虚拟仿真技术在工业机器人现场编程中的应用_杨宏帅.pdf
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1、2023.4电脑编程技巧与维护1概述近年来,虚拟仿真技术在工业、制造业等多个领域中得到广泛应用,并逐渐成为多个领域中控制模块的核心组成部分。当前,国内的机器人制造公司及其相关产业不断增加,许多城市的高新技术产业园区中均设定机器人研究生产车间。在过去的一段时间内,工业机器人多被应用于劳动力密集型制造领域,随着工业机器人生产制造技术的发展,机器人逐渐实现了批量化生产,并逐渐被应用于高新科技地研发生产过程中12。此次研究中使用分层任务网络对机器人的工作任务进行分解,将其整合为多个可执行的动作序列,将其作为机器人工作的原子任务。在任务分解的过程中,根据任务内容将其划分为目标任务、子任务及原子任务3个部
2、分45。目标任务与子任务都需要执行一些原子任务。在任务类型划分完成后,根据生产任务与分层思想,对任务进行规划。在规划时,不可对工业机器人的任务进行过度分解,避免提升机器人工作复杂度。在分解、规划过程中,需要保证此任务具有可分解性、连续性及设备保护性,否则无法对此部分任务进行分解处理。2构建工作机器人工作环境三维模型当前,机器人企业数量不断增长,每个机器人制造企业应用的编程方式都不兼容。但单独的机器人生产企业不容易扩大生产规模。因此,当机器人企业进行联合生产制造时,需要使用三方软件完成编程工作,但部分软件应用效果不佳。在对比多种技术后,研究中选择虚拟仿真技术作为核心技术,完成工业机器人现场编程,
3、更好地进行工业连接生产。由于机器人在执行任务的过程中存在运动姿势转换复杂的情况,容易导致机器人在实际工况中出现工作异常。在此研究中引入语义网络,获取机器人实时工作状态信息,并对机器人运动状态进行分析。当机器人的运动状态满足特定条件时,机器人可根据语义信息完成任务动作68。将分解后的机器人工作任务作为现场编程的基础,以此保证编程结果具有可行性。使用Roboguider软件完成机器人三维模型构建工作,并通过虚拟仿真技术对机器人的工作环境进行建模,进一步降低对机器人与工作环境建模所消耗的人力与物力。启动Roboguider软件中的工具栏,单击“新建”按钮,并按照以下步骤完成建模:(1)Process
4、Selection。(2)Robot Creation Method。(3)Robot Software Version。(4)Robot Application/Tool。(5)Summary。按照上述步骤,构建机器人工作环境仿真模型,在此基础模型中添加各类环境中的实体物品。在Robogu-ide软件中自带一部分物品模型,但大部分的物品模型需要通过其他三维模型构建软件导入。将工作环境物品三维仿真模型的导入工作设定为以下两个环节。(1)软件自备模型库导入环节。选择软件菜单栏中的“cell”选项,并在其中查找“CAD Library”选项,进而查找目标物品,并将其导入机器人工作环境仿真模型中。(
5、2)其他仿真模型导入环节。在与Roboguider软件兼容的软件中,构建igs格式模型文件。选择Robogu-ider软件菜单栏中的“cell”选项,寻找“Single CAD-File”,完成三维仿真模型加载与导入。在工作环境中的物体与工业机器人模型导入工作环作者简介:杨宏帅(1975),男,本科,讲师,研究方向为智能制造。虚拟仿真技术在工业机器人现场编程中的应用杨宏帅(黑龙江职业学院,哈尔滨150080)摘要:在当前工业机器人现场编程过程中,工作环境的分析环节较为薄弱,导致工业机器人在工作环境中存在碰撞且工作耗时较长的问题,因此,应展开虚拟仿真技术在工业机器人现场编程中的应用研究。使用分层
6、任务网络及语义网络,完成工业机器人任务分解。使用 Roboguide 软件,构建工作机器人工作环境三维模型。利用 RobotStudio 模仿软件为机器人的虚拟控制提供载体,并在此软件输出结果的基础上,构建实验环节,完成现场编程。关键词:虚拟仿真技术;工业机器人;机器人编程;仿真软件;仿真建模117DOI:10.16184/prg.2023.04.0072023.4电脑编程技巧与维护境模型中,根据真实工作环境中各设备的安装情况,在仿真环境中完成设备布局。3工业机器人现场编程目前,机器人编程技术主要包括两大类:离线程序设计和命令程序设计。采用指令式程序设计的工业机器人将会在一定程度上占用其工作周
7、期,从而降低工作效能。与传统的机器人编程指令程序相比,工业机器人现场编程提出一种基于离线的程序设计方法,并且在工业机器人编程设计中,提前对后面的工作程序进行设计,保证机器人能够在被程序控制的情况下正常工作911。还可以让程序员远离危险的工作环境,并改善编程环境,使更改应用程序变得简单、方便且实用性强。在实际应用过程中,依靠脱机复制软件,可以提高工业生产的编程效率。编程通常涉及逻辑注释,并且嵌套在各种子路径中。对应用程序的修改可以使用一定的教学编程方法,但很难通过生产工具修改大型程序,借助离线编程、RobotStudio、RAPID应用程序修改器等,可以轻松完成对应用程序的修改和优化。分析、对比
8、两种编程下机器人的停机时间,如表1所示。由表1可知,在现场编程过程中,不同的编程对工业机器人在生产过程中的停机时间的影响不同。由表1中的数据可知离线编程停机时间为10 min,指令编程停机时间为30 min,离线编程比指令编程的停机时间短,可以很大程度上缩短占用工业机器人的工作时间,并提高工业机器人的工作效率。利用RobotStudio模仿软件,构建工业机器人编程的虚拟控制系统,从而提高机器人控制的有效性。机器人机体框架与所设计的软件展示平台一致,对机器人的编程控制有很大的帮助。RobotStudio模仿软件能够进行多种工作的仿真,从模型构建、参数配置、系统配置、性能调试等多个方面来满足机器人
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