《工业机器人虚拟仿真》课程标准.docx

1、工业机器人虚拟仿真课程标准工业机器人虚拟仿真课程标准一、 课程性质本课程在人才培养过程中意义重大，具有综合性、先进性、实用性等特点。本书可作为应用型本科院校和高职院校工业机器人相关专业学生的教材，也可作为企业的培训、自学用书。二、 课程任务本课程有四个项目，项目1工业机器人虚拟仿真软件，项目2RobotStudio虚拟仿真软件的操作，项目3通用型虚拟仿真软件的操作，项目4不同行业工作站的仿真案例。项目中每个任务教学内容包括任务描述、知识准备和任务实训。本书案例新颖，内容全面丰富，针对应用型普通高等教育的特点，突出学生学习和教师教学的适用性。本书在个每项目开头都有引言，引发学生思考，并且把案例中

2、存在的问题带入新内容的学习，让学生明确新内容的学习要求及重点。在文中穿插有“小提示”和“加油站”模块，增强学生学习的趣味性、开拓读者视野；在每个项目后还附有项目检测习题，方便学生巩固所学知识、考查学生对知识的掌握程度。三、 学时分配工业机器人虚拟仿真知识模块与课时设置如下：理论学时为22学时。课程框架及学时分配如下表所示：序号项目名学时项目1工业机器人虚拟仿真软件4项目2RobotStudio虚拟仿真软件的操作6项目3通用型虚拟仿真软件的操作6项目4不同行业工作站的仿真案例6合计22链上送走，这样循环往复，注意机床、车床、机器人之间的相互配合。课时安排本章安排理论6学时主要教学内容任务1物料码

3、垛和拆垛任务实施一、 工作站搭建二、 工作站编程三、 工作站仿真任务实训按如图3-21所示码垛布局，完成单层物料的三花垛码垛和拆垛。任务2纸箱码垛工作站知识准备一、PlaneSensor二、 LinearMover三、 SimulationEvents四、 Source任务实施一、 工作站搭建二、 工作站编程三、 工作站仿真任务3机床加工工作站任务实施一、 工作站搭建二、 工作站编程三、 工作站仿真四、本课程主要教学内容项目1工业机器人虚拟仿真软件学习目标任务1工业机器人虚拟仿真的概述通过本任务，同学们可以了解虚拟仿真技术的概念、作用和发展历史，认识常用工业机器人虚拟仿真软件，并学会安装Rob

4、otStudio 软件和 RobotArt 软件。任务2工业机器人虚拟仿真的应用领域通过本任务，同学们可以了解虚拟仿真技术在打磨、码垛、涂胶和焊接等工业领域的应用情况。课时安排本章安排理论4学时主要教学内容任务1工业机器人虚拟仿真的概述知识准备一、 虚拟仿真技术概念二、 虚拟仿真技术发展历程三、 虚拟仿真技术作用四、 常用工业机器人虚拟仿真软件的介绍任务实施*、 RobotStudio 的安装二、RobotArt 的安装任务2工业机器人虚拟仿真的应用领域知识准备、工业机器人打磨应用领域介绍二、 工业机器人码垛应用领域介绍三、 工业机器人焊接应用领域介绍四、 工业机器人涂胶应用领域介绍任务实施结

5、合图1-20至图1-27, 了解工业机器人虚拟仿真技术在打磨、码垛、涂胶和焊接等工业领域的应用情况。项目2 RobotStudio虚拟仿真软件的操作学习目标任务1模型的导入及定位通过本任务的学习，同学们应该掌握在RobotStudio虚拟仿真软件中导入及定位模型的方法；学会创建不同的坐标系。任务2创建机械装置及工具考虑到在实际工作中RobotStudio内提供的工具和设备可能无法满足用户需求，所以除了 ABB模型库里提供的工具设备外，RobotStudio还支持将CAD模型创建为带工具数据的库文件。通过本节课的学习，同学们可以掌握如何在RobotStudio创建机械装置及工具。任务3目标点的创

6、建及轨迹生成仿真使用RobotStudio,用户可以最终生成机器人的运动轨迹并对轨迹进行仿真。如果生成的轨迹不满足要求，用户还可以对轨迹进行修改和优化。任务4碰撞监控碰撞监控可以检查机器人或工具是否与周围的设备或固定装置发生碰撞。如果发生碰撞，需要对一些设置或者配置进行修改，直到能够安全运行为止。任务5 RAPID编程RAPID编辑器允许用户查看和编辑加载到（真实和虚拟）控制器中的程序。集成的RAPID编辑器可用于编辑除机器人运动之外的其他所有机器人任务。借助RAPID编辑器，我们可以编辑程序模块和系统模块的RAPID代码。用户打开的每个模块都将显示在编辑器窗口中，在其中可以添加或编辑RAPI

7、D代码。任务6创建事件管理器及Smart组件Smart组件可以仿真出机器人夹取产品、产品运动等功能，让设计直观展示出来。Smart组件中包含众多内容，本书只对部分组件进行简单介绍。根据课程标准规定，本部分为选修内容，但如果熟练掌握Smart组件的应用技巧，便可以游刃有余地对单机和生产线进行仿真。任务7 RobotStudio的在线操作使用网线将机器人与电脑连接，配置好网络后，通过RobotStudio软件，可以在线实现机器人系统的备份和恢复，RAPID程序的在线编辑等功能。本任务的实施除需要RobotStudio软件外，还需用到ABB机器人真机。课时安排本章安排理论4学时主要教学内容任务1模型

8、的导入及定位知识准备一、 导入模型与变更属性二、 创建坐标系任务实施一、 导入装配练习几何体二、 工作站搭建任务2创建机械装置及工具任务实施一、 创建工具二、 创建机械装置任务实训1.根据上文所述内容，创建夹爪和吸盘工具。2.参照文中所讲述的方法，创建夹爪和吸盘工具的机械装置。3.参照文中所讲述的方法，创建汽缸设备机械装置。任务3目标点的创建及轨迹生成仿真任务实施一、 生成工业机器人系统二、 创建工件坐标系和工具数据三、 创建目标点和路径四、 离线轨迹编程五、 轨迹优化六、 仿真设定和运行任务实训参照文中所讲述的方法，按照图2-65所示的环境，对工业机器人和外围设备进行布局并进行仿真。任务4碰

9、撞监控任务实施一、碰撞监控二、监控和记录仿真过程任务实训通过操作验证，在图2-74中，如果改变碰撞集包含的ObjectsA和ObjectsB中对象，对结构是否有影响？任务5 RAPID编程知识准备一、 RAPID基本功能的介绍二、 模块与程序任务实施一、 新建模块二、 新建程序三、 加载模块和程序四、 保存模块五、 应用和验证程序代码任务实训参照文中所讲述的方法，建立若干模块和例行程序，使机器人描绘出图2-85所示的轨迹。任务6创建事件管理器及Smart组件任务实施一、 添加I/O信号二、 创建事件三、 创建Smart组件四、 创建机器人路径及程序任务7 RobotStudio的在线操作任务实

10、施、与机器人连接并获取控制权限二、 请求写权限三、 在线备份与恢复四、 设定示教器用户操作权限任务实训使用网线将机器人与电脑连接，并配置好网络，之后获取控制权限，对系统进行备份和恢复操作。项目3通用型虚拟仿真软件的操作学习目标任务1工作站的搭建RobotStudio是一款功能强大的工业机器人虚拟仿真软件，但是目前该软件只支持ABB品牌的机器人。RobotArt是一款中国人自己掌握核心技术的机器人离线编程软件，该软件支持多个品牌的机器人，是通用型虚拟仿真软件的代表。任务2轨迹的生成在本任务中，通过学习三维球，最终掌握轨迹的生产方法。三维球是一个强大而灵活的三维空间定位工具，它可以通过平移、旋转和

11、其他复杂的三维空间变换精确定位任何一个三维物体。针对各式各样的零件或工件模型，需要选择合适的轨迹生成方式。RobotArt目前拥有6种轨迹类型（生成方式），用以生成机器人的运动路径，这些类型可应用于各种场景。任务3仿真后置仿真可以形象逼真地模拟机器人在真实环境中的运动路径和状态，用户可以借助于仿真功能查看机器人是否以正确的姿态工作。“后置”功能将在软件中生成的轨迹、坐标系等一系列信息生成机器人可执行的代码语言，可以拷贝到示教器控制真机运行。课时安排本章安排理论6学时主要教学内容任务1工作站的搭建知识准备一、 导入机器人二、 导入工具三、 导入工件任务实训1.按照图3-21所示的布局，导入IRB

12、120机器人和夹爪工具，按照CHL-DS-01工作站工作台上机器人与零件的实际相对位置，对工件进行校准。2.根据实际需要，适当插入POS点。3.安装和卸载夹爪工具。任务2轨迹的生成知识准备一、 三维球介绍二、 三维球操作任务实施一、 生成轨迹的方式二、 轨迹优化任务实训1.使用三维球对图3-30至图3-36所示的零件进行平移和选择等操作。2.以油盘和汽缸为例，尝试多种轨迹的生成方法。3.使用“点云打孔”功能，对图3-64所示的零件进行打孔操作。任务3仿真后置任务实施一、 轨迹仿真二、 后置运行任务实训对图3-77所示的环境进行布局，之后导入机器人、零件和工件，生成轨迹，最后仿真运行并后置出仿真

13、代码。项目4不同行业工作站的仿真案例学习目标任务1物料码垛和拆垛本任务以全国职业院校技能大赛中职组机器人技术应用项目所采用的CHL-DS-01设备为例，介绍利用RobotArt软件进行物料码垛和拆垛的仿真方法。任务2纸箱码垛工作站利用给定的三维模型以及RobotStudio模型库文件完成离线编程任务。两个传送带末端都设有传感器，当传感器检测到纸箱到位，发送到位信号给IRB 460机器人，机器人可以将物料拾取并在托盘上面进行码垛；当物料从传送带末端被取走，传感器到位信号消失将会触发Smart组件在传送带前端产生新的物料，并重新向传送带末端传送，直到两边的托盘上面各码垛4层五花垛的垛型。任务3机床加工工作站本任务要求通过IRB 4400将原材料从输送链上拾起，并将其放置在压床上面，当压床工作结束通知IRB 4600将压床内的物料拾起，并将其放到车床内部加工，当车床加工完毕后将成品放到输送