《工业机器人离线编程与仿真（ABB）》 项目一 认识离线编程与仿真软件

工业机器人离线编程与仿真（ABB）授课人：XXX全课导航01认识离线编程与仿真软件02认识RobotStudio中的建模功能03创建工业机器人基本工作站04创建曲线运动路径05应用Smart组件06创建带导轨与变位机的工业机器人系统07创建工业机器人流水线码垛工作站认识离线编程与仿真软件01签到扫码下载文旌课堂APP扫码签到（202X.XX.XXXX:XX至202X.XX.XXXX:XX）签到方式教师通过“文旌课堂APP”生成签到二维码，并设置签到时间，学生通过“文旌课堂APP”扫描“签到二维码”进行签到。工业机器人的编程方式主要有现场编程和离线编程。随着工业机器人的应用范围越来越广、工作任务越来越复杂，现场编程已经不能满足生产要求。而离线编程由于能克服现场编程的不足，因此受到越来越多的重视。离线编程软件为了满足可视化要求，基本上都具有仿真功能。本项目将带领大家认识离线编程与仿真软件，并对软件的下载、软件的安装方法以及软件的界面进行简单介绍。项目导航知识目标了解工业机器人离线编程与仿真技术。掌握下载和安装RobotStudio软件的方法。熟悉RobotStudio软件界面。能力目标能够正确下载RobotStudio软件。能够正确安装RobotStudio软件。能够正确使用RobotStudio软件的各选项卡。素质目标树立制造强国的远大理想。具备勇于创新、虚心好学的品质。具备团队合作精神与安全责任意识。

目录CONTENTS010203了解工业机器人离线编程与仿真技术下载并安装RobotStudio软件认识RobotStudio软件界面01了解工业机器人离线编程与仿真技术项目工单一、思维导图思维导图（如图所示）可清晰地描绘出本项目需要学习的要点。请学生根据下面的思维导图来提前预习相关知识，以便更有针对性地学习。二、小组分工（详情参照教材）三、制定计划（详情参照教材）四、成长记录（详情参照教材）（一）工业机器人离线编程与仿真技术的发展情况随着时代的发展，工业机器人（如图1-2所示）已经成为现代工业不可或缺的一部分。工业机器人技术发展迅猛，它被广泛应用到各行各业，用于执行越来越复杂的任务。工业机器人的编程方式一般分为现场编程和离线编程两种。现场编程精度不高，对于复杂工件，编程工作量较大，效率低。离线编程有效地弥补了现场编程的不足。同时，为了满足可视化要求，离线编程软件基本上都具有仿真功能。工业机器人现场编程和离线编程的对比见表1-4所列。通过表1-4可以看出，离线编程比现场编程更有优势。早在20世纪70年代，工业机器人离线编程的研究就开始了。随着计算机技术的发展，离线编程也越来越成熟，现已成为工业机器人主流的编程方式。（一）工业机器人离线编程与仿真技术的发展情况工业机器人现场编程和离线编程的对比见表所列。项目现场编程离线编程辅助材料需要实际工业机器人系统和工作环境需要工业机器人系统和工作环境的模型停机编程在编程时，工业机器人需要停止工作在编程时，工业机器人不需要停止工作试验程序在实际系统上试验程序通过仿真软件试验程序撞机风险存在较大的撞机风险通过仿真规避了撞机风险编程效率编程效率低，时间长编程效率高，时间短轨迹优化轨迹的优化程度取决于编程者的经验可以用计算机规划最优工作轨迹复杂轨迹难以实现复杂的运行轨迹可以实现复杂的运行轨迹轨迹精度轨迹精度低轨迹精度高（一）工业机器人离线编程与仿真技术的发展情况随着物联网和5G技术快速地向各行业渗透，工业机器人离线编程与仿真技术的应用领域也在不断扩展，主要涉及焊接、装配、去毛刺、喷涂、抛光/打磨、点胶、搬运、切削等领域，如图所示。（a）焊接（b）装配（c）去毛刺（一）工业机器人离线编程与仿真技术的发展情况（d）喷涂（e）抛光/打磨（f）点胶（一）工业机器人离线编程与仿真技术的发展情况（g）搬运（h）切削（二）工业机器人离线编程与仿真技术的应用领域如图1-4所示为国内外知名工业机器人制造公司。其中，瑞士的ABB、德国的库卡、日本的发那科和安川最为著名，并称工业机器人四大家族。工业机器人四大家族在亚洲市场同样也举足轻重，更占据了中国工业机器人产业70%以上的市场份额，几乎垄断了工业机器人制造、焊接等高阶领域。视野拓展（a）ABB（瑞士）（b）库卡（德国）（二）工业机器人离线编程与仿真技术的应用领域视野拓展（e）三菱（日本）（g）沈阳新松（中国）（c）发那科（日本）（d）安川（日本）（f）柯马（意大利）（三）工业机器人离线编程与仿真的常用软件工业机器人离线编程与仿真的常用软件主要有通用型和专用型两种。通用型离线编程与仿真软件可以兼容市面上主流品牌的工业机器人，常用软件主要有RobotMaster、RobotWorks、RobotArt、ROBCAD、DELMIA、RobotMove等。专用型离线编程与仿真软件是制造工业机器人的原厂开发的，只支持特定品牌的工业机器人。由于是原厂开发，因此功能更强大，实用性更强，常用软件主要有RobotStudio、KUKA.SimPro、ROBOGUIDE、MotoSimEG等。其中，RobotStudio软件以其较高的市场占有率和操作简单、易于上手等特点，成为市场上的主流软件。因此，本书以RobotStudio软件为例来介绍工业机器人离线编程与仿真的基本方法。（三）工业机器人离线编程与仿真的常用软件下面简单介绍一下RobotStudio软件。RobotStudio软件是ABB公司专门为ABB工业机器人研发的，是市场上工业机器人离线编程领域的领先产品，通过新的编程方法，ABB公司正在世界范围内建立工业机器人编程标准。RobotStudio软件是用于工业机器人建模、离线编程及仿真的PC应用程序。为了实现真正的离线编程，RobotStudio软件采用了ABBVirtualRobot™技术，使用离线控制器，即在PC上运行的虚拟IRC5控制器，这种离线控制器也称为“虚拟控制器（VC）”。（三）工业机器人离线编程与仿真的常用软件RobotStudio软件还允许使用真实的物理IRC5控制器（简称“真实控制器”）。当RobotStudio软件连接到真实控制器使用时，称它处于在线模式；当RobotStudio软件未连接到真实控制器或连接到虚拟控制器使用时，称它处于离线模式。知识链接RobotStudio软件功能强大，可提供各种工具。借助RobotStudio软件提供的各种工具，工业机器人可在不影响生产的前提下执行培训、编程和优化等任务，以提升生产效率。（三）工业机器人离线编程与仿真的常用软件RobotStudio主要功能CAD导入功能01自动生成路径功能02自动分析功能03碰撞检测功能04路径优化功能05（三）工业机器人离线编程与仿真的常用软件虚拟示教台1虚拟示教台是实际示教台的图形显示，其核心技术是VirtualRobot（虚拟机器人）。程序编辑器2程序编辑器可生成工业机器人程序，使用户能够在Windows环境中离线开发、优化或维护工业机器人程序，可显著缩短编程时间、改进程序结构。事件表3一种用于验证程序结构与程序逻辑的理想工具。在程序执行期间，用户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。RobotStudio可提供工具课堂小结1.工业机器人离线编程与仿真技术的发展情况2.

工业机器人离线编程与仿真技术的应用领域3.工业机器人离线编程与仿真的常用软件02下载并安装RobotStudio软件（一）下载RobotStudio软件RobotStudio软件的下载步骤如下。下载RobotStudio软件点击此处播放微课（一）下载RobotStudio软件步骤1

登录网址：/products/robotics/RobotStudio，进入RobotStudio软件的下载界面，如图1-5所示。图1-5RobotStudio软件的下载界面（一）下载RobotStudio软件步骤2

单击“Downloaditnow”按钮，进入用户注册界面，如图1-6所示。完成注册后，下载链接会发送至注册邮箱。图1-6用户注册页面（一）下载RobotStudio软件步骤3

先打开注册邮箱，然后打开邮件，即可看到软件下载链接，如图1-7所示。单击即可进行软件下载。图1-7软件下载链接本书是以RobotStudio6.08版本为例进行软件下载、安装及相关应用介绍的。目前，RobotStudio软件官网版本已更新至2022.3版，用户也可下载最新版本进行安装。小提示（二）安装RobotStudio软件RobotStudio软件作为一款占用储存空间较大的软件，对计算机系统的配置有一定的要求。为确保RobotStudio软件能够顺利安装，计算机系统的建议配置见表1-5所列。硬件要求CPUCorei5或以上内存3GB或以上（Windows32-bit）8GB或以上（Windows64-bit）硬盘空闲20GB以上显卡独立显卡操作系统Windows7或以上表1-5计算机系统的建议配置在安装RobotStudio软件时，需要在计算机上拥有管理员权限，且计算机的名称不能命名为中文。小提示（二）安装RobotStudio软件步骤1

下载完成后，右击压缩包（如图1-8所示），对压缩包进行解压。步骤2

解压完成后，打开解压后的文件夹（如图1-9所示），双击“setup.exe”程序安装图标，如图1-10所示。图1-8压缩包

图1-9解压后的文件夹

图1-10程序安装图标（二）安装RobotStudio软件步骤3

在弹出的“ABBRobotStudio6.08-InstallShieldWizard”对话框中，选择“中文（简体）”，如图1-11所示。图1-11“ABBRobotStudio6.08-InstallShieldWizard”对话框（二）安装RobotStudio软件步骤4

单击“确定”按钮，进入安装向导的欢迎界面，如图1-12所示。步骤5

单击“下一步”按钮，进入许可证协议界面，选择“我接受该许可证协议中的条款”，如图1-13所示。图1-12欢迎界面

图1-13许可证协议界面（二）安装RobotStudio软件步骤6

单击“下一步”按钮，进入隐私声明界面，如图1-14所示。步骤7

单击“接受”按钮，进入目的地文件夹界面，如图1-15所示。单击“更改”按钮，可更改安装地址，建议采用默认路径，这里不做更改。图1-14隐私声明界面

图1-15目的地文件夹界面（二）安装RobotStudio软件步骤8

单击“下一步”按钮，进入安装类型界面，选择“完整安装”选项，如图1-16所示。步骤9

单击“下一步”按钮，进入已做好安装程序的准备界面，如图1-17所示。图1-16安装类型界面

图1-17已做好安装程序的准备界面（二）安装RobotStudio软件完整安装，可运行RobotStudio软件所需要的所有功能。选择此安装选项，可以使用基本版和高级版的所有功能。若在64位操作系统的计算机上，选择“完整安装”选项，将同时安装RobotStudio软件的64位版本和32位版本，在平常使用中保留一个即可。由于64位版本比32位版本的内存寻址能力更强，因此64位版本可以导入更大的CAD模型。但64位版本也存在一些限制，它不支持ScreenMaker和集成图像。小提示（二）安装RobotStudio软件步骤10

单击“安装”按钮，即可进入程序安装界面，如图1-18所示。步骤11

当安装完成后，进入安装完成界面，如图1-19所示。单击“完成”按钮，即可退出安装向导。图1-18程序安装界面

图1-19安装完成界面（二）安装RobotStudio软件激活RobotStudio软件的方法在第一次正确安装RobotStudio软件后，软件会提供30天的全功能高级版免费试用。30天以后，如果还未进行授权操作，则只能使用基本版的功能。基本版：提供基本的RobotStudio软件功能，如配置、编程和运行虚拟控制器；还可以通过以太网对实际控制器进行编程、配置和监控等在线操作。高级版：提供RobotStudio软件所有的离线编程功能和多机器人仿真功能。高级版中包含基本版中的所有功能。高级版需要激活才能使用。RobotStudio软件的授权可以从ABB公司购买。如果已获得RobotStudio软件的授权许可证，可通过以下步骤激活RobotStudio软件。小提示（二）安装RobotStudio软件（1）在激活之前，先将计算机连接互联网，因为RobotStudio软件可通过互联网进行激活，这样操作会便捷很多。（2）双击“RobotStudio6.08”图标

，弹出初始界面。选择“文件”菜单中的“选项”，如图1-20所示，弹出“选项”对话框。（3）在弹出的“选项”对话框中，选择“授权”选项，单击“激活向导…”，如图1-21所示。小提示（二）安装RobotStudio软件小提示图1-20初始界面

图1-21“选项”对话框（二）安装RobotStudio软件（4）根据授权许可证类型，选择“单机许可证”或“网络许可证”。在选择完成后，单击“下一个”按钮，按照提示即可完成激活操作，如图1-22所示。小提示图1-22选择授权许可证课堂小结1.下载RobotStudio软件2.安装RobotStudio软件03认识RobotStudio软件界面（一）了解RobotStudio软件各选项卡的功能认识RobotStudio

软件界面1点击此处播放微课RobotStudio软件能模拟现实中工业机器人的工作情况。模拟过程中，涉及模型的建立、导入，工作站的创建、设置，离线编程的仿真，程序的生成、导入等功能。为了实现这些功能，RobotStudio软件在功能区分出多个选项卡。（一）了解RobotStudio软件各选项卡的功能下面向大家介绍RobotStudio软件各选项卡的功能。双击“RobotStudio6.08”图标

，弹出初始界面，如图1-20所示。初始界面的上方是功能区，主要有文件、基本、建模、仿真、控制器（C）、RAPID、Add-Ins等七个选项卡，如图1-23所示。图1-23功能区（一）了解RobotStudio软件各选项卡的功能“文件”选项卡会打开RobotStudio软件的后台视图，其中显示当前活动的工作站信息和元数据，列出最近打开的工作站并提供一系列用户选项（创建新工作站、连接到控制器等），如图1-24所示。其详细功能描述见表1-6所列。1.“文件”选项卡图1-24“文件”选项卡认识RobotStudio

软件界面2点击此处播放微课选项功能描述保存/保存为保存创建的工作站打开打开保存的工作站。在打开保存的工作站时，选择“加载几何体”选项，否则几何体会被永久删除关闭关闭工作站信息在RobotStudio软件中打开某个工作站后，此选项卡将显示该工作站的属性，以及工作站的部分机器人系统和库文件最近显示最近访问的工作站新建创建新工作站打印打印活动窗口中的内容共享与其他人共享数据在线连接到控制器、创建并使用控制器列表、创建并制作机器人系统帮助有关RobotStudio软件安装和许可授权的信息选项显示有关RobotStudio软件选项的信息退出关闭RobotStudio软件表1-6“文件”选项卡的功能描述（一）了解RobotStudio软件各选项卡的功能1.“文件”选项卡（一）了解RobotStudio软件各选项卡的功能2.“基本”选项卡“基本”选项卡主要用于创建工作站、创建系统、编辑路径及摆放项目等，包括建立工作站、路径编程、设置、控制器、Freehand、图形等选项组。其详细功能如图1-25所示。图1-25“基本”选项卡（一）了解RobotStudio软件各选项卡的功能3.“建模”选项卡“建模”选项卡主要用于创建组件及分组组件、创建部件、测量，以及进行与CAD相关的操作，包括创建、CAD操作、测量、Freehand、机械等选项组。其详细功能如图1-26所示。图1-26“建模”选项卡（一）了解RobotStudio软件各选项卡的功能4.“仿真”选项卡“仿真”选项卡提供了创建、配置、控制、监视和记录仿真的相关控件，包括碰撞监控、配置、仿真控制、监控、信号分析器、录制短片等选项组。其详细功能如图1-27所示。图1-27“仿真”选项卡（一）了解RobotStudio软件各选项卡的功能5.“控制器”选项卡“控制器”选项卡主要用于真实控制器的管理，以及虚拟控制器的同步、配置和任务分配等，包括进入、控制器工具、配置、虚拟控制器、传送等选项组。其详细功能如图1-28所示。图1-28“控制器”选项卡（一）了解RobotStudio软件各选项卡的功能6.“RAPID”选项卡“RAPID”选项卡主要用于创建、编辑和管理RAPID程序，包括进入、编辑、插入、查找、控制器、测试和调试、路径编辑器等选项组。其详细功能如图1-29所示。图1-29“RAPID”选项卡（一）了解RobotStudio软件各选项卡的功能7.“Add-Ins”选项卡“Add-Ins”选项卡提供了PowerPacs的相关控件，包括社区、RobotWare、齿轮箱热量预测等选项组。其详细功能如图1-30所示。图1-30“Add-Ins”选项卡（一）了解RobotStudio软件各选项卡的功能7.“Add-Ins”选项卡大家可以通过软件自带的操作员手册来了解RobotStudio软件更详细的界面介绍，具体操作方法如下。选择“文件”→“帮助”→“RobotStudio帮助”选项，即可查看操作员手册。小技巧（二）恢复RobotStudio软件默认界面初学者很容易意外关闭某个窗口，从而无法找到对应的操作对象和相关信息。例如，在基本界面上，误关了“布局”窗口和“输出”窗口，结果如图1-31所示。图1-31误关了“布局”窗口和“输出”窗口的基本界面恢复RobotStudio

软件默认界面点击此处播放微课（二）恢复RobotStudio软件默认界面重新打开“布局”窗口和“输出”窗口，具体操作步骤如下。步骤1

单击“自定义快捷工具栏”的下拉按钮

，在弹出的快捷菜单中，选择“默认布局”，如图1-32所示。图1-32选择“默认布局”（二）恢复RobotStudio软件默认界面步骤2

选择“默认布局”后，软件界面恢复到最小化的默认布局，单击右上角的最大化按钮

，可以恢复窗口的布局。此外，还可以通过以下方法恢复关闭的窗口。单击“自定义快捷工具栏”的下拉按钮

，在弹出的快捷菜单中，选择“窗口”选项，然后勾选需要打开的窗口，即可打开被关闭的窗口，如图1-33所示。小技巧图1-33选择“窗口”选项（二）恢复RobotStudio软件默认界面素质讲堂机器人赋能千行百业具有大负载、大范围转移功能的大型