《工业机器人虚拟仿真技术》教学课件03RobotStudio的建模功能

项目三RobotStudio的建模功能标题文字添加标题文字添加标题文字添加标题文字添加标题文字添加标题文字添加·掌握基本的3D模型的创建方法和常规设置·掌握机械装置的创建流程和技巧·掌握通过几何体搭建模型并创建工具的方法教学目标标题文字添加标题文字添加任务一创建工业机器人工作站工作任务实践操作（1）使用RobotStudio建模功能创建3D模型。（2）对3D模型进行常规设置。

RobotStudio的建模功能比较简单，可以进行常见的矩形体、圆柱体、圆锥体、锥体、球体等3D模型的创建。如果在机器人工作站中，对周边模型要求不高时，可以使用该功能创建基本的模型来满足需求，提高仿真验证的效率，节约一定的时间。标题文字添加标题文字添加

如果对周边模型的要求很高，可以通过专业的第三方建模软件（如Pro/ENGINEER、SolidWorks等）进行建模，并转换成特定格式（如.sat格式）导入至RobotStudio中使用。下面就通过实际操作来演示基本建模功能的使用方法。一、使用RobotStudio建模功能创建3D模型创建3D模型的过程如图3-1~图3-11所示。至此，基本的3D模型创建完毕。在操作过程中可以看到，创建每一个模型时都需要对空间位姿（基座中心点、方向）和形状特征参数进行设置。掌握每一种参数的特性，就可以创建出符合预期目标的模型。标题文字添加图3-1标题文字添加1.创建矩形体图3-2标题文字添加图3-3标题文字添加2.创建圆锥体图3-4标题文字添加图3-5标题文字添加3.创建圆柱体图3-6标题文字添加图3-7标题文字添加4.创建锥体图3-8标题文字添加图3-9标题文字添加5.创建球体图3-10标题文字添加图3-11标题文字添加二、对3D模型进行常规设置在刚创建的模型对象上右击，在弹出的快捷菜单中有很多对模型进行设置的选项，如保存为库文件、导出几何体、设定位置、放置、设定颜色、重命名等。图3-12~图3-17是对模型名称和颜色进行设置的演示。首先是对模型名称进行重命名的操作，便于在后续的使用过程中进行辨识。图3-12标题文字添加

其余部件名称按照同样的方法依次进行修改，最后的名称效果如图3-13所示。完成所有的操作后，可将工作站保存在指定目录下。保存时，为了保证不同版本RobotStudio之间的兼容性，建议保存的路径和文件名使用英文字符。图3-13标题文字添加

然后开始对模型的颜色进行个性化的设置。颜色设置的主要目的是增加不同模型间的辨识度，同时使整体显示效果更加美观。图3-14标题文字添加图3-15标题文字添加

其余模型颜色按照同样的方法依次进行修改，每个模型的颜色都是唯一的，最后的颜色效果如图3-16所示。模型设置完成后可将其导出，如图3-17所示。图3-16标题文字添加图3-17标题文字添加任务二机械装置的创建工作任务实践操作（1）创建一个旋转装置的模型。（2）设定旋转装置的机械运动特性。

在机器人工作站中，动态的模型演示效果会给人更加直观的视觉感受，使其更容易理解整个工作站的工作原理和运行效果。机械装置的创建类型包括机器人、工具、外轴、设备、输送链等几种。下面创建的是一个简单的旋转装置，转子能够沿着轴进行一定角度的旋转。熟悉创建过程中的操作步骤，掌握其中的操作技巧，为以后进一步的深入学习打下坚实的基础。标题文字添加一、创建一个旋转装置的模型这里创建一个旋转装置，它主要由两部分组成：轴和转子。创建过程如图3-18~图3-30所示。图3-18标题文字添加图3-19图3-20标题文字添加图3-21图3-22标题文字添加图3-23图3-24标题文字添加图3-25图3-26标题文字添加图3-27图3-28标题文字添加图3-29图3-30标题文字添加二、设定旋转装置的机械运动特性

设定过程如图3-31~图3-45所示。图3-31标题文字添加图3-32图3-33标题文字添加图3-34图3-35标题文字添加图3-36图3-37标题文字添加图3-38图3-39标题文字添加图3-40图3-41标题文字添加图3-42图3-43标题文字添加图3-44图3-45最后，保存工作站至指定目录，注意保存路径和文件名使用英文字符。标题文字添加任务三通过几何体搭建模型并创建工具工作任务实践操作（1）利用导入几何体部件创建夹具模型。（2）通过机械装置方法创建夹具。

和RobotStudio相比，专业的第三方建模软件能够绘制更加复杂、更加精细的模型。下面的例子就是采用导入几何体的方法将夹具的各个组成部分加载进来，在RobotStudio中进行组装，进而利用创建机械装置的方法将组件生成能够在机器人末端使用的工具。该工具可以被保存为库文件，以便随时进行调用。系统库里面的工具一般包括两个坐标系：本地坐标系和工具坐标系。本地坐标系一般与机器人末端的法兰盘坐标系Tool0重合，用于安装工具，完成定位；工具坐标系位于工具的末端，在工具完成安装后即作为机器人的工具坐标系。标题文字添加一、利用导入几何体部件创建夹具模型创建夹具之前首先将夹具的各个部分依次进行导入并组装，形成夹具的最终形态。创建过程如图3-46~图3-65所示。图3-46标题文字添加图3-47标题文字添加

主体L1作为夹具的基座部分，是固定不变的。安装时，不仅夹具法兰盘上面的本地坐标系需要和机器人末端的法兰盘坐标系Tool0重合，而且两个法兰盘的机械孔位也要一一对应。基于此，需要对夹具法兰盘的坐标系进行本地原点及方向的调整，保证上述两点全部符合要求。图3-48标题文字添加图3-49图3-50标题文字添加图3-51

此时，夹具基座L1的本地坐标系的原点及方向全部设定完成。在以后的安装中，夹具就能够处于正确的姿态上。下面开始是两个气爪部件L2、L3的安装过程演示。首先是对两个部件进行空间位姿的调整，接着完成两个部件在基座主体L1上的安装。图3-52标题文字添加图3-53图3-54标题文字添加图3-55图3-56标题文字添加图3-57图3-58标题文字添加图3-59图3-60标题文字添加图3-61图3-62标题文字添加

“校准针”的作用是在创建工具过程中校准气爪L2、L3夹紧的位置，并辅助生成夹具的工具坐标系框架。调整“校准针”位姿，将其放置在气爪抓取产品的位置。使用测量工具“最短距离”，可测得“校准针”应沿着Z轴正方向移动108mm的距离。为通过“创建机械装置”方法开始创建工具的操作做好准备。图3-63标题文字添加图3-64图3-65标题文字添加“校准针”位姿调整完毕，下面开始创建工具。二、通过机械装置方法创建夹具创建的过程如图3-66~图3-89所示。图3-66标题文字添加图3-67图3-68标题文字添加图3-69图3-70标题文字添加图3-71图3-72标题文字添加图3-73标题文字添加新建工具坐标系的空间位置位于“校准针”尖端，只是相对于本地坐标系沿着Z轴正方向偏移一定的距离，方向并没有变化。经过测量，该距离是123mm，因此，在下面创建工具数据时，直接在“位置”的Z轴文本框填入上述数值即可，其他数值和方向均为0。图3-74标题文字添加如果在创建工具数据之前已经在空间某位置成功建立了工具坐标系框架，可选中“从目标点/框架中选择值”复选框，直接选取坐标系框架即可。图3-75标题文字添加图3-76图3-77标题文字添加图3-78图3-79标题文字添加图3-80图3-81标题文字添加图3-82图3-83标题文字添加图3-84图3-85标题文字添加图3-86图3-87标题文字添加图3-88图3-89至此，创建工具的整个过程全部完成。可将创建的工具“tGripper”保存为库文件，便于随时调用。最后，将整个机器人工作站进行保存，注意路径和文件名的格式。标题文字添加如何将自己画的图形导入的ROBOTSTUDIO里?知识拓展首先在电脑上打开visio2010软件，绘制一个半圆图形点击左侧【更多形状】，弹出下拉菜单，选择【新建模具】，此时在形状列表下方打开一个新的模具。右键点击该新建模具，弹出下拉菜单，点击【属性】选项，可以为新建模具修改名称。然后将已经绘制好的半圆拖到新建模具即可，同时可修改图形名称。图形拖到新建模具之后，点击右侧的【保存】按钮，弹出保存对话框，点击确定，即可将图形保存到我的形状里。然后关闭