FANUC机器人仿真软件操作手册.docx
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FANUC机器人仿真软件操作手册
FANUC机器人仿真软件操作手册(总81页)
第一章概述
1.1.软件安装
本教程中所用软件版本号为V6.407269
正确安装ROBOGUIDE,先安装安装盘里的SimPRO,选择需要的虚拟机器人的软件版本。
安装完SimPRO后再安装WeldPro。
安装完,会要求注册;若未注册,有30天时间试用。
如果需要用到变位机协调功能,还需要安装MultiRobotArcPackage。
1.2.软件注册
注册方法:
打开WeldPRO程序,点击Help/RegisterWeldPRO
弹出如下窗口,
将我们提供的密钥填入此处(每行前面框里打勾才能输入密钥)
将此区域的数据Email给上海发那科,我们将为您向公司本部申请密钥,然后将密钥回发给您。
注册后,有200天的使用期限,到期后需要重新申请注册密钥。
1.3.新建Workcell的步骤
1.3.1.新建
在Name一栏输入文件名,文件名要以字母开头。
单选项第一项“根据缺省配置新建”;第二项“根据上次使用的配置新建”;第三项“根据机器人备份文件来创建”;第四项“根据已有机器人的拷贝来新建”;一般都选用第一项。
选择机器人的软件版本:
V6.**是针对R-J3iB控制器,V7.**是应用在R-30iA控制器的。
现在销售的机器人都是R-30iA控制器。
选择机器人的应用软件:
选用ArcTool(H541)
选择合适的机型,如果选型错误,造成焊接位置达不到,可以在创建之后再更改。
点击箭头
选好变位机型号
然后选择Group2~7的设备:
该实例中选了两个Positioners(变位机),如果没有类似设备,就无需在此页上做任何选择。
根据所需,选择相应的选项功能软件。
以下列出一些弧焊中常用的选项功能:
1A05B-2500-H871
ARCPositioner
FANUC二轴变位机
1A05B-2500-J511
TAST
ArcSensor
1A05B-2500-J518
ExtendedAxisControl
行走轴
1A05B-2500-J526
AVC
弧压控制
1A05B-2500-J536
TouchSensing
接触传感
1A05B-2500-J605
MultiRobotControl
多机器人控制,DualArm中用
1A05B-2500-J601
Multi-GroupMotion
多组控制,有变位机,必须选
1A05B-2500-J617
MultiEquipment
多设备,TamdemMig中用
1A05B-2500-J613
ContinuousTurn
连续转,
1A05B-2500-J678
ArcToolRamping
焊接参数谐波变化
1A05B-2500-J686
CoordMotionPackage
变位机协调功能
浏览刚才设置的参数,点击Finish完成。
1.3.2.添加附加轴的设置
在新建过程中,如果添加了附加轴(Positioner,Rail),在workcell的新建完成之前,会依次弹出以下窗口,需要您逐个回答。
如果没有添加附加轴,则不会弹出这些窗口。
提示输入FSSB光缆的编号,
总轴数少于16的情况下,一般是1
附加轴开始的轴数:
一般是7,8,9
依次下去
选运动类型:
一般都是选2,未知的类型。
选第二项:
AddAxis
选第一项:
StandardMethod标准的方法
(如果不知道fanuc电机的型号,也可以选择2EnhancedMethod实现快速创建)
选择相应的伺服马达
选马达转速;
选伺服电机的最大电流,如果以上三项选错,则无法继续下步操作,会要求重新选。
选伺服放大器编号:
2,3,4依次下去
选伺服放大器类型。
选轴的运动类型:
直线还是旋转
运动方向
减速比
最大速度设定,一般选2,默认值
一般选默认值1
运动范围上限
运动范围下限
零度标定时的位置
加速时间1,选2
加速时间2,选2
最小加速时间
负载率
马达抱匝号设置
伺服自动关闭是否有限
选4退出设置,如需要再添加一轴,可以选择2继续添加。
1.4.添加焊枪,TCP设置。
如图所示,右键点击UT:
1(Eoat1)
然后点击“Eoat1Properties”
(Eoat:
EndofArmTooling机械手末端工具)
设定时,可用鼠标直接拖动绿色小球到焊丝尖端后,按“UseCurrentTriadLocation”,就会自动算出TCP的X,Y,Z值,然后再自己填写“W,P,R”值。
也可以直接输入所有的值
然后打开UTOOL,
勾选EditUTOOL,设定TCP值。
提示:
1.拖动绿色小球时,为了尽快将小球拖到焊丝尖端,先将小球三个坐标轴中的一个轴大概垂直与屏幕,拖动另外两个轴到焊丝尖端,然后换一个轴垂直于屏幕,再拖动小球更进一步与焊丝尖端重合。
2.可以放大模型,放得越大,TCP设置得越准。
1.5.Workcell的存储目录
默认情况下,Workcell存储在C:
\DocumentsandSettings\计算机用户名\MyWorkcells中。
此目录是可以更改的。
点击菜单栏Tools/options,在弹出的窗口选择General选项卡,点击DefaultWorkcellPath右边的文件夹图标:
选择存储的目录文件夹。
Workcell文件夹中包含如下文件:
1.6.鼠标操作
1.对模型窗口的鼠标操作
鼠标可以对仿真模型窗口进行移动、旋转、放大缩小等操作。
移动:
按住中键,并拖动
旋转:
按住右键,并拖动
放大缩小:
同时按住左右键,并前后移动;另一种方法,直接滚动滚轮
2.改变模型位置的鼠标操作
改变模型的位置,一种方法是直接修改其坐标参数,另一种方法是用鼠标直接拖曳。
下面是鼠标直接拖曳的方法(首先要左键单击选中模型,并显示出绿色坐标轴):
移动:
1.将鼠标箭头放在某个绿色坐标轴上,箭头显示为手形并有坐标轴标号X、Y或Z,按住左键并拖动,模型将沿此轴方向移动;
2.将鼠标放在坐标上,按住键盘上Ctrl键,按住鼠标左键并拖动,模型将沿任意方向移动。
旋转:
按住键盘上Shift键,鼠标放在某根坐标轴上,按住左键并拖动,模型将沿此轴旋转。
3.机器人运动的鼠标操作
用鼠标可以实现机器人TCP点快速运动到目标面、边、点或者圆中心,方法如下:
运动到面:
Ctrl+Shift+左键
运动到边:
Ctrl+Alt+左键
运动到顶点:
Ctrl+Alt+Shift+左键
运动到中心:
Alt+Shift+左键
第二章创建变位机
3.1.利用自建数模创建
3.1.1.快速简易方法
在工程设计前期,我们经常需要快速地创建仿真模拟,为初步选择机器人型号和外围设备布局方案提供依据,在这个阶段可能夹具和外围设备都还没有设计好。
为此,可以利用简单的圆柱体和长方体创建一个简易的变位机模型。
见下面的例子,其中用两个汽车排气管作为工件,制作一个带转台的双轴变位机。
转台底座
转台臂
虚拟电机
工件
新建一个workcell,外部轴选择H896BasicPositioner,如下图:
变位机的设置参考“1.3.2.添加附加轴的设置”,一共添加3个附加轴。
新workcell创建完成后,右击浏览器中Machines,选择AddMachine/Cylinder,
添加转台底座。
弹出如下窗口,修改name为base,设置圆柱体底座的大小和位置参数。
设置完后,在LockAllLocationValues前打勾,锁定base,防止误操作改变base的位置。
右击base,选择AddLink/box,添加转台臂。
在弹出的窗口中,打开LinkCAD选项卡,修改转台大小尺寸。
打开General选项卡,去掉LockAxisLocation前面的勾,勾选EditAxisOrigin,激活虚拟电机的参数设置。
RoboGuide中规定,模型对象必须绕虚拟电机Z轴旋转,或者沿虚拟电机Z轴直线运度。
图中虚拟电机Z轴显然不正确(绿色坐标轴),需要沿X轴旋转-90度。
注:
只有在General选项卡打开,并且EditAxisOrigin前面打勾,此时显示的绿色坐标轴才是虚拟电机的坐标轴。
旋转后,如图虚拟电机的Z轴方向正确了。
LockAxisLocation前打勾
打开LinkCAD选项卡,设置转台的物理位置。
勾选LockAxisLocation
打开Motion选项卡,在Axisinformation中选择Group为GP:
2-BasicPositioner,Joint为joint1。
注:
机器人默认为GP:
1(第1组),我们这里创建的变位机BasicPositioner为第2组GP:
2。
下面创建转台的另外一臂,右击浏览器中点击G:
2,J:
1-Link1,选择CopyLink1复制刚才创建的转台臂。
这两个转台臂是并列关系,都是连接在转台base上的,右击浏览器中的base,选择PasteLink1,这时浏览器中在base下多了一个G:
2,J:
1-Link11,这样用复制和粘贴的方式可以更快得创建转台另一臂。
提示其他模型对象均可采用复制和粘贴得方法来加快创建速度。
由于选用了复制和粘贴的方式,Link11的虚拟电机参数与Link1的参数是一样的,所以无需再设置,只需设置Link11的位置参数。
在浏览器中右击G:
2,J:
1-Link11,选择Link11propertise,弹出Link11的属性设置窗口,在LinkCAD选项卡中设置Link11的位置,并锁定。
下面从模型库中添加工件。
在浏览器中右击Parts,选择AddPart/CADLibray,弹出如下窗口:
(也可以选择SingleCADFile从其他文件中导入工件模型,模型需要igs格式。
)
这里选择Muffler,点击OK
Name默认为Part1,点击OK
在浏览器中右击Parts,选择PartRackProperties,取消Visible前的勾,将工件及其放置台隐藏。
在浏览器中右击G:
2,J:
1-Link1,选择AddLink/Cylinder,在弹出的窗口中,选择LinkCAD选项卡,取消Visible前面的勾。
在General选项卡中勾选EditAxisOrigin,设置虚拟电机的位置,如图所示,然后锁定电机位置
在Parts选项卡中勾选Part1,在Part1Offset项中勾选EditPartOffset,然后修改位置参数,或者直接用鼠标拖动工件到合适位置。
在Motion选项卡中,设置Axisinformation如下图所示。
这里添加的第一个工件作为GP:
2-BasicPositioner的第2轴,即joint2.
同样的方法添加第二个工件,作为GP:
2-BasicPositioner的第3轴,即joint3。
最后,可以用TP示教了。
3.1.2.导入外部模型方法
以气动转台+伺服变位机为例,如何添加模型。
在“CellBrowser”右键点击“Machines”,
选择已做好的IGS格式的模型文件。
在下面菜单里,CADLocation这一栏填写位置数据。
待确认摆放位置后,请选中“LockAllLocationValues”
去掉此处的勾,可以隐藏该模型。
在摆放好气动转台的底座后,现在来添加“转台支架”。
暂时把转台底座隐藏起来。
见下图。
气动转台在空间坐标系中,是绕Z轴旋转。
现在马达所指的坐标系和空间坐标系差一定角度。
绕X轴旋转-90度,即可。
见下图。
然后在“LinkCAD”中设置相应的位置偏移。
这是设置工件的位置偏移。
如果在做模型的时候,转动中心没做在轴线上,或者坐标系不一致,则需要在这里设置。
此例中,转动中心没有偏移,坐标系有差别。
所以只偏转坐标系。
下面是选择转台的运动类型
如果是伺服转台,则选中“Servo”
再选择第几组(Group),第几轴(Joint)
如果是气动转台,就可以选“I/O”。
轴的类型:
旋转、直线;速度设置;
I/OInputs来控制转台,转动的角度;
I/OOutput来检测转台是否转到指定角度;
如果有直线运动的情况,比如移门移动、遮光板上下移动,就可以选Linear。
注意:
无论旋转还是直线运动,都必须绕Z方向或者沿Z方向
现在,在转台支架上添加变位机。
1.这里的位置偏移量都是做模型中数据,可以在3D软件里测量出。
2.如果设置完后,发现不是绕你所希望的轴线旋转,可以在LinkCAD中设置偏移量,让它在绕轴线旋转。
1.设定变位机运动控制方式:
Servo
完成以上步骤后,变位机就可以通过TP来操作。
以上这个例子中,工件和夹具以及变位机为一个整体数模,所以只需添加一次变位机即可。
如果在工程项目设计前期还没夹具数模,也没有变位机模型,我们可以将工件简单得放上去,确认一下运动范围。
可以按下面方法来操作。
在Parts中添加工件。
导入IGS文件格式的模型文件。
在转台另一侧再添加一变位机。
提示:
(1).做模型时,要注意工件坐标系和WeldPro中的坐标系对应起来,这样设置的时候比较简单。
(2).做模型时,模型固定不动的部分保存为一个文件,转动部分作成一个文件。
比如此例中,转台底座、变位机支架、变位机旋转部分分别保存为一个文件。
(3).做模型时,尽量按绕Z轴旋转或沿Z方向移动来做模型。
3.2.利用模型库创建
3.2.1.导入默认配置的模型库变位机
上图所示为新建workcell时选择变位机时的步骤。
选择默认配置的变位机,即前面带有电机图标,且电机上不带问号的(带问号的电机图标表示无默认值,是未定义的)。
下面列出常用的变位机名称和图片:
序号
名称
预览图
备注
1.
1-AxisServoPositioner+Follower
带从动端的单轴变位机
2.
1-AxisServoPositioner
单轴变位机主动端
3.
1-AxisServoPositionger1000Kg
单轴变位机主动端
4.
2-AxesServoPositioner
两轴变位机
5.
PositionerA
两轴变位机
6.
System40.JPG
转台变位机,带工作间围栏
7.
Versa2G(110GearBox)
双工位单轴变位机,带工作间围栏和焊机等外围设备
8.
VERSA4M-42(110Gearbox)
三轴变位机,带工作间围栏和焊机等外围设备
9.
VersaRc3-L60(110GearBox)
三轴变位机,带工作间围栏和焊机等外围设备
10.
VERSARCT
转台变位机,带工作间围栏和焊机等外围设备
选择默认配置的变位机,在建立workcell过程中,马达型号、减速比、转动范围等许多的设置值都不需要设置,直接采用默认值。
且变位机的模型直接从模型库中自动提出,并自动装配好,可以直接使用。
3.2.2.手动装配模型库变位机
上图所示为新建workcell时选择变位机时的步骤。
选择未定义的变位机,即前面带有电机图标,且电机上带问号的(一般选择H896BasicPositioner)。
下面创建一个带从动端的单轴变位机来举例:
新建一个workcell,变位机选择H896BasicPositioner。
右击浏览器中的Machines,选择AddMachine/CADFile,在弹出的对话框中选择文件路径:
C(安装盘):
\ProgramFiles\FANUC\Pro\Simpro\ImageLibrary\Positioners\FANUC\
1AxisArcPositoner\1AXIS_ARC_POSITIONER_BASE.CSB,将导入单轴变位机主动轴的基座BASE,在设置对话框中修改Name为BASE,然后修改位置参数,如下图所示:
在浏览器中右击BASE,选择AddLink/CADFile,在弹出的对话框中选择文件路径:
C(安装盘):
\ProgramFiles\FANUC\Pro\Simpro\ImageLibrary\Positioners\FANUC\
1AxisArcPositoner\1AXIS_ARC_POSITIONER_J1.CSB,将导入单轴变位机主动轴的转盘,如下图所示:
此时,转盘J1的位置不正确,需要设置位置参数(设置方法参见3.1.1节),在设置对话框中修改Name为J1,如下图:
下面添加从动轴,在浏览器中右击BASE,选择AddLink/CADFile,在弹出的对话框中选择文件路径:
C(安装盘):
\Program
Files\FANUC\Pro\Simpro\ImageLibrary\Positioners\FANUC\1AxisArcPositonerSub\1AXIS_ARC_POSITIONER_SUB_BASE.CSB,在弹出的对话框修改Name为SUB_BASE,设置位置参数(注意:
在Motion选项卡中Group选择none)。
在浏览器中右击SUB_BASE,选择AddLink/CADFile,在弹出的对话框中选择文件路径:
C(安装盘):
\ProgramFiles\FANUC\Pro\Simpro\ImageLibrary\Positioners\FANUC\
1AxisArcPositoner\1AXIS_ARC_POSITIONER_SUB_J1.CSB,将导入单轴变位机从动轴的转盘,修改name为SUB_J1,设置转盘位置参数,Motion选项卡的设置如下图所示:
这时,一个完整的单轴变位机就创建好了。
其他形式的变位机库模型也都存在C(安装盘):
\ProgramFiles\FANUC\Pro\Simpro\ImageLibrary\Positioners文件夹中。
提示:
此变位机用了BASE、J1、SUB_BASE、SUB_J1一共4个模型,其中,J1(主动轴转盘)以link方式添加到BASE(主动轴基座),SUB_J1(从动轴转盘)也以link方式添加到SUB_BASE(从动轴基座)上,而SUB_BASE也是以link方式添加到BASE上的,只是在设置SUB_BASE时在Motion选项卡中的Axisinformation中Group选择none,这样SUB_BASE虽然串连在BASE上,但SUB_BASE并不会旋转。
这样做的好处是,当变动BASE的位置时,SUB_BASE以及SUB_J1都会跟着一起变动。
因此,在其他workcell中,一些外围设备例如焊房围栏,焊机,控制柜等等,都可以用link的方式添加到某个基准模型上,由此可以通过移动这个基准模型,而移动整个与之相连的设备。
下面列出Positioners文件夹常用的几款变位机名称和图片:
序号
名称
预览图
备注
1
1AxisArcPositioner
单轴变位机主动端
2
1AxisArcPositionger1000Kg
单轴变位机主动端
3
1AxisArcPositiongerSub
单轴变位机从动端
4
1AxisPositiongerL
单轴变位机主动端
5
1AxisPositiongerS
带从动端的单轴变位机
6
1AxisTurnTableL
转台
7
1AxisTurnTableS
转台
8
2AxesArcPositioner
两轴变位机
9
3AxesPositioner
三轴变位机
10
2AxesPositionerA
两轴变位机
第三章创建机器人行走轴
3.1.行走轴-利用模型库
Roboguide软件的库中自带了行走轴的数模,现在我们利用这个数模来建立一个机器人行走轴。
先新建一个workcell,
注意创建过程中,要选中J518(ExtendedAxisControl),否则无法添加。
打开新建的workcell,行走轴需要在ControlledStart模式下设置。
选择Robot/RestartController/ControlledStart,机器人准备重启,并弹出的TP窗口
在TP上点击按钮“Menu”
选择MAINTENANCE
移动光标至ExtendedAxisControl,按F4“MANUAL”
输入1,按enter
此行走轴作为Group1机器人的第七轴,所以输入7,按enter
选择2.AddExtaxes,按enter
接下来,TP屏幕将出现一系列的提问设置,分别回答如下:
1.Eentertheaxistoadd:
1
2.MotorSelection:
选择马达
3.MotorSize:
选择马达型号
4.MotorTypeSetting:
选择马达转速
5.AmplifierCurrentLimitSetting:
选择电流
(注意:
如果选择的马达没有,将会失败,提示重新选择,直到选择了匹配的马达为止)
6.Extendedaxistype:
IntegratedRail(Linearaxis)
7.Direction:
2
8.EntergearRatio:
输入减速比(141)
9.MaximumjointSpeedSetting:
NoChange
10.MotionSignSetting:
False
11.UpperLimitSetting:
4.5(假如导轨行程是4.5)
12.LowerLimitSetting:
0
13.MasterPositionSetting:
0
14.AccelTime1Setting:
NOChange
15.AccelTime2Setting:
NOChange
16.MinimumAccelTimeSetting:
NoChange
17.LoadRationSetting:
2
18.AmplifierNumberSetting:
1
19.BrakeNumberSetting:
2(7)
20.ServoTimeout:
Disable
回答这些问题之后,选择Exit,按enter(注意:
如果想再添加一个行走轴,可以选择2.AddExtaxes继续添加,并且在后面的设置中回答问题Eenter
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