CN110675724A - 一种机器人涂胶教学系统的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机器人涂胶教学系统的设计方法，属于自动化教学技术领域，包括：步骤一、新建三菱机器人涂胶工作目录及机器人三维模型；步骤二、对涂胶过程进行离线编程；设定涂胶轨迹由直线、圆弧、样条曲线组成，在RT ToolBox仿真模拟模块中对轨迹的各个点进行示教，并记录其位姿数据；应用MELFA‑BASIC Ⅴ编程语言进行涂胶轨迹的离线编程；步骤三、应用SolidWorks软件对涂胶教学系统进行仿真验证并生成涂胶运动轨迹。本发明借助SolidWorks及其插件MELFA‑Works、RT ToolBox三款软件平台建立三菱机器人涂胶教学系统，该教学系统供学生学习掌握三菱机器人涂胶应用的基本知识技能。
Description
技术领域
本发明属于自动化教学技术领域，具体涉及一种机器人涂胶教学系统的设计方法。
背景技术
近年来，随着科技的智能化快速发展，机器人的种类、数量和功能越来越多，工业机器人属于机器人中的一个大类，主要服务于工业化生产，目前，全球工业机器人的安装量正在以每年几十万台的速度递增，与此同时，由智能制造带来的“第三次工业革命”将改变国际制造业的分工格局，这对于我国振兴装备制造业来说既是机遇，也是挑战。人类未来工业自动化向智能化转型以及装备制造业的智能化发展，对工业机器人技术人才需求也越来越多，而这对于工业机器人行业来说往往供不应求。
针对上述问题来说，教育领域承担着很大的重任，但工业机器人的成本较高，一套完整的系统其成本平均在好几十万元左右，因此教育领域不太适合引进大量机器人供学生人手一台实际操作学习，通过建立工业机器人的虚拟教学系统并采用模拟真实机器人工作站的形式可以满足绝大多数工业机器人指令的学习使用。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种机器人涂胶教学系统的设计方法，该机器人涂胶教学系统的设计方法主要借助SolidWorks及其插件MELFA-Works、RTToolBox三款软件平台建立三菱机器人涂胶教学系统，该教学系统供学生学习掌握三菱机器人涂胶应用的基本知识技能。
本发明的目的是提供一种机器人涂胶教学系统的设计方法，至少包括：
步骤一、新建三菱机器人涂胶工作目录及机器人三维模型；具体为：
基于RT ToolBox软件平台建立三菱机器人涂胶工作目录，导入机器人三维模型，选定机器人控制器种类及其编程语言；
步骤二、对涂胶过程进行离线编程；
设定涂胶轨迹由直线、圆弧、样条曲线组成，在RT ToolBox仿真模拟模块中对轨迹的各个点进行示教，并记录其位姿数据；应用MELFA-BASICⅤ编程语言进行涂胶轨迹的离线编程；
步骤三、应用SolidWorks软件对涂胶教学系统进行仿真验证并生成涂胶运动轨迹；具体为：
基于MELFA-Works插件打开上述三菱机器人涂胶工作目录，应用SolidWorks软件建立涂胶工具，并安装于涂胶机器人末端法兰盘上，在虚拟控制器中建立SolidWorks模型与上述离线编程所得离线程序之间的联系，在SolidWorks中对涂胶过程进行仿真，并生成涂胶轨迹。
进一步：所述步骤一具体为：在RT Toolbox软件中，新建工作目录并设定涂胶任务名称，建立涂胶机器人RV-2F-D三维模型、选定MELFA-BASIC V编程语言及控制器种类将三者一并加载至机器人仿真模拟环境中，完成涂胶教学系统建立。
进一步：在所述步骤二中：完成运动轨迹需用到的指令包括：关节运动Mov、直线运动Mvs、圆弧运动Mvr、样条曲线运动MvSpl，编程过程中，通过RT ToolBox软件的位置数据编辑功能记录涂胶位置点的位姿数据，应用MELFA-BASIC V编程语言完成涂胶轨迹的离线编程。
进一步：在所述步骤三中：在工作站中新建胶枪三维模型，添加安装坐标系o-xyz及工具坐标系o′-x′y′z′，设置为涂胶工具。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明可通过虚拟仿真平台在最大程度上模拟真实的机器人涂胶控制过程，学生通过此系统可进行涂胶系统搭建、轨迹编程及其仿真验证，让学生学习并掌握三菱工业机器人离线编程及涂胶轨迹设计应用的基本知识技能及学习效率；把学生从实训室解放出来，减少了实训过程中的安全隐患，使学生快速掌握三菱机器人涂胶应用要领。
附图说明
图1为本发明优选实施例中涂胶机器人的结构图；
图2为本发明优选实施例中涂胶轨迹示意图；
图3为本发明优选实施例中涂胶程序流程图；
图4为本发明优选实施例中涂胶机器人仿真图；
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1至图4，一种机器人涂胶教学系统的设计方法，建立三菱机器人的涂胶工作目录及其三维模型；使用RT ToolBox软件的离线编程功能在所建立的虚拟工作站中完成既定涂胶轨迹的程序编写；应用SolidWorks建立涂胶工具并导入机器人涂胶教学系统中，借助MELFA-Works插件建立涂胶教学系统的三维模型与程序代码之间的联系，通过其仿真功能验证涂胶教学系统及离线程序的正确性并生成涂胶运动轨迹，本发明中涂胶教学系统的设计方法完全可以满足教学设计要求，有效解决教学过程中硬件设备的局限性。
实施例以三菱机器人RV-2F-D为例，其具体步骤如下：
步骤1、新建三菱机器人涂胶工作目录及机器人三维模型：在RT Toolbox软件中，新建工作目录并设定涂胶任务名称，建立涂胶机器人RV-2F-D三维模型、选定MELFA-BASICV编程语言及控制器种类将三者一并加载至机器人仿真模拟环境中，完成涂胶教学系统建立。
步骤2、对涂胶过程进行离线编程：为使学生能够充分练习掌握各种运动指令，设定涂胶轨迹由直线、圆弧、样条曲线组成，完成此运动轨迹需用到的指令包括：关节运动Mov、直线运动Mvs、圆弧运动Mvr、样条曲线运动MvSpl等，涂胶过程的程序流程如图3所示。编程过程中，学生可通过RT ToolBox软件的位置数据编辑功能记录涂胶位置点的位姿数据，应用MELFA-BASIC V编程语言完成涂胶轨迹的离线编程。
步骤3、应用SolidWorks软件对涂胶教学系统进行仿真验证并生成涂胶运动轨迹：在SolidWorks软件中借助插件MELFA-Works插件加载步骤1中建立的三菱机器人涂胶目录，打开三菱机器人涂胶工作站。在工作站中新建胶枪三维模型，添加安装坐标系o-xyz及工具坐标系o′-x′y′z′，设置为涂胶工具并安装于机器人末端法兰盘上。打开机器人虚拟控制器，将SolidWorks模型与步骤2中离线程序进行连接，应用SolidWorks对涂胶过程进行仿真，并生成涂胶轨迹，如图4所示。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种机器人涂胶教学系统的设计方法，其特征在于：至少包括：
步骤一、新建三菱机器人涂胶工作目录及机器人三维模型；具体为：
基于RT ToolBox软件平台建立三菱机器人涂胶工作目录，导入机器人三维模型，选定机器人控制器种类及其编程语言；
步骤二、对涂胶过程进行离线编程；
设定涂胶轨迹由直线、圆弧、样条曲线组成，在RT ToolBox仿真模拟模块中对轨迹的各个点进行示教，并记录其位姿数据；应用MELFA-BASICⅤ编程语言进行涂胶轨迹的离线编程；
步骤三、应用SolidWorks软件对涂胶教学系统进行仿真验证并生成涂胶运动轨迹；具体为：
基于MELFA-Works插件打开上述三菱机器人涂胶工作目录，应用SolidWorks软件建立涂胶工具，并安装于涂胶机器人末端法兰盘上，在虚拟控制器中建立SolidWorks模型与上述离线编程所得离线程序之间的联系，在SolidWorks中对涂胶过程进行仿真，并生成涂胶轨迹。
2.根据权利要求1所述的机器人涂胶教学系统的设计方法，其特征在于：所述步骤一具体为：在RT Toolbox软件中，新建工作目录并设定涂胶任务名称，建立涂胶机器人RV-2F-D三维模型、选定MELFA-BASIC V编程语言及控制器种类将三者一并加载至机器人仿真模拟环境中，完成涂胶教学系统建立。
3.根据权利要求1所述的机器人涂胶教学系统的设计方法，其特征在于：在所述步骤二中：完成运动轨迹需用到的指令包括：关节运动Mov、直线运动Mvs、圆弧运动Mvr、样条曲线运动MvSpl，编程过程中，通过RT ToolBox软件的位置数据编辑功能记录涂胶位置点的位姿数据，应用MELFA-BASIC V编程语言完成涂胶轨迹的离线编程。
4.根据权利要求1所述的机器人涂胶教学系统的设计方法，其特征在于：在所述步骤三中：在工作站中新建胶枪三维模型，添加安装坐标系o-xyz及工具坐标系o′-x′y′z′，设置为涂胶工具。
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