FANUC发那科机器人离线编程与设计模拟仿真软件Roboguide功能与技巧

    Roboguide是一款FANUC自带的支持机器人系统布局设计和动作模拟仿真的软件，可以进行系统方案的布局设计、机器人干涉性可达性的分析和系统的节拍估算，还能够自动生成机器人的离线程序、进行机器人故障的诊断和程序的优化等。

 　 使用Roboguide，可以高效地设计机器人系统，减少系统搭建的时间。Roboguide提供了便捷的功能支持程序和布局的设计，在不使用真实机器人的情况下，可以较容易地设计机器人系统。

一、Roboguide 仿真步骤

　　1、仿真系统搭建
　　Roboguide提供了一个3D的虚拟空间和便于系统搭建的3D模型库。模型库中包含FANUC机器人的数模、机器人周边设备的数模以及一些典型工件的数模。Roboguide可以使用自带的3D模型库，也可以从外部导入3D数模进行系统搭建。

 　　2、方案布局设计

　　在系统搭建完毕后，需要验证方案布局设计的合理性。一个合理的布局不仅可以有效地避免干涉，同时还能使机器人远离限位位置。Roboguide通过显示机器人的可达范围，确定机器人与周边设备摆放的相对位置，保证可达性的同时有效地避免了干涉。此外，Roboguide还可以对机器人进行示教，使机器人远离限位位置，保持良好的工作姿态。Roboguide能够显示机器人可达范围和它的示教功能使得方案布局设计更加合理。

　　3、干涉性可达性分析
　　在进行方案布局过程中，首先须确保机器人对工件的可达性，也要避免机器人在运动过程中的干涉性。在Roboguide仿真环境中，可以通过调整机器人和工件间的相对位置来确保机器人对工件的可达性。机器人运动过程的干涉性包括：机器人与夹具的干涉、与安全围栏的干涉和其他周边设备的干涉等。Roboguide中碰撞冲突选项可以自动检测机器人运动时的干涉情况。

　　4、节拍计算与优化

　　Roboguide仿真环境下可以估算并且优化生产节拍。依据机器人运动速度、工艺因素和外围设备的运行时间进行节拍估算，并通过优化机器人的运动轨迹来提高节拍。

　　5、离线编程

　　对于较为复杂的加工轨迹，可以通过Roboguide自带的离线编程功能自动地生成离线的程序，然后导入到真实的机器人控制柜中。大大减少了编程示教人员的现场工作时间，有效地提高了工作效率。
　　

二、Roboguide 功能模块

1、常用模块

Roboguide常用模块包括：ChamferingPRO、HandlingPRO、WeldPRO、PalletPRO 和PaintPRO 等。

ChamferingPRO用于去毛刺、倒角仿真应用；    WeldPRO用于弧焊、激光切割等仿真应用；

PalletPRO用于各种码垛仿真应用；            PaintPRO用于喷涂仿真应用；

HandlingPRO用于机床上下料、冲压、装配、注塑机等物料搬运仿真应用；

每种模块加载的应用工具包是不同的，如下图所示。

2、其他模块

4D Edit编辑模块是将真实的3D机器人模型导入到示教器中，将3D模型和1D内部信息结合形成4D图像显示功能；

MotionPRO 运动优化模块可以对TP程序进行优化，包括对节拍和路径的优化，节拍优化要求电机可接受的负荷范围内进行，路径优化需要设定一个允许偏离的距离，使机器人的运动路径在设定的偏离范围内接近示教点。

iRPickPRO 模块可以通过简单设置后创建Workcell自动生成布局，并以3D 视图的形式显示单台或多台机器人抓放工件的过程，自动地生成高速视觉拾取程序，进行高速视觉跟踪仿真。等等

3、扩展功能插件

Roboguide还提供了一些功能的插件来拓展软件的功能，

A、当在Roboguide中安装Line Tracking直线跟踪功能时，机器人可以自动补偿工件随导轨的流动，将绝对运动的工件当作相对静止的物体。因此，可以实现在不停止装配流水线的前提下，机器人对流水线上的工件进行相应的操作；

B、安装Coordinated Motion协调运动软件时，机器人与外部轴做协调运动，使机器人处于合适的焊接姿态来提高焊接质量；

C、Spray Simulation插件可以根据实际情况建立喷枪模型，然后在Roboguide中模拟喷涂效果，查看膜厚的分布情况。安装能源评估功能插件可在给定的节拍内，优化程序使能源消耗最少，也可在给定的能源消耗内，优化程序使节拍最短；

D、寿命评估功能插件可在给定的节拍内，优化程序使减速机寿命最长；也可在给定的寿命内，优化程序使节拍最短；

　Roboguide软件可以加载不同的功能模块，这些模块可以按照应用来区分，比如搬运、涂胶、弧焊和点焊等应用，在安装软件时可以只选择其中某一应用模块进行安装。在搬运应用中还可以进行机床上下料、冲压、金属及非金属加工等应用的模拟仿真。

三、Roboguide 仿真要点

总体来说，无论是哪种应用，都可以利用Roboguide软件仿真来确认工作站或者焊房与机器人之间的布局、分析机器人的可达性干涉性和估算系统的生产节拍等。只是每种应用所针对的具体内容是不一样的。

例如，确认机器人与工作站之间的布局，对于搬运应用来说，主要是机器人与机床、传送带、料架、相机、换爪台和围栏光栅等的距离；涂胶应用主要是确认机器人与夹具、转台、油杯、刮胶器和围栏的距离；弧焊应用则是确认机器人与夹具、转台、焊丝桶、送丝机、清枪器和焊房光栅的距离；点焊应用是确认机器人与夹具、修磨机、转台、滑台、换枪盘和围栏光栅的距离。

在进行机器人可达性分析时，对于搬运应用来说，主要考虑机器人手爪以特定姿态到料架、换爪台和传送带位置是否可达；点焊应用则是确认机器人到转台、滑台和夹具的可达性；涂胶应用是确认机器人到刮胶器和油杯的可达性；弧焊应用是确认机器人与夹具、转台和清枪器的可达性。而在分析机器人干涉性时，搬运机器人和点焊机器人除了考虑机器人与周边设备的干涉外，还要充分考虑到机器人上管线包与机器人本体以及周边设备的干涉性。弧焊和涂胶应用主要是考虑机器人与周边设备的干涉性。

计算系统节拍时除了优化机器人的轨迹之外，搬运机器人需要计算手爪动作的时间和等待手爪抓牢的时间；点焊机器人主要是计算转台翻转的节拍、滑台滑动的时间和点焊的持续时间；涂胶机器人计算刮胶的时间和转台翻转时间；弧焊机器人计算起收弧时间、焊接时间、清枪时间和转台变位机转动时间。

在进行Roboguide仿真时，机器人的工作姿态必须与实际保持一致，TCP设置得尽量精准，机器人在运动中避免出现各轴的限位和奇异点，机器人的轨迹做到最优化，这样才能相对准确地得出仿真的结果。