概述

       柔性管线包是工业机器人经常使用到的外围设备，由于其安装在机器人上，随着机器人的关节运动而运动，这样就会与机器人或工装夹具、工件等产生一定的干涉，因此，能够选择出合适的管线包就显得尤为重要。在前期方案设计中，设计人员可以通过虚拟仿真软件来确定柔性管线包的长度、直径、安装效果等相关参数。

       RobotStudio作为ABB机器人的虚拟仿真与离线编程软件，它也同样支持柔性管线包的自动生成与虚拟仿真，并且在仿真过程中能够显示出管线包的物理学动态特性。本期，就来介绍一下，ABB机器人柔性管线包的创建与仿真方法。


       机器人虚拟仿真环境创建

       在RobotStuido软件中创建机器人虚拟仿真环境，用于安装柔性管线包，并对其进行虚拟仿真。


       机器人柔性管线包参考对象添加

       因为RobotStudio软件中的柔性管线包是通过拾取几何特征的方式自动生成的，所以导入到工作站中的模型要保证能够被软件识别出几何特征。对于不能识别或不便识别几何特种的模型，可以在其指定位置处创建坐标系框架，作为创建柔性管线包的参考对象。

       本案例中使用的模型大部分为软件模型库中自带的模型，拾取几何特征较为困难，因此在生成柔性管线包之前要事先创建出参考坐标系框架。

       使用“创建框架”命令，在弧焊焊枪模型进线口圆心位置处、送丝机模型出线口圆心位置处、送丝机管线支架模型圆心位置处、焊丝桶管线引导支架吊线夹模型位置处分别创建参考坐标系框架，即框架1、框架2、框架3、框架4，如下图所示。其中，框架1与框架2之间为送丝机到焊枪之间的柔性管线包，框架3与框架4之间为送丝机到焊丝桶之间的柔性管线包。

 

        ABB机器人柔性管线包添加与配置

       RobotStudio软件“建模”菜单栏下，“创建”命令组中点击“电缆”命令按钮，弹出创建电缆对话框，同时在软件工作视图窗口上方弹出“选择电缆的起点。点击表面或框架，以连接该起点。”的信息提示。


       按照提示，在机器人上点击“框架1”，弧焊焊枪模型进线口处出现柔性管线包预览模型，上方提示信息变为“选择电缆的端点。点击表面或框架，以连接该端点。”。

       再次按照信息提示，点击“框架2”，此时，机器人弧焊焊枪模型进线口与送丝机模型出线口之间生成柔性管线包预览模型，上方信息提示变为“点击电缆，以插入控制点。点击控制点，以移动该控制点。”

       创建电缆对话框中，自动生成电缆长度数据，控制点下的显示框内也出现“起点”、“进入点”、“结束点”。其中，起点为点选的***点（框架1所在位置）；结束点为点选的第二点（框架2所在位置）；进入点通常为两个，它是电缆起点或终点由刚性状态进入柔性状态的过渡点。起点与结束点一般都是固定在设备模型上的安装点，进入点则为不能固定安装的自由点。


       点选起点、结束点、进入点中的任意一点，柔性管线包预览模型相应的点位会被选中，同时在其点位上会出现可手动拖拽的三色坐标系，用于调整电缆模型当前特征点的位置和姿态。

       根据信息提示，还可以在柔性管线包预览模型的两个进入点之间任意位置点击，插入新的控制点，用来增强管线包的柔性或控制其长度。新插入的控制点既可以设定为自由点，也可以设定为安装点。

       本案例在两个进入点之间插入一个自由状态的控制点，并将其拖拽到合适位置，设定电缆半径为18mm，也可以根据实际需求设定电缆的***大分段长度、材料、杨氏模量等相关参数，这里均保持默认。点击“创建”按钮，相应的柔性管线包自动生成，其预览模型与生成的柔性管线包模型如下图所示。


       参考上述步骤，创建送丝机管线支架模型到焊丝桶模型之间的柔性管线包，起点为框架3，终点为焊丝桶模型的出线口圆心。

       调整两个进入点至合适位置，并在进入点之间插入若干个控制点。与送丝机模型到焊枪模型之间的管线包不同的是，紧邻焊丝桶模型进入点的控制点要设定为安装点，安装位置拖拽调整到与“框架4”重合，即柔性管线包从焊丝桶模型出来后延伸至管线引导支架吊线夹位置保持固定。其他参数均保持默认，点击“创建”按钮，柔性管线包自动生成，其预览模型与生成的柔性管线包模型如下图所示。



       仿真运行

       对机器人仿真运行，运行效果如下方动态图所示，可以看到机器人在运行时柔性管线包跟随机器人一起运动，并且管线包在机器人运动时表现出了相应的物理学动态效果。







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