(作者：工控老武 ）講到工業(yè)機(jī)器人離線編程軟件，就不得不先說(shuō)道說(shuō)道另外一種機(jī)器人編程方式----手工示教編程。相信大家在接觸工業(yè)機(jī)器人的時(shí)候，最先認(rèn)識(shí)的就是機(jī)器人示教器了。示教器和機(jī)器人的控制系統(tǒng)相連接，操作人員可以通過示教器直接控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，速度和運(yùn)動(dòng)方式。利用示教器上的操作手柄或者操作按鍵，我們可以很直觀的看到機(jī)器人每個(gè)軸或者每個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，速度。示教器的學(xué)習(xí)和使用，是學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人的第一步，也是非常重要的一步。
但是，示教器的操作和使用不是我們今天講解的重點(diǎn)。我們要通過使用示教器的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，來(lái)說(shuō)說(shuō)機(jī)器人離線編程軟件的優(yōu)勢(shì)。
從1959年，英格伯格和德沃爾聯(lián)手制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人起，示教器和示教編程就是使用和操作機(jī)器人的最主要手段和途徑。半個(gè)世紀(jì)過去了，現(xiàn)代社會(huì)中，高度自動(dòng)化，智能化的工廠中，通過示教器來(lái)示教編輯機(jī)器人的軌跡點(diǎn)，依然是最主流的做法。但是，示教編程的方式越普及，也越暴露出其弊端和不足。舉個(gè)例子，示教編程需要在工作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)，作業(yè)的同時(shí)，生產(chǎn)線上的所有設(shè)備都必須停工，這對(duì)老板來(lái)說(shuō)，損失極大。另外，當(dāng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡過于復(fù)雜或者精度要求過高，手工示教再靠操作人員來(lái)完成，就有點(diǎn)心有余而力不足了。這時(shí)，離線編程軟件應(yīng)運(yùn)而生。它的出現(xiàn)，本意并不是要替代手工示教編程，而是彌補(bǔ)其個(gè)中不足。所以，當(dāng)我們?cè)偬崞痣x線編程軟件的時(shí)候，不應(yīng)過度神化，而是要正確的看待手工示教 和離線編程的作用，讓其在不同情況下各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。
離線編程軟件的出現(xiàn)，也不是一天兩天了。本人從事工業(yè)自動(dòng)化十幾年，從早先數(shù)控機(jī)床的大規(guī)模應(yīng)用，到現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人的逐步興起。從硬件的更新?lián)Q代，到軟件的日益出新，都或多或少的做過一些研究和學(xué)習(xí)。時(shí)代變化太快，但是作為一個(gè)老工控，我始終堅(jiān)信，科技是第一生產(chǎn)力。
好多剛接觸工業(yè)機(jī)器人的新人，示教器還沒學(xué)會(huì)，手工編輯了一些運(yùn)動(dòng)軌跡以后就抱怨說(shuō)，手工示教編程太難了，太復(fù)雜了。甚至說(shuō)落后了，吵著要學(xué)離線軟件編程。對(duì)于這樣的新人，我想說(shuō)，學(xué)東西不應(yīng)該好高騖遠(yuǎn)，手工示教編程，是掌握機(jī)器人，學(xué)習(xí)機(jī)器人最基本，也是最好的方式。使用離線軟件編程的時(shí)候也會(huì)需要很多示教方面的知識(shí)。
今天，想跟大家聊聊，目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上幾款主流的機(jī)器人離線編程軟件，看看他們的區(qū)別和各自優(yōu)勢(shì)。希望大家在學(xué)習(xí)的時(shí)候，能夠選擇適合自己的軟件。
我們常說(shuō)的機(jī)器人離線編程軟件，大概可以分為兩類：
一類是通用型離線編程軟件，這類軟件一般都由第三方軟件公司負(fù)責(zé)開發(fā)和維護(hù)，不單獨(dú)依賴某一品牌機(jī)器人。換句話說(shuō)，通用型離線編程軟件，可以支持多款機(jī)器人的仿真，軌跡編程和后置輸出。這類軟件優(yōu)缺點(diǎn)很明顯，優(yōu)點(diǎn)可以支持多款機(jī)器人，缺點(diǎn)就是對(duì)某一品牌的機(jī)器人的支持力度不如第二類專用型離線軟件的支持力度高。
二類是專用型離線編程軟件，這類軟件一般由機(jī)器人本體廠家自行或者委托第三方軟件公司開發(fā)維護(hù)。這類軟件有一個(gè)特點(diǎn)，就是只支持本品牌的機(jī)器人仿真，編程和后置輸出。由于開發(fā)人員可以拿到機(jī)器人底層數(shù)據(jù)通訊接口，所以這類離線編程軟件可以有更強(qiáng)大和實(shí)用的功能，與機(jī)器人本體兼容性也更好。
基于這種情況，我們不好單單說(shuō)出性價(jià)比，誰(shuí)更高。這里，我們從另外一個(gè)角度給大家推薦一下。如果是教育領(lǐng)域，個(gè)人學(xué)習(xí)，我們推薦通用型離線編程軟件。如果是工廠設(shè)計(jì)，工業(yè)上選用，我建議選擇正在使用的機(jī)器人品牌的專用型離線編程軟件。
下面我們就具體分析下這兩類軟件
通用型離線編程軟件：
1.RobotMaster：目前市面上頂級(jí)的通用型機(jī)器人離線編程仿真軟件，由加拿大軟件公司Jabez科技（已被美國(guó)海寶收購(gòu)）開發(fā)研制。目前是由上海傲卡自動(dòng)化作為中國(guó)區(qū)代理。Robotmaster在Mastercam中無(wú)縫集成了機(jī)器人編程、仿真和代碼生成等功能，大大提高了機(jī)器人編程速度。
優(yōu)點(diǎn)：可以按照產(chǎn)品數(shù)模，生成程序，適用于切割、銑削、焊接、噴涂等工業(yè)領(lǐng)域。獨(dú)家的優(yōu)化功能，運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)劃和碰撞檢測(cè)非常精確，支持外部軸（直線導(dǎo)軌系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)），并支持復(fù)合外部軸組合系統(tǒng)。缺點(diǎn)：暫時(shí)不支持多臺(tái)機(jī)器人同時(shí)模擬仿真
2. RobotoWorks：在工業(yè)領(lǐng)域，相比較其他離線軟件，RobotoWorks應(yīng)用算是比較廣泛。全面的數(shù)據(jù)接口，加上基于Solidworks平臺(tái)開發(fā)，使其可以輕松的通過IGES,DXF,DWG,PrarSolid,Step,VDA,SAT等標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。RobotoWorks 強(qiáng)大的編程能力，完美的仿真模擬，開放的工藝庫(kù)定義，使其在同類軟件中更是脫穎而出。
優(yōu)點(diǎn)：生成軌跡方式多樣、支持多種機(jī)器人、支持外部軸。缺點(diǎn)：Robotworks基于solidworks，solidworks本身不帶CAM功能，編程繁瑣，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)劃策略智能化程度低。
3.Robotmove：來(lái)自意大利，同樣支持市面上大多數(shù)品牌的機(jī)器人，機(jī)器人加工軌跡由外部CAM導(dǎo)入，與其他軟件不同的是，Robomove走的是私人定制路線，根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行定制。軟件操作自由，功能完善，支持多臺(tái)機(jī)器人仿真。
缺點(diǎn)：需要操作者對(duì)機(jī)器人有較為深厚的理解，策略智能化程度與Robotmaster有較大差距。
4.RobotCAD：SIEMENS（西門子） 公司的一款離線編程軟件，在車廠占統(tǒng)治地位，是做方案和項(xiàng)目規(guī)劃的利器。ROBCAD 軟件支持離線點(diǎn)焊、支持多臺(tái)機(jī)器人仿真、支持非機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)仿真，精確的節(jié)拍仿真。 ROBCAD 主要應(yīng)用于產(chǎn)品生命周期中的概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)前期階段。
缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴，離線功能較弱，Unix移植過來(lái)的界面，人機(jī)界面不友好。
5. DELMIA：法國(guó)達(dá)索軟件旗下產(chǎn)品（開發(fā)大名鼎鼎的Catia軟件的公司）在車廠也有廣泛的使用，與Robcad各有千秋。DELMIA 解決方案涵蓋汽車領(lǐng)域的發(fā)動(dòng)機(jī)、總裝和白車身（ Body-in-White），航空領(lǐng)域的機(jī)身裝配、維修維護(hù)，以及一般制造業(yè)的制造工藝。DELMIA 的機(jī)器人模塊 ROBOTICS 是一個(gè)可伸縮的解決方案，利用強(qiáng)大的 PPR集成中樞快速進(jìn)行機(jī)器人工作單元建立、仿真與驗(yàn)證，是一個(gè)完整的、可伸縮的、柔性的解決方案。使用 DELMIA 機(jī)器人模塊，用戶能夠容易地：
（ 1） 從可搜索的含有超過 400 種以上的機(jī)器人的資源目錄中，下載機(jī)器人和其它的工具資源。
（ 2） 利用工廠布置規(guī)劃工程師所完成的工作。
（ 3） 加入工作單元中工藝所需的資源進(jìn)一步細(xì)化布局。
缺點(diǎn)： DELMIA,和Process&Simulate等都屬于專家型軟件，操作難度太高，不適宜高職學(xué)生學(xué)習(xí)，需要機(jī)器人專業(yè)研究生以上學(xué)生使用；DELMIA,Process&Simulte功能雖然十分強(qiáng)大，但是工業(yè)正版單價(jià)也在百萬(wàn)級(jí)別。
6.RobotArt：北京華航唯實(shí)出的一款國(guó)產(chǎn)離線編程軟件，老實(shí)說(shuō)，雖然與國(guó)外同類的RobotMaster，DELMIA相比，功能稍遜一些，但是在國(guó)內(nèi)離線編程軟件里面，也算是出類拔萃。曾經(jīng)和他們的開發(fā)經(jīng)理有過一面之緣，得知他們技術(shù)來(lái)自北航機(jī)器人所，也有一些自己的專利，號(hào)稱首款商業(yè)化離線編程軟件，怎么說(shuō)呢，算是填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)離線編程的一個(gè)空白吧。一站式解決方案，從軌跡規(guī)劃，軌跡生成，仿真模擬，到最后后置代碼，使用簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)起來(lái)比較容易上手。官網(wǎng)可以下載軟件，并免費(fèi)試用。
優(yōu)點(diǎn)：能根據(jù)模型的幾何拓?fù)渖绍壽E，軌跡的仿真和優(yōu)化功能比較突出。根據(jù)不同行業(yè)，工藝包數(shù)據(jù)比較強(qiáng)大。強(qiáng)調(diào)服務(wù)，重視企業(yè)訂制。資源豐富的在線教育系統(tǒng)，非常適合學(xué)校教育和個(gè)人學(xué)習(xí)。因?yàn)槭菄?guó)產(chǎn)軟件，所以在通用型離線編程軟件中，算是價(jià)格最便宜的了。缺點(diǎn)：軌跡編程這塊還需要再?gòu)?qiáng)大。
7.還有一些其他通用型離線編程軟件，這里就不多做介紹了。他們通常也有著不錯(cuò)的離線仿真功能，但是由于技術(shù)儲(chǔ)備之類的原因，尚還屬于第二梯隊(duì)。比如，SprutCAM，RobotSim，川思特，天皇，亞龍，旭上，匯博等等。
專用型離線編程軟件：
1.Robot Studio： ABB原廠的離線軟件
2. RoboGuide：Fanuc原廠的離線軟件
3. KUKA Sim：KUKA原廠的離線軟件
這類專用型離線編程軟件，優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都很類似且明顯。因?yàn)槎际菣C(jī)器人本體廠家自行或者委托開發(fā)，所以能夠拿到底層數(shù)據(jù)接口，開發(fā)出更多功能，軟件與硬件通訊也更流暢自然。所以，軟件的集成度很多，也都有相應(yīng)的工藝包。缺點(diǎn)，就是只支持本公司品牌機(jī)器人，機(jī)器人間的兼容性很差。
最后，總結(jié)一下，根據(jù)我以往的使用和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，離線編程仿真軟件，真正的意義在于軌跡程序的設(shè)計(jì)，而不是軌跡的生成。我們要把離線軟件的使用放到日常的實(shí)際工作中去理解，它不是我們偷懶的工具，而是我們工業(yè)設(shè)計(jì)的手段。當(dāng)然，這也不是否認(rèn)軟件在生產(chǎn)軌跡上給我們帶來(lái)的便利，只是想讓那些還在學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人路上的同學(xué)們，正確看待示教器，以及正確看待離線編程軟件。
