基于Solidworks的工业机器人离线编程系统

　　应用Solidworks API二次开发函数及VC++编程语言，开发了Solidworks环境下运行的工业机器人离线编程系统，实现了FANUC M-900iA/350型工业机器人位姿坐标计算、机器人逆运算及作业程序自动生成等功能。经过与Roboguide仿真结果对比证明，该离线编程系统稳定可靠。

　　引言

　　工业自动化水平的高低在很大程度上受工业机器人发展水平的制约。随着现今工业领域产品的小批量多样化以及专业化趋势，使得工业机器人应用范围持续扩大的同时工作复杂程度也不断增加。工业机器人是一个可编程的机械装置，其功能的灵活性和智能性很大程度取决于机器人的编程能力。

1、机器人离线编程发展现状

　　目前，机器人编程主要有在线示教编程和离线编程两种方式，在线示教编程为绝大多数工业机器人所采用。在线示教编程要求机器人执行新的作业任务时需停机示教，造成现场生产线停工的同时还可能使编程人员身处危险的现场坏境中。离线编程方式可以实现在远离工作现场的情况下完成机器人编程作业，实现运动仿真等一系列功能，大幅提高编程工作效率。国内外研究人员在离线编程方面做了大量研究。其中Kuka，ABB，FANUC等知名专业机器人生产厂家都有自己的一套成熟的仿真软件，可离线编程。奇瑞公司机器人项目组也在离线编程方面取得一定进展，可对机器人生产过程仿真。陈焕明等完成了基于VC++的弧焊机器人离线编程系统的设计，可读出任务曲线作业点并生成程序。J.Swider等完成了基于DXF文件的机器人离线编程系统，实现了工业机器人对二维图形的离线编程仿真功能。

　　绝大多数的离线编程模式都不能将可视化三维仿真环境与精确地编程方式相结合。随着三维绘图软件功能日趋强大，完全可以胜任创建工业机器人及其工作环境模型的任务，在三维软件环境下完成机器人的离线编程仿真将是实现可视化离线编程简捷有效的途径。

　　本文在Solidworks环境下对工业机器人及其工作环境进行三维实体建模，利用Solidworks提供的VC++二次开发向导Swizard.swx，完成机器人离线编程系统的开发。

2、离线编程系统的工作模式及组成

　　完成机器人离线编程作业包括三个方面的内容：

　　1)三维建模。在Solidworks环境下建立机器人及其工作环境三维仿真模型。

　　2)任务点选取。根据实际任务轨迹要求选取机器人任务点(可由鼠标拖动机器人J6轴到达任务点)。

　　3)调用离线编程系统。由菜单栏调用此系统，通过位姿计算模块及逆运动学计算模块完成任务点的位姿计算及各轴输入角度的计算。

　　4)生成作业程序及离线仿真。

图1 离线编程系统的工作流程及组成

6、结束语

　　本文利用SolidworksAPI二次开发函数及VC++编程语言，在Solidworks环境下实现了工业机器人离线编程仿真系统的设计。本系统实现了工业机器人位姿坐标的精确计算，机器人逆运算及作业程序自动生成三大功能的系统集成，并对计算结果进行了运动仿真，通过与FANUC Roboguide仿真软件仿真结果比较证明：本离线编程系统正确率，可靠性均可以达到到实际生产要求。为今后实现功能更全面的离线编程仿真系统打下良好的基础，为我国工业自动化水平的进一步提高提供支持和帮助。