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０１２ 收稿日期 ： ２０１７ － ０２ － ０７ 基金项目 ： 广东省科技厅专项资金项目 （２０１５Ａ０２０２０９０１０）； 广东省高等职业技术教育研究会项目 （ＧＤＧＺ１５Ｙ０３２） 作者简介 ： 郝建豹 （１９７８—）， 男 ， 硕士 ， 讲师 ， 研究方向为工业机器人技术及应用 。 Ｅ － ｍａｉｌ： ９５２６９１５４４＠ ｑｑ ｃｏｍ。 基于 ＲｏｂｏｔＳｔｕｄｉｏ 的多机器人柔性制造生产线虚拟仿真设计 郝建豹 ， 许焕彬 ， 林炯南 （ 广东交通职业技术学院机电工程系 ， 广东广州 ５１０８００ ） 摘要 ： 以多机器人柔性制造生产线为研究对象 ， 介绍了一种利用 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ 和 ＲｏｂｏｔＳｔｕｄｉｏ 对多机器人自动线建模及虚 拟生产的方案 。 构建了生产线的布局 ， 为上下料机器人设计了专用夹具 ， 依据生产线连续运行模式 ， 创建了仿真运行 Ｉ ／ Ｏ 信号和动态 Ｓｍａｒｔ 组件 ， 实现了生产线的离线编程和仿真 。 仿真结果表明 ： 实时改变机器人 ＴＣＰ 速度等参数可动态输出机 器人速度轨迹和生产节拍 。 该设计方案可以为多机器人自动化生产线在现代工业制造领域的推广和应用提供理论依据和试 验平台 。 关键词 ： ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ； ＲｏｂｏｔＳｔｕｄｉｏ； 多机器人 ； 虚拟仿真 中图分类号 ： ＴＰ１６５
文献标志码 ： Ａ
文章编号 ： １００１ － ３８８１ （ ２０１８ ） １１ － ０５４ － ４ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉ⁃ｒｏｂｏｔ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｌｉｎｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＲｏｂｏｔＳｔｕｄｉｏ ＨＡＯ Ｊｉａｎｂａｏ， ＸＵ Ｈｕａｎｂｉｎ， ＬＩＮ Ｊｉｏｎｇｎａｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１０８００， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ ： Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｌｉｎｅ ｏｆ ｍｕｌｔｉ⁃ｒｏｂｏｔ ａｓ ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔ ｏｆ ｓｔｕｄｙ， ａ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｌｉｎｅ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｖｉｒｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉ⁃ｒｏｂｏｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｕｓｉｎｇ ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ ａｎｄ ＲｏｂｏｔＳｔｕｄｉｏ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｆｉｒｓｔｌｙ， ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ ｌａｙｏｕｔ ｗａｓ ｃｏｎ⁃ ｓｔｒｕｃｔｅｄ， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉａｌ ｆｉｘｔｕｒｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｏｂｏｔ ｆｏｒ ｌｏａｄｉｎｇ ａｎｄ ｄｏｗｎ ｌｏａｄｉｎｇ， ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ ｆｏｒ ｃｏｎ⁃ ｔｉｎｕｏｕｓ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， ａ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｐｕｔ ／ Ｏｕｔｐｕｔ （Ｉ ／ Ｏ） ｓｉｇｎａｌ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｍａｒｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｃｒｅａｔｅｄ， ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ｔｈｅ ｏｆｆ⁃ｌｉｎｅ ｐｒｏ⁃ ｇｒａｍｍｉｎｇ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ ｗｅｒｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ． Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｏｂｏｔ ｓｐｅｅｄ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｃａｎ ｂｅ ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ ｏｕｔｐｕｔ ｂｙ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｒｏｂｏｔ Ｔｏｏｌ Ｃｅｎｔｅｒ Ｐｏｉｎｔ （ ＴＣＰ） ｓｐｅｅｄ ｉｎ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ． Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｕｌｔｉ⁃ｒｏｂｏｔ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃ⁃ ｔｉｏｎ ｌｉｎｅ ｉｎ ｍｏｄｅｒｎ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｆｉｅｌｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ： ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ； ＲｏｂｏｔＳｔｕｄｉｏ； Ｍｕｌｔｉ⁃ｒｏｂｏｔ； Ｖｉｒｔｕａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ０ 前言 以机器人为主体的智能制造 ， 体现了制造业的智 能化 、 数字化和网络化的发展要求 。 在机械制造行业 中大规模应用机器人正成为一种趋势 ［１ － ２］ 。 因此 ， 研 究多机器人柔性制造生产线 ， 使企业早日实现面向未 来的智能制造 ， 增强企业的竞争力 ， 推动制造业的转 型升级 ， 己成为当前企业界和学术界的关注热点 。 为 提高多机器人柔性制造生产线的设计 、 改造 、 过程监 控 、 产品可制造性的快速响应 ， 虚拟仿真技术正成为 多机器人柔性制造生产线组建的趋势 ［３ － ４］ 。 虚拟仿真技术是借助虚拟现实技术 ， 在虚拟环境 中对生产线各元素 、 生产过程 、 节拍等进行仿真模 拟 ， 用更加经济 、 有效的方式对生产线进行合理配 置 ， 降低设备投资风险 。 王友发 ［５］ 对 Ｅ － ＣＡＲＧＯ 模型 进行了扩展 ， 研究了智能制造领域多机器人系统的任 务分配模型和算法 。 邱雪松等 ［６］ 在 Ｄｙｎａｆｏｒｍ 平台下 ， 建立冲压生产线的虚拟样机模型 ， 并介绍分析了自上 而下和自下而上产品的虚拟模型设计方法 。 而这些方 法较为复杂 ， 难以做到虚拟与现实的无缝衔接 ， 难以 在工程上推广应用 。 陆叶 ［７］ 利用 ＵＧ 和 ＲｏｂｏｔＳｔｕｄｉｏ 分 析了机床上下料工作站 ， 而目前生产线大多是多机器 人自动线 ［８］ 。 本文作者应用 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ 和瑞典 ＡＢＢ 公司的 Ｒｏ⁃ ｂｏｔＳｔｕｄｉｏ 联合建立了多机器人柔性制造生产线 。 该生 产线可依靠带驱动的仿真模型 ， 模拟现场的生产环境 及生产过程 ， 也可通过虚拟仿真找出提高生产节拍的 可行性 ， 进而指导现场生产 ， 因此 ， 对于实际盘类 、 轴类及箱体类自动化加工生产线 ， 具有普遍意义和经 济实用性 。 １ 生产线仿真系统 利用 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ 软件设计好数控机床 、 供料站 、 检测 、 装配及仓储等工作站的三维仿真模型 ， |
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