abb仿真教学课件

仿真教学课件ABB欢迎参加仿真教学课程本课程旨在帮助学员掌握工业机器人及其ABB ABB仿真软件的基本操作与应用技能在工业背景下，机器人技RobotStudio

4.0术已成为智能制造的核心组成部分，而作为全球领先的工业机器人制造ABB商，其产品广泛应用于汽车、电子、物流等行业工业机器人概述ABB公司简史集团成立于年，由瑞典的和瑞士的ABB1988ASEA BrownBoveri合并而成，总部位于瑞士苏黎世作为全球领先的电力和自动化技术集团，工业机器人业务始于年，是世界上首批工业机器人ABB1974制造商之一核心产品线提供多种系列工业机器人，包括小型高速的、中型的ABB IRB

120、大型的系列以及协作机器人等，覆盖IRB1400IRB6700YuMi几乎所有工业应用场景市场地位机器人结构与工作原理机械结构伺服电机工业机器人典型采用六轴关节型结ABB每个关节均配备高精度伺服电机，负责提供构，由基座、肩部、上臂、前臂、腕部和末精确的旋转力矩采用自主研发的电ABB端执行器组成这种设计模仿人体手臂结机控制技术，可实现的重复定位

0.01mm构，提供高灵活性和多自由度运动能力精度传感系统减速机包括位置编码器、力矩传感器和碰撞检测装采用高精度谐波减速器或减速器，将电RV置，持续监测机器人运动状态，为控制系统机的高速旋转转化为低速大扭矩输出，同时提供实时反馈数据保证传动效率和精度主要运动形式与工作空间关节型运动机器人主要采用关节型运动方式，每个关节可独立旋转，组合形成复ABB杂的空间运动轨迹与直角坐标型机器人相比，关节型结构具有更大的工作空间和更高的灵活性工作半径不同型号的机器人具有不同的工作半径，从小型的ABB IRB120到大型系列的米不等，可满足不同工作场景需580mm IRB

67003.2求负载能力负载范围从到不等，例如可处理的有3kg800kg IRB6700-235235kg效负载，而在减小工作半径的情况下，最大负载可达300kg速度特性机器人的最高速度可达，加速度最高可达，使其在ABB

2.5m/s15m/s²高速搬运和装配应用中表现优异机器人核心控制系统ABB控制系统IRC5最新一代工业机器人控制系统ABB硬件架构主计算单元、安全监控模块、驱动模块软件功能编程环境、路径规划、碰撞检测RAPID安全系统安全监控、急停逻辑SafeMove控制系统是机器人的大脑，采用多处理器架构，具有强大的计算能力其核心功能包括动作规划与控制、程序执行、安全IRC5ABBRAPID监测与干预等支持多任务并行处理，最多可同时控制四台机器人协同工作，适合复杂的自动化应用场景IRC5仿真软件介绍RobotStudio软件定位市场地位是推出的工作为行业领先的机器人仿真平RobotStudio ABB业机器人离线编程与仿真软件，台，全球年活跃用RobotStudio基于技户超过万，被以上的ABB VirtualController1590%术，完美复制真实机器人控制器机器人用户采用为标准开发ABB的行为它允许用户在不占用实工具在汽车、电子、航空等高际生产设备的情况下，进行机器端制造领域尤为普及人程序开发和优化技术优势采用与实际控制器完全相同的代码库，实现仿真精度内置真实100%物理引擎，可准确模拟碰撞、重力等物理现象支持丰富的第三方插件，如工艺包、行业应用模块等，大幅提升开发效率安装与配置RobotStudio获取软件访问官方网站的产品页面，注册账号后可下载最新版本教育ABB RobotStudioABB机构可申请免费的教育版许可证，个人用户则可获取天免费试用版30硬件要求推荐配置以上处理器，及以上内存，支持Intel i7/AMD Ryzen716GB OpenGL的独立显卡（如或更高），可用硬盘空间最低配

4.5NVIDIA GTX1060100GB置处理器，内存，集成显卡Intel i5/AMD Ryzen58GB系统兼容性支持位专业版或企业版，不支持家庭版和位系统目前不Windows10/116432提供或版本，但可通过虚拟机在这些平台上运行MacOS Linux安装与激活运行安装程序，按照向导完成安装首次启动时需要输入许可证密钥或选择试用模式完成后，系统会自动下载机器人控制器包和虚拟机器人库界面与基本操作RobotStudio界面组成基本操作技巧界面主要由菜单栏、工具栏、浏览器窗口、视视图控制是使用的基础，主要通过鼠标实现RobotStudio3D RobotStudio图窗口、输出窗口和状态栏组成•旋转视图按住鼠标中键并移动•菜单栏包含文件、编辑、视图等常用功能•平移视图按住中键并移动Shift+•工具栏提供快速访问常用命令的按钮•缩放视图滚动鼠标滚轮•浏览器窗口显示项目结构、机器人系统、库等•选择对象单击左键选择，左键多选Ctrl+•视图窗口显示机器人和工作站的模型3D3D•查看对象属性右键点击对象，选择属性创建仿真项目流程新建项目启动后，选择文件新建解决方案和工作站创建新项目RobotStudio在向导中设置项目名称、保存位置和工作站模板（可选择空白工作站或预设模板）新建项目后，系统会生成一个空白的环境，准备添加机器人和其他3D设备保存与管理项目文件使用扩展名保存定期保存项目以防数据丢RobotStudio.rssln失，可通过文件保存或按快捷键项目可包含多个工作站Ctrl+S文件，支持建立复杂的多机器人仿真环境使用解决方案资源管.rswk理器可管理项目中的所有元素导入导出可导入模型（支持、、等格式）作为工作单元的一部CAD.sat.stp.stl分完成的机器人程序可导出为代码文件，直接传输到RAPID.mod实际控制器整个工作站可打包为文RobotStudio PackGo.rspag件，方便与同事共享或在不同计算机间传输虚拟机器人引入与配置选择机器人型号创建控制器配置工具坐标系在中，点击主页引入机器人后，系统会提示创通过建模选项卡的创建工具RobotStudio选项卡的库按钮，打开建虚拟控制器选择适合该机功能，定义末端执行器可导ABB机器人选择对话框系统会显器人的版本（如入现有模型或使用基本几RobotWare CAD示所有可用的机器人型）和系统配何体创建简化模型设置工具ABB RobotWare

6.12号，可按负载、工作范围或应置选项可添加选件如中心点位置和方向，这对TCP用类型进行筛选选择适合的（传送带于准确的路径规划至关重要Conveyor Tracking型号，如跟踪）或（加工可定义多个点以支持复杂IRB1600-6/

1.45Machining FCTCP用于中等负载应用力控制）等，以满足特定应用工具需求工件坐标设置使用创建工件坐标系功能，定义加工对象的位置和方向工件坐标系通常以工作台或夹具为基准，与实际生产环境保持一致可创建多个工件坐标系，便于处理多工位或多工件场景机械手臂与工艺设备导入准备模型导入与放置CAD在导入外部设备前，需要准备合适的模型支持多种通过主页选项卡的导入几何体功能导入外部模型导入后，可使用3D RobotStudio格式，推荐使用、或格位置和方向工具精确定位设备对于常用设备，如工作台、传送带或CAD ACIS.sat STEP.stp/.step IGES.igs式，这些格式能保留更多几何信息对于复杂模型，建议在软件安全围栏，可使用建模选项卡的创建智能组件功能创建具有行为特CAD中进行简化处理，移除不必要的细节，以提高仿真性能性的组件碰撞检测设置设备连接与信号为导入的设备定义碰撞属性，确保仿真中能正确检测潜在碰撞选择对于需要与机器人交互的设备，如夹具或传感器，需要设置信号连I/O设备模型，右键点击选择设置碰撞，然后在对话框中指定哪些部分参接在控制器选项卡中，使用配置功能添加信号定义，然后通过与碰撞检测可针对不同类型的设备设置不同级别的碰撞检测敏感度连接功能将虚拟设备的行为与这些信号关联起来虚拟环境与工厂布局仿真布局规划首先规划整体工厂布局，确定机器人工作站位置添加生产设备导入生产线、工作台、存储架等主要设备物料流设计创建传送带、路径等物料流动系统AGV安全区域划分添加安全围栏、光栅等安全设施建立虚拟工厂布局是大型自动化项目的关键步骤提供了智能组件功能，可为传送带、自动门等设备添加动态行为例如，可以设定传送RobotStudio带速度、创建物料自动生成规则，甚至模拟小车的路径规划和避障行为通过模拟选项卡的物理仿真功能，可为这些元素添加重力、摩擦等物理AGV特性，使仿真更加真实机器人手动操控与示教运动控制使用位于视图右侧的运动控制面板，可手动操控虚拟机器人有三种移动模3D式轴移动（控制单个轴旋转）、线性移动（沿、、方向平移）和重定向X YZ（改变工具方向）创建目标点将机器人移动到所需位置后，点击主页选项卡的创建目标按钮，生成目标点每个目标点包含位置坐标、姿态数据和配置信息（机器人关节状态）路径规划选择多个目标点，通过右键菜单的创建路径功能，生成连接这些点的运动路径可设置路径类型（关节移动或线性移动）以及过渡区（平滑转弯）参数手动示教是机器人编程的基础方法在中，示教过程与实际操作台非常相似，使用RobotStudio户能快速熟悉实机操作对于精确定位，可使用吸附功能将工具贴合到工件表面或边缘示教完成后，系统会自动生成相应的代码，可在选项卡中查看和编辑RAPID RAPID轨迹编辑与优化轨迹优化是提高机器人效率和质量的关键步骤在的路径与目标面板中，可以直观地查看和编辑所有创建的轨迹通RobotStudio过选择路径节点并使用修改位置功能，可精确调整机器人到达点的位置和姿态路径优化通常包括减少不必要的节点、优化接近和离开动作，以及调整过渡区大小以平衡速度和精度需求对于复杂路径，可使用路径分析工具检查潜在问题，如奇异点、关节限位和可达性问题系统会用颜色编码标记出可能的问题区域，帮助用户针对性地进行优化调整通过碰撞检测功能，可验证整个运动过程是否存在与周围设备的碰撞风险速度与加速度参数设置工艺类型速度加速度应用场景mm/s m/s²高速搬运轻型零件快速拾取2000-250015-20放置一般装配常规零部件组装600-10005-10精密定位精密电子元件插装100-3001-3连续轨迹焊接、涂胶、打磨50-2001-5等速度和加速度参数直接影响机器人的生产效率和运动质量在中，可通过修改RobotStudio程序中的速度数据设置这些参数标准速度数据包括、、等预设值，数RAPID v5v20v100字表示的近似速度（）对于关键应用，可创建自定义速度数据，精确指定速度、TCP mm/s加速度和减速度值不同工艺有不同的参数要求例如，点焊应用通常需要高速移动与精确定位的结合；连续路径应用（如弧焊或涂胶）则要求速度均匀，避免急加速造成的轨迹偏差安全考虑也是参数设置的重要因素，应保留适当的安全冗余，特别是在人机协作环境中在调试阶段，通常先以低速（如）进行验证，然后逐步提高到目标速度v10程序的录制与编辑程序结构录制与编辑技巧RAPID是机器人的专用编程语言，具有结构化、模块化的提供两种方式创建程序RAPID ABBRobotStudio RAPID特点一个完整的程序包含以下主要部分RAPID直接录制通过录制功能，系统会自动将手动示教

1.RAPID•模块声明（）程序的基本组织单元的动作转换为代码MODULE RAPID•数据声明定义变量、常量、工具数据等代码编辑在编辑器中直接编写或修改代码

2.RAPID•过程（）包含执行指令的子程序PROC编辑器提供语法高亮、代码自动完成和错误提示等功能对于复•主程序（通常为过程）程序入口点杂程序，建议使用注释标记重要代码段，并采用模块化设计，将main不同功能划分为独立过程支持多种高级功能，如多任务编程、中断处理和错误恢复通过同步功能，可将虚拟控制器中的程序与工作站进行同步，确RAPID保代码与仿真环境一致完成编辑后，可使用检查程序功能验证语法，然后通过仿真运行程序，观察机器人行为程序离线调试与仿真验证语法检查逐步执行使用编辑器的检查程序功能，可在运行前发现语法错误系通过调试面板的单步执行功能，可一行一行地运行程序，观察每条RAPID统会自动标记错误位置并提供错误描述，常见问题包括缺少分号、未指令的执行效果这对于定位逻辑错误特别有效在单步模式下，可定义变量或数据类型不匹配等对于复杂程序，建议定期进行语法检以随时查看变量值，确认数据流向是否符合预期复杂条件分支和循查，避免错误累积环结构的测试尤其适合使用这种方法运行时监控常见错误处理在完整仿真过程中，可通过监视窗口实时观察关键变量的变化系统遇到碰撞警告时，应检查路径规划和设备布局；奇异点错误通常需要还提供信号查看器，显示信号状态，帮助诊断设备通信问题对调整机器人姿态或修改接近方向；关节超限则表示目标点超出机器人I/O于运动相关问题，可使用事件日志记录关节位置、速度等动态数据，工作范围，需重新规划对于逻辑错误，如死循环或条件永不满足，用于后续分析可添加临时输出语句帮助定位问题工件与工具坐标系创建工具定义方法工具坐标校准使用定义向导，通过多点法确定工使用方向校准法确定工具坐标系TCP x-y-z具中心点位置机器人从不同角度接近方向，机器人沿参考边缘或平面移动，同一参考点，系统计算得出坐标系统自动计算坐标轴TCP多工具管理工件坐标创建为不同工具创建工具数据，在程序中使通过三点法（原点、轴点、平面点）X用工具切换指令（）动态更定义工件坐标系，使编程坐标与模Tool_Load CAD换使用的工具型一致正确的坐标系设置是精确编程的基础在中，可在建模选项卡找到工具和工件坐标系创建功能对于复杂工具，如多RobotStudio头夹具，可定义多个点，并在程序中根据需要切换工件坐标系通常建立在零件固定位置，或与夹具基准点对齐，便于根据工程TCP图纸直接编程系统支持最多个工件坐标系同时定义，适合多工位加工场景16典型抓取与放置任务仿真精确抓取托盘码垛连续上下料抓取是应用的首要步骤码垛是常见的放置模式，机器人按特定规在生产线应用中，机器人常需执行连续的Pick andPlace机器人需要精确接近目标物体，保持合适则将产品排列在托盘或容器中上下料操作这要求与传送带同步，或与的姿态，确保夹具能正确抓住物体在提供专用的托盘功能，只需其他设备协调通过智能组件功能，可模RobotStudio中，可通过路径规划功能设定义起始位置、行列数和间距，系统自动拟传送带运动和产品流，测试机器人能否RobotStudio计最佳接近路径，并添加开关夹具的生成码垛点位和顺序可选择之字形或满足节拍要求对于高速应用，可使用跟指令螺旋形等不同码放模式，优化运动效率踪功能，实现对移动物体的抓取ActionInstruction零件装配与点焊仿真

0.1mm15%装配精度效率提升精密零件装配要求极高的定位精度，机器人可实与手动装配相比，机器人装配可提高以上的生产ABB15%现的重复精度效率

0.1mm40+焊点数量在汽车车身点焊应用中，单个工位机器人通常需处理个以上焊点40零件装配是机器人应用的重要领域在中，可通过精确控制机器人运动轨迹和力控制功能实现复RobotStudio杂装配任务装配过程通常分为粗定位和精定位两个阶段，粗定位使用高速运动快速接近目标区域，精定位则使用低速、小型动作实现精确对接对于形状复杂的零件，可使用搜索或螺旋接近模式，自动寻找正确的装配位置点焊应用是另一个典型场景机器人需要在指定位置精确定位焊枪，施加适当压力后完成焊接RobotStudio提供专用的焊接工艺包，可定义焊点位置、焊接参数和焊枪姿态系统会自动生成最优焊接顺序，平衡运动效率和焊接质量通过多节段路径规划，可避免焊枪与工件碰撞，同时保证接近角度满足工艺要求视觉引导及传感器仿真视觉系统集成实现机器人对环境的感知与识别图像处理与特征提取识别目标位置、姿态和类型坐标转换与路径规划将视觉坐标映射到机器人坐标系闭环控制与误差补偿实时调整机器人运动轨迹视觉引导是现代机器人应用的关键技术在中，可通过智能组件功能模拟摄像头和其他传感器的行为首先在工作站中创建虚拟相机，设置其RobotStudio位置、视场角和分辨率参数；然后定义图像处理算法，例如边缘检测、形状识别或条码读取；最后将处理结果转换为机器人可用的坐标数据传感器仿真支持多种类型，包括视觉、力扭矩传感器、接近开关等以力控制为例，可模拟装配过程中的接触力反馈，测试机器人的柔顺控制策略通过设置/传感器触发条件和响应动作，可实现复杂的条件分支行为，如根据视觉识别结果选择不同的处理路径，或根据力传感器反馈调整压紧力度典型案例汽车焊装生产线仿真1典型案例电子产品装配23C精密元器件装配视觉检测与质量控制夹具自动切换技术生产数据分析在智能手机、平板电脑等集成高分辨率相机系统，通过自动工具更换站，机系统实时收集装配过程数产品生产中，小型对产品进行全检，器人可在不同工序间快速据，包括装配力度、位置3C ABB100%机器人（如）可包括外观缺陷、尺寸偏差切换工具，一台机器人可偏差和周期时间等，通过IRB120执行高精度的元器件装配和装配正确性验证检测执行多种装配任务切换数据分析优化生产参数，任务系统采用视觉引导结果直接反馈给生产系统，过程平均仅需秒，大幅提持续改进产品质量和生产3技术，识别元件位置偏不合格品自动分流处理，高设备利用率，同时减少效率差，实时调整装配路径，保证产品质量稳定性工作站占地面积实现±的装配精

0.02mm度典型案例仓储物流自动化应用3系统架构核心应用现代智能仓储系统通常由多层次自动化设备组成，机器人•自动拆垛机器人可高速拆解托盘货物ABB IRB760在其中承担关键角色在中，可模拟包含小RobotStudio AGV•分拣系统每分钟可分拣件物品IRB360FlexPicker120车、自动化立体仓库、分拣机器人和包装系统的完整物流链仿•箱式包装配合视觉系统进行混合装箱IRB4600真系统可与（仓库管理系统）和（制造执行系统）集WMS MES•码垛出库可处理各种规格的箱体码垛成，验证信息流与物料流的协调性IRB460在电子商务快速发展的背景下，仓储物流自动化需求显著增长通过仿真，企业可以提前验证自动化方案的可行性和经RobotStudio济性例如，一个典型的在线零售配送中心项目，通过仿真优化发现，调整分拣机器人的布局可提高的处理能力；优化包装策略25%可减少的包装材料使用；合理规划路径可减少的等待时间15%AGV30%仿真还可验证系统在高峰期的表现例如，模拟双十一等促销高峰的订单流量，测试系统是否能维持正常运转通过虚拟调试，可以在系统上线前发现并解决以上的潜在问题，大幅降低实施风险，确保投资回报90%。