王振江

(Delcam(中國)上海辦事處，上海 200070)

近年來機器人在世界上很多國家都逐漸得到應用，鑒于人工智能技術尤其是仿生技術還不太成熟，機器人的應用主要還是集中在工業(yè)生產制造領域。包括我們中國在內的不少先進制造企業(yè)也陸陸續(xù)續(xù)引入了工業(yè)機器人，機器人的諸多優(yōu)勢已得到各行各業(yè)的廣泛認可。將機器人引入生產流程的制造商，絕大部分都看到了產能與效率的顯著改觀。不久前，國際機器人聯合會(The International Federation of Robotics，IFR)經調查得出制造商投資機器人的10大理由，這10大理由包括降低運營成本、提升產品質量和一致性、改善員工工作條件、擴大產量、增強制造柔性、減少原料浪費、提高良品率等。

多達6軸及以上的Robot具備了更大的加工自由度，適合復雜零部件的加工;Robot對場地的要求比較低，對惡劣環(huán)境的適應性更強，特別適合高噪聲、高粉塵、高溫、有毒、寒冷和核放射等對人體危害較大的惡劣環(huán)境;Robot的“關節(jié)臂”比較長，也非常適合大型零部件的加工。

Robot設備目前被廣泛應用于:

(1)加工:石材和木材等材料的雕刻、模型加工(泡沫、樹脂……);

(2)剪切:使用銑削刀具、專用刀具、噴水器等修剪很多種類的材料;

(3)鉆孔:對很多種類的材料進行快速鉆孔;

(4)焊接/噴涂:等離子切割、激光切割、電鍍、噴涂;

(5)測量:非破壞性驗證量測;

(6)搬運、裝配等等其他眾多場所。

英國Delcam軟件公司在加工制造領域提供了高端的PowerMILL、PartMaker、FeatureCAM、ArtCAM及DentMILL等軟件，分別應用于各種制造領域。該公司在最近幾年還推出了基于PowerMILL平臺的工業(yè)機器人編程軟件PowerMILL Robot Interface，這款軟件最近幾年在西方發(fā)達國家已經得到了廣泛的應用，解決了Robot機器人自帶編程系統(tǒng)對于復雜程序尤其是銑削切割程序處理能力略顯不足的問題，能夠進行機器人的離線編程，對于機器人的控制技術方面有著極為重要的意義。

PowerMILL Robot Interface支持目前世界上主流的 Robot設備，比如:FANUC、ABB、KUKA、STABLI和 MOTMAN等著名的機器人，也可以根據需求定制不同的Robot編程系統(tǒng)。

圖1是一個6軸的典型Robot模型，PowerMILL Robot Interface的離線編程流程如圖2。

下面通過一個實例來簡要說明PowerMILL Robot Interface的離線編程。

(1)編寫軌跡路徑:加載項目文件“DemoToolControl1”到 PowerMILL Robot Interface軟件，范例文件可以在軟件安裝后的目錄找到:C:Program Files(x86)DelcamDelcam PowerMILL Robot Interface 2012(x.x.xx)LibraryProjectsDemoToolControl1，見圖3(可以看到該項目文件中已經存在了2個軌跡，因為刀具路徑軌跡的軌跡編制比較簡單，基本上和PowerMILL軟件是相同的，鑒于篇幅限制在此不做詳述)。

(2)選擇軌跡路徑:左側邊欄(圖3)激活刀具路徑Knife路徑。

(3)選擇Robot機床:從右側邊欄頂端選擇“Robot”，可以看到默認的庫里面已經有一些品牌(FANUC、ABB等)的Robot在機床庫中了，在這里我們鼠標左鍵雙擊選擇Delcam－6X－Knife機器人設備。這臺設備已經裝載了“扁形”的切割刀頭。

(4)設定工件及機床位置:在“Simulation”狀態(tài)下，選擇圖標使Robot設備初始化到缺省位置。

(5)仿真軌跡:點擊“Play”按鈕，開始仿真。觀察仿真狀態(tài)，放大后見圖4。從圖4右圖可以明顯看到刀具過切到工件內部區(qū)域，需要進行優(yōu)化調整軌跡。

(6)優(yōu)化軌跡路徑:選擇“follow”圖標，并設定相關矢量參數為1、0、0及角度為90°(見圖5)。再次按照上述第4步進行仿真。觀察仿真狀態(tài)，放大局部后見圖6，可以明顯看到“扁形”刀具已經和工件的輪廓完全相切，解決了之前的“過切”現象。

(7)記錄軌跡路徑到文件:點擊“回到起始點”按鈕，點擊“記錄仿真”按鈕，并根據彈出窗口存儲1個*.robsim文件到硬盤上。繼續(xù)上述第5步的過程進行仿真，仿真結束后點擊“停止按鈕”。

(8)轉換到Robot能夠識別的語言:按照圖7設置，并點擊“Write robot program”按鈕寫入。

(9)檢視編譯后的語言并傳輸給Robot:用記事本打開得到的文件，內容如圖8(僅截取了部分代碼)。

鑒于篇幅所限，對于機器人運動軌跡路徑的編修優(yōu)化還有許多沒有和大家分享，通過Delcam公司的PowerMILL Robot Interface編程系統(tǒng)可以非常便捷地對機器人程序進行離線編寫與優(yōu)化。

PowerMILL Robot Interface的特點:

(1)軟件離線編程，編程更高效;軟件易學易用，具有人性化的操作界面;可控性極強的后編輯能力，容易優(yōu)化各個軸的運動;可以使用標準化的模板進行編程、標準化的刀具庫管理系統(tǒng)，讓車間的管理更容易實現標準化。

(2)支持機器人定位換刀功能;支持機器人裝卸、搬運等定點運動功能、支持機器人弧焊和激光焊等焊接功能;支持機器人發(fā)泡取件、火焰切割、注塑取件及水刀切割等;支持機器人對復雜零件的銑削處理。

(3)離線編制的程序可以直接被機器人讀取采用。

(4)真實模擬實際工作環(huán)境。

Delcam的離線編程系統(tǒng)使得技術人員對工業(yè)機器人的控制變得輕而易舉，特有的離線和仿真技術幫助我們脫機編制優(yōu)化的程序，減少現場驗證等待時間，減少出錯及不必要的風險，降低安全隱患。