應(yīng)用Solidworks API二次開發(fā)函數(shù)及VC++編程語言，開發(fā)了Solidworks環(huán)境下運(yùn)行的工業(yè)機(jī)器人離線編程系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了FANUC M-900iA/350型工業(yè)機(jī)器人位姿坐標(biāo)計(jì)算、機(jī)器人逆運(yùn)算及作業(yè)程序自動(dòng)生成等功能。經(jīng)過與Roboguide仿真結(jié)果對(duì)比證明，該離線編程系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

　　引言

　　工業(yè)自動(dòng)化水平的高低在很大程度上受工業(yè)機(jī)器人發(fā)展水平的制約。隨著現(xiàn)今工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品的小批量多樣化以及專業(yè)化趨勢(shì)，使得工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用范圍持續(xù)擴(kuò)大的同時(shí)工作復(fù)雜程度也不斷增加。工業(yè)機(jī)器人是一個(gè)可編程的機(jī)械裝置，其功能的靈活性和智能性很大程度取決于機(jī)器人的編程能力。

1、機(jī)器人離線編程發(fā)展現(xiàn)狀

　　目前，機(jī)器人編程主要有在線示教編程和離線編程兩種方式，在線示教編程為絕大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人所采用。在線示教編程要求機(jī)器人執(zhí)行新的作業(yè)任務(wù)時(shí)需停機(jī)示教，造成現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)線停工的同時(shí)還可能使編程人員身處危險(xiǎn)的現(xiàn)場(chǎng)壞境中。離線編程方式可以實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)離工作現(xiàn)場(chǎng)的情況下完成機(jī)器人編程作業(yè)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)仿真等一系列功能，大幅提高編程工作效率。國(guó)內(nèi)外研究人員在離線編程方面做了大量研究。其中Kuka，ABB，F(xiàn)ANUC等知名專業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)廠家都有自己的一套成熟的仿真軟件，可離線編程。奇瑞公司機(jī)器人項(xiàng)目組也在離線編程方面取得一定進(jìn)展，可對(duì)機(jī)器人生產(chǎn)過程仿真。陳煥明等完成了基于VC++的弧焊機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可讀出任務(wù)曲線作業(yè)點(diǎn)并生成程序。J.Swider等完成了基于DXF文件的機(jī)器人離線編程系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人對(duì)二維圖形的離線編程仿真功能。

　　絕大多數(shù)的離線編程模式都不能將可視化三維仿真環(huán)境與精確地編程方式相結(jié)合。隨著三維繪圖軟件功能日趨強(qiáng)大，完全可以勝任創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人及其工作環(huán)境模型的任務(wù)，在三維軟件環(huán)境下完成機(jī)器人的離線編程仿真將是實(shí)現(xiàn)可視化離線編程簡(jiǎn)捷有效的途徑。

　　本文在Solidworks環(huán)境下對(duì)工業(yè)機(jī)器人及其工作環(huán)境進(jìn)行三維實(shí)體建模，利用Solidworks提供的VC++二次開發(fā)向?qū)�Swizard.swx，完成機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的開發(fā)。

2、離線編程系統(tǒng)的工作模式及組成

　　完成機(jī)器人離線編程作業(yè)包括三個(gè)方面的內(nèi)容：

　　1)三維建模。在Solidworks環(huán)境下建立機(jī)器人及其工作環(huán)境三維仿真模型。

　　2)任務(wù)點(diǎn)選取。根據(jù)實(shí)際任務(wù)軌跡要求選取機(jī)器人任務(wù)點(diǎn)(可由鼠標(biāo)拖動(dòng)機(jī)器人J6軸到達(dá)任務(wù)點(diǎn))。

　　3)調(diào)用離線編程系統(tǒng)。由菜單欄調(diào)用此系統(tǒng)，通過位姿計(jì)算模塊及逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算模塊完成任務(wù)點(diǎn)的位姿計(jì)算及各軸輸入角度的計(jì)算。

　　4)生成作業(yè)程序及離線仿真。

圖1 離線編程系統(tǒng)的工作流程及組成

6、結(jié)束語

　　本文利用SolidworksAPI二次開發(fā)函數(shù)及VC++編程語言，在Solidworks環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人離線編程仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人位姿坐標(biāo)的精確計(jì)算，機(jī)器人逆運(yùn)算及作業(yè)程序自動(dòng)生成三大功能的系統(tǒng)集成，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，通過與FANUC Roboguide仿真軟件仿真結(jié)果比較證明：本離線編程系統(tǒng)正確率，可靠性均可以達(dá)到到實(shí)際生產(chǎn)要求。為今后實(shí)現(xiàn)功能更全面的離線編程仿真系統(tǒng)打下良好的基礎(chǔ)，為我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平的進(jìn)一步提高提供支持和幫助。