ABB工业机器人虚拟仿真教程

随着德国工业4.0的提出，中国制造业向智能制造方向转型已是大势所趋。工业机器人是智能制造业代表性的装备。根据IFR（国际机器人联合会）发布的报告，2016年全球工业机器人销量继续保持高速增长。2017年全球工业机器人销量约33万台，同比增长14%。其中，中国工业机器人销量9万台，同比增长31%。IFR预测，未来十年，全球工业机器人销量年平均增长率将保持在12%左右。
当前，机器人替代人工生产已经成为未来制造业的必然，工业机器人作为“制造业皇冠的明珠”，将大力推动工业自动化、数字化、智能化的早日实现，为智能制造奠定基础。然而，智能制造发展并不是一蹴而就的，而是从“自动信息化”“互联化”到“智能化”层层递进、演变发展的。智能制造产业链涵盖智能装备（机器人、数控机床、服务机器人、其他自动化装备）、工业互联网（机器视觉、传感器、RFID、工业以太网）、工业软件（ERP/MES/DCS等）、3D打印及将上述环节有机结合起来的自动化系统集成和生产线集成等。
根据智能制造产业链的发展顺序，智能制造首先需要实现自动化，然后实现信息化，再实现互联网化，后才能真正实现智能化。工业机器人是实现智能制造前期重要的工作之一，是联系自动化和信息化的重要载体。智能装备和产品是智能制造的实现端。围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等应用需求，工业机器人将成为智能制造中智能装备的普及代表。
由此可见，智能装备应用技术的普及和发展是我国智能制造推进的重要内容，工业机器人应用技术是一个复杂的系统工程。工业机器人不是买来就能使用的，还需要对其进行规划集成，把机器人本体与控制软件、应用软件、周边的电气设备等结合起来，组成一个完整的工作站方可进行工作。通过在数字工厂中工业机器人的推广应用，不断提高工业机器人作业的智能水平，使其不仅能替代人的体力劳动，而且能替代一部分脑力劳动。因此，以工业机器人应用为主线构造智能制造与数字车间关键技术的运用和推广显得尤为重要，这些技术包括机器人与自动化生产线布局设计、机器人与自动化上下料技术、机器人与自动化精准定位技术、机器人与自动化装配技术、机器人与自动化作业规划及示教技术、机器人与自动化生产线协同工作技术及机器人与自动化车间集成技术，通过建造机器人自动化生产线，利用机器手臂、自动化控制设备或流水线自动化推动企业技术改造向机器化、自动化、集成化、生态化、智能化方向发展，从而实现数字车间制造过程中物质流、信息流、能量流和资金流的智能化。
近年来，虽然多种因素推动着我国工业机器人在自动化工厂的广泛使用，但是一个越来越大的问题清晰地摆在我们面前，那就是工业机器人的使用和集成技术人才严重匮乏，甚至阻碍这个行业的快速发展。哈尔滨工业大学机器人研究所所长、长江学者孙立宁教授指出：按照目前中国机器人安装数量的增长速度，对工业机器人人才的需求早已处于干渴状态。目前，国内仅有少数本科院校开设工业机器人的相关专业，学校普遍没有完善的工业机器人相关课程体系及实训工作站。因此，学校老师和学员都无法得到科学培养，从而不能快速满足产业发展的需要。
工控帮教研组结合自身多年的工业机器人集成应用技术和教学经验，以及对机器人集成应用企业的深度了解，在细致分析机器人集成企业的职业岗位群和岗位能力矩阵的基础上，整合机器人相关企业的应用工程师和机器人职业教育方面的专家学者，编写“智能制造高技能人才培养规划丛书”。按照智能制造产业链和发展顺序，“智能制造高技能人才培养规划丛书”分为专业基础教材、专业核心教材和专业拓展教材。
专业基础教材涉及的内容包括触摸屏编程技术、运动控制技术、电气控制与PLC技术、液压与气动技术、金属材料与机械基础、EPLAN电气制图、电工与电子技术等。
专业核心教材涉及的内容包括工业机器人技术基础、工业机器人现场编程技术、工业机器人离线编程技术、工业组态与现场总线技术、工业机器人与PLC系统集成、基于SolidWorks的工业机器人夹具和方案设计、工业机器人维修与维护、工业机器人典型应用实训、西门子S7-200 SMART PLC编程技术等。
专业拓展教材涉及的内容包括焊接机器人与焊接工艺、机器视觉技术、传感器技术、智能制造与自动化生产线技术、生产自动化管理技术（MES系统）等。
本书内容力求源于企业、源于真实、源于实际，然而因编著者水平有限，错漏之处在所难免，欢迎读者关注微信公众号GKYXT1508进行交流，谢谢！
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工控帮教研组

随着工业机器人应用水平的不断提升，越来越多的生产企业加入应用工业机器人的队列。这就使得调试工业机器人的工程技术人员数量不断攀升，在调试过程中暴露出的问题也在不断增加。本书根据大量对仿真的实际需求，以ABB公司的工业机器人仿真软件RobotStudio为基础，详细讲述ABB工业机器人仿真软件从基础仿真到高级Smart组件的实际应用，内容分为基础篇和进阶篇：基础篇包括6个章节，详细讲述什么是工业机器人仿真、创建工业机器人仿真工作站的方法、如何在仿真工作站中建模、如何进行ABB工业机器人离线编程、事件管理器的使用方法、Smart组件的使用方法等，内容循序渐进，是初学者的入门基础知识；进阶篇包括4个实战项目，详细讲述利用Smart组件为码垛、拆垛、压铸、搬运工作站进行动态仿真的操作步骤，内容深入浅出，结合案例，帮助读者加强实战能力。本书内容贴合实际、效果逼真，既适合在校学生学习、研究，也适合广大工程技术人员学习、参考。

长沙工控帮教育科技有限公司成立于2015年5月在长沙成立，公司专注于工业机器人在线教育。创始人余德泉是70后，国内首批学术性的工控集成商，创办有多家工控企业。

第1章 初识ABB工业机器人仿真软件 3 
1.1 什么是工业机器人仿真 3 
1.2 安装RobotStudio 4 
1.3 认识RobotStudio的软件界面 6 
知识点练习 8 
第2章 初步建立工业机器人仿真工作站 9 
2.1 建立工业机器人工作站 9 
2.1.1 布局 9 
2.1.2 导入工业机器人 9 
2.1.3 加载工业机器人的工具 10 
2.1.4 摆放周边的模型 12 
2.2 创建工业机器人运动程序 14 
2.2.1 创建工业机器人系统 14 
2.2.2 创建工业机器人运动轨迹 15 
2.3 运行与录制仿真视频 20 
2.3.1 设置工业机器人的运动轨迹 20 
2.3.2 录制工业机器人的仿真过程 21 
2.3.3 制作可执行文件 22 
知识点练习 23 
第3章 在仿真工作站中建模 24 
3.1 创建简单模型 24 
3.1.1 矩形体 24 
3.1.2 圆锥体 25 
知识拓展：为模型添加颜色 27 
3.2 测量模型的数值 28 
3.2.1 两点之间的距离 28 
3.2.2 角度 28 
3.2.3 直径 29 
3.2.4 短距离 30 
3.3 安装外部工业机器人的工具模型 30 
3.3.1 调整工具姿态、设定本地原点 30 
3.3.2 创建及安装工具 34 
知识点练习 36 
第4章 ABB工业机器人离线编程 37 
4.1 创建工业机器人离线轨迹 37 
4.2 调整工业机器人姿态 44 
4.3 调整轴配置参数并同步仿真运行 48 
4.4 碰撞监控与TCP跟踪 50 
4.4.1 碰撞监控 50 
4.4.2 TCP跟踪 52 
知识点练习 53 
第5章 初识事件管理器 54 
5.1 创建机械装置与实现动态效果 54 
5.1.1 创建机械装置 54 
5.1.2 实现动态效果 60 
5.2 创建动态夹具 63 
5.2.1 建模 63 
5.2.2 创建机械装置 71 
5.2.3 关联I/O信号 77 
5.2.4 模拟夹取 81 
知识点练习 84 
第6章 初识Smart组件 85 
6.1 通过Smart组件创建动态吸盘 85 
6.1.1 创建吸盘模型 85 
6.1.2 创建Smart组件 96 
6.1.3 创建线传感器 97 
6.1.4 添加组件 99 
6.1.5 设置“属性与连结”选项卡 102 
6.1.6 设置“信号和连接”选项卡 103 
6.1.7 仿真运行 106 
6.2 通过Smart组件创建动态输送链 109 
6.2.1 导入模型 109 
6.2.2 设置输送链的产品源 112 
6.2.3 设置输送链的运动属性 115 
6.2.4 设置输送链的限位传感器 116 
6.2.5 设置“属性与连结”选项卡 118 
6.2.6 设置“信号和连接”选项卡 119 
6.2.7 仿真运行 121 
6.3 关联信号 124 
知识点练习 126 
进 阶 篇 
第7章 实战：搭建工业机器人码垛仿真工作站 129 
7.1 解包工作站 129 
7.2 为夹具添加动态效果 133 
7.2.1 创建Smart组件 133 
7.2.2 设置“属性与连结”选项卡 143 
7.2.3 设置“信号和连接”选项卡 143 
7.2.4 仿真运行 147 
7.3 为传送带添加动态效果 150 
7.3.1 创建Smart组件 150 
7.3.2 设置“属性与连结”选项卡 157 
7.3.3 设置“信号和连接”选项卡 159 
7.3.4 仿真运行 163 
知识点练习 165 
第8章 实战：搭建工业机器人拆垛仿真工作站 166 
8.1 摆放货物 166 
8.1.1 规划 166 
8.1.2 摆放 166 
8.1.3 建立组件组 173 
8.2 为拆垛工作站添加动态效果 176 
8.2.1 创建Smart组件 176 
8.2.2 设置“属性与连结”选项卡 181 
8.2.3 设置“信号和连接”选项卡 182 
8.2.4 仿真运行 184 
知识点练习 186 
第9章 实战：搭建工业机器人压铸仿真工作站 187 
9.1 为吸盘添加动态效果 187 
9.1.1 将吸盘夹取到工业机器人夹具上 187 
9.1.2 创建Smart组件 188 
9.1.3 设置“属性与连结”选项卡 197 
9.1.4 设置“信号和连接”选项卡 198 
9.1.5 仿真运行吸盘 200 
9.2 为压铸台添加动态效果 203 
9.2.1 创建Smart组件 203 
9.2.2 设置“属性与连结”选项卡 219 
9.2.3 设置“信号和连接”选项卡 221 
9.2.4 仿真运行压铸台 226 
知识点练习 229 
第10章 实战：搭建工业机器人搬运仿真工作站 230 
10.1 布局 230 
10.2 为吸盘添加动态效果 240 
10.2.1 创建Smart组件 240 
10.2.2 设置“属性与连结”选项卡 247 
10.2.3 设置“信号和连接”选项卡 248 
10.3 为输送链添加动态效果 252 
10.3.1 创建Smart组件 252 
10.3.2 设置“属性与连结”选项卡 256 
10.3.3 设置“信号和连接”选项卡 256 
10.4 为码盘添加动态效果 258 
10.4.1 创建Smart组件 258 
10.4.2 设置“属性与连结”选项卡 264 
10.4.3 设置“信号和连接”选项卡 264 
10.5 整体测试 266 
知识点练习 270

随着工业机器人应用水平的不断提升，越来越多的生产企业加入应用工业机器人的队列。这就使得调试工业机器人的工程技术人员数量不断攀升，在调试过程中暴露出的问题也在不断增加。本书根据大量对仿真的实际需求，以ABB公司的工业机器人仿真软件RobotStudio为基础，详细讲述ABB工业机器人仿真软件从基础仿真到高级Smart组件的实际应用，内容分为基础篇和进阶篇：基础篇包括6个章节，详细讲述什么是工业机器人仿真、创建工业机器人仿真工作站的方法、如何在仿真工作站中建模、如何进行ABB工业机器人离线编程、事件管理器的使用方法、Smart组件的使用方法等，内容循序渐进，是初学者的入门基础知识；进阶篇包括4个实战项目，详细讲述利用Smart组件为码垛、拆垛、压铸、搬运工作站进行动态仿真的操作步骤，内容深入浅出，结合案例，帮助读者加强实战能力。本书内容贴合实际、效果逼真，既适合在校学生学习、研究，也适合广大工程技术人员学习、参考。

长沙工控帮教育科技有限公司成立于2015年5月在长沙成立，公司专注于工业机器人在线教育。创始人余德泉是70后，国内首批学术性的工控集成商，创办有多家工控企业。