机器人仿真软件是一种用于模拟机器人行为和性能的工具,它可以帮助工程师和研究人员在虚拟环境中设计、测试和优化机器人系统。以下是一些常见的机器人仿真软件功能:
(1)机器人建模:能够创建各种类型机器人的三维模型,包括工业机器人、服务机器人、人形机器人等。可以精确定义机器人的几何形状、关节结构、尺寸参数等,以便准确模拟其运动和行为。
(2)环境建模:允许用户构建机器人工作的虚拟环境,包括工厂车间、实验室、家庭环境等。可以添加各种物体、障碍物、工作台、传送带等元素,以模拟真实的工作场景,使机器人能够在虚拟环境中与周围环境进行交互。
(1)运动学仿真:支持正向运动学和逆向运动学计算。正向运动学是根据机器人关节的角度计算末端执行器的位置和姿态;逆向运动学则是根据末端执行器的目标位置和姿态计算各个关节的角度。通过运动学仿真,可以验证机器人的运动范围、可达性以及关节角度的合理性。
(2)动力学仿真:考虑机器人的质量、惯性、摩擦力等物理因素,模拟机器人在运动过程中的动力学行为。可以分析机器人的加速度、速度、力和力矩的变化,评估机器人的运动性能和能量消耗,为机器人的设计和控制提供参考。
(1)路径规划:帮助机器人在虚拟环境中找到从起始点到目标点的最佳路径。可以采用各种路径规划算法,如 A * 算法、Dijkstra 算法、RRT 算法等,根据环境的特点和机器人的运动限制,生成高效、可行的路径。
(2)避障:能够检测机器人在运动过程中是否会与周围的障碍物发生碰撞,并实时调整机器人的运动轨迹以避开障碍物。通过传感器模拟和碰撞检测算法,确保机器人在复杂环境中能够安全、可靠地运行。
(1)离线编程:允许用户在虚拟环境中对机器人进行编程,而无需直接在机器人硬件上进行操作。可以使用图形化编程界面或编程语言(如 Python、C++ 等)来编写机器人的控制程序,实现机器人的各种动作和任务。
(2)代码生成:将离线编写的程序转换为机器人控制器能够识别和执行的代码。支持多种机器人控制器品牌和型号,如 ABB、Fanuc、KUKA 等,能够生成相应的机器人程序代码,方便用户将程序下载到实际机器人上运行。
(1)虚拟调试:在虚拟环境中对机器人系统进行全面的测试和调试,包括机器人的运动、传感器的工作、控制程序的逻辑等。可以模拟各种实际运行情况,发现和解决潜在的问题,确保机器人系统在实际部署前能够正常运行。
(2)性能优化:通过仿真结果分析机器人的性能指标,如运动速度、精度、稳定性等。可以对机器人的结构、控制算法、路径规划等进行优化,提高机器人的工作效率和质量。
ROBOGUIDE,作为机器人离线编程的得力工具,为机器人编程提供了便捷的解决方案。ROBOGUIDE是由发那科机器人公司开发的离线编程工具,支持多种机器人模型和多样化应用需求,帮助提高生产效率。它不仅支持多种机器人模型,还能帮助用户高效完成编程任务,实现机器人的精确控制。无论是复杂的工艺流程还是多样的生产需求,ROBOGUIDE都能轻松应对,助力企业提升生产效率。
1、离线编程:
核心功能:允许工程师在办公室电脑上,无需占用实际机器人硬件,即可创建、编辑和调试机器人的程序(TP程序)。
节省时间与成本:显著减少机器人在生产线上的停机编程时间,提高生产效率。编程工作可以在机器人安装、调试甚至购买前就开始进行。
提高安全性:避免在真实环境中进行复杂或危险路径的试教。
2、仿真验证:
运动路径可视化:在虚拟环境中精确模拟机器人的运动轨迹、可达范围和工作过程,直观地展示机器人如何完成任务。
碰撞检测:极其关键的作用!软件可以检测机器人本体、末端执行器(工具)、工件、周边设备(如夹具、围栏、传送带、其他机器人)在运动过程中是否会发生碰撞或干涉。这能有效预防昂贵的设备损坏和生产事故,确保布局安全。
可达性验证:验证机器人是否能够到达工作空间中所有需要的点位,以及在这些点位上的姿态是否满足要求(如焊接角度、抓取姿态)。
3、工作单元设计与布局规划:
虚拟构建:可以在软件中构建整个机器人工作单元的虚拟模型,包括机器人本体、变位机、传送带、安全围栏、传感器、工具以及其他周边设备。
布局优化:在物理安装之前,通过仿真测试不同的设备布局方案,评估其可行性、效率、安全性和空间利用率,选择最优布局,避免现场反复调整的麻烦和成本。
空间验证:确保机器人工作单元在给定的空间内能够顺畅运行,满足安全距离要求。
4、程序逻辑与信号调试:
模拟机器人与PLC、传感器、其他设备之间的I/O信号交互,验证程序的逻辑流程是否正确,确保机器人能按预期响应外部事件。
5、周期时间分析与优化:
通过仿真运行,精确计算机器人完成一个完整工作循环所需的时间(节拍时间)。
识别瓶颈:分析哪些动作或路径耗时最长。
优化路径:通过调整机器人的运动轨迹、速度、加速度参数、优化点顺序、协调外部轴运动等方式,缩短循环时间,最大化生产效率。
6、机器人选型与可行性分析:
在新项目规划阶段,利用ROBOGUIDE可以模拟不同型号发那科机器人的性能(如臂展、负载、速度),帮助选择最适合特定应用需求的机器人型号。
评估新应用(如新工艺、新产品)使用机器人自动化的可行性。
7、培训与教学:
提供一个安全、零风险的虚拟环境,供操作员、程序员和工程师学习机器人操作、编程、故障诊断和维护,降低培训成本和风险。
8、文档与可视化:
生成机器人工作单元布局图、运动路径动画、程序文档等,用于项目展示、客户沟通、操作指导和维护参考。