开发，价格昂贵，企业版在20W左右。
RobotMaster软件的下载地址本小萌我没有找到，哪位小伙伴找到的话，记得告诉小萌我一声哦
3、Robotworks（以色列，无试用）
Robotworks是来自以色列的机器人离线编程仿真软件，与RobotMaster类似，是基于Solidworks做的二次开发。使用时，需要先购买Solidworks。以爱因斯坦为代表的犹太人确实智商发达，整个团队只有6-7人，能做出这样软件实属不易，只可惜在中国的汉化、学习资料、服务等，只能让人惋惜了。由于是二次开发，交互性上，比RobotArt难用好多，可能是Solidworks向他开发放的接口不够多吧。主要功能如下：
(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。
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。
优点：生成轨迹方式多样、支持多种机器人、支持外部轴。
4、ROBCAD （德国，无试用）
ROBCAD 是西门子旗下的软件，软件相当庞大，重点在生产线仿真，价格也是同软件中顶尖的，不是一般小伙伴能驾驭的了的。与RobotArt和RobotMaster比，小萌感觉RobCAD的重点在生产线仿真，而不是机器人轨迹生成与控制。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，其主要特点包括：
（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。
ROBCAD 的主要功能包括：
（1） Workcell and Modeling：对白车身生产线进行设计、管理和信息控制。
（2） Spot and 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。
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。
ROBCAD 软件界面
5、DELMIA（法国，无试用）
DELMIA是达索旗下的CAM软件，大名鼎鼎的CATIA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。与RobotArt和RobotMaster比，小萌认为DELMIA略显得不太专注，机器人模块只是他的1/6，可惜没有找到下载试用，有缘的话，小萌很想看看机器人模块与RobotArt、RobotMaster相比，有何优劣。
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。使用 DELMIA 机器人模块，用户能够容易地：
（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，操作难度太高，不适宜新人学习，需要机器人专业研究生以上学生使用；工业正版单价也在百万级别。
6、RobotStudio （瑞士，无试用）
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。但他的特点在于仿真，根据几何模型动生成轨迹能力，与RobotArt和RobotMaster比，几乎是零，而且只支持ABB自家机器人。RobotStudio 包括如下功能：
（1） CAD 导入。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。机器人程序员可依据这些精确的数据编制精度更高的机器人程序，从而提高产品质量。
（2） AutoPath 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 VirtualRobot。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 VirtualRobot 技术。
缺点，就是只支持本公司品牌机器人，机器人间的兼容性很差。
RobotStudio 软件界面
7、Robomove（意大利，无试用）
Robomove来自意大利，因其公司名叫QD，有时也直接称乎他为QD。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，与其他软件不同的是，Robomove走的是私人定制路线，根据实际项目进行定制。另一点不同的就是，Robomove与RobotArt和RobotMaster相比，本身是不带轨迹生成能力的，只支持轨迹导入功能，需要借助CATIA或UG等CAM软件生成轨迹，然后由Robomove来仿真，所以后置代码仿真是他的亮点。
缺点：需要操作者对机器人有较为深厚的理解，策略智能化程度与RobotMaster有较大差距。
以上7款离线编程软件是小萌昨天折腾一天然后对其进行整理总结的成果哦！大家可以借鉴一下，小萌也很期待和同样对机器人编程感兴趣的你一起讨论学习，共同进步。欢迎大家进行补充。小萌对这几款软件简单了解后，选择了一款适合自己学习的软件RobotArt, 选择理由：
1、这款软件是纯中文界面
2、能够在官网上下载免费试用版
3、在官网上有相应的软件学习资料
今后小萌就会开始学习这款软件啦！我会继续和大家分享一下学习这款软件中发生的趣事哦。(end)
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(5/29/2016) |
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