內容簡介

本書以北京華航唯實機器人科技股份有限公司PQArt離線仿真與編程軟件為基礎，以機器人工業現場應用為目的，詳細介紹了PQArt集成開發環境，尤其是很有特色的三維球工具應用方法。本著與現場及工藝設計一致的原則，按照場景搭建、工件校準、軌跡生成、軌跡優化、編譯、虛擬仿真及後置的順序，結合激光切割、氣缸去毛刺、碼垛及寫字四個典型應用案例，詳細介紹了其具體工藝設計流程。與其他教材不同的是，本書摒棄具體型號的機器人應用，更注重工程實際和工業現場，特別是將工程上典型的激光切割、氣缸去毛刺及碼垛應用場景與軟件設計過程密切結合，更側重於現場工藝流程設計，更能提供貼近工程實用的技術指導及實踐支持。隨著產業升級和工業機器人越來越多地進入工業現場，離線編程與仿真技術與現場工藝的結合也會不斷加強，在提高效率和可靠性方面更體現其工業應用價值和巨大的經濟效益，其獨有的運動學和動力學數值計算功能及硬件通信等相關技術，對於提高我國軟件設計能力，強化產權意識並逐步打破國外工業軟件技術壟斷的局面也具有重大的現實和指導意義。

目錄

前言
第1章緒論1
11離線編程與仿真技術的定義與構成1
12離線編程與仿真技術原理2
13常用離線編程與仿真軟件2
131專用離線編程與仿真軟件2
132通用離線編程與仿真軟件8
第2章基礎知識與概念12
21機器人坐標繫與工件位姿12
22機器人工作空間與可達空間14
23PTP軌跡與CP軌跡規劃15
24軌跡插補與組合軌跡15
25POS點與Home點16
26機器人運動學逆解16
27計算機圖形學17
28通用圖形軟件格式17
281VRML文件格式18
282STL文件格式18
283STEP文件格式19
284IGES文件格式20
29工作站與工作站庫20
210後置20
211本章小結21
第3章PQArt集成開發環境22
31PQArt軟件安裝與部署22
311PQArt軟件下載22
312PQArt軟件安裝22
313PQArt軟件許可23
314PQArt軟件資源24
32PQArt軟件界面24
33PQArt功能模塊25
331機器人編程25
332工藝包30
333繪圖區30
334機器人加工管理面板30
335機器人控制面板31
336輸出面板32
337調試面板33
338狀態欄34
339自定義35
34本章小結35
目錄工業機器人離線編程與仿真技術第4章精確定位與三維球36
41特色三維球36
42三維球結構及顏色37
43點定位方法37
44軸操作方法40
45本章小結42
第5章PQArt基本操作流程43
51基本流程43
52場景搭建44
521導入機器人44
522導入工具46
523自定義工具46
524導入零件52
53工件校準55
531三點校準法56
532點軸校準法57
533新建坐標繫法58
54本章小結59
第6章PQArt工作軌跡60
61生成軌跡60
611軌跡導入60
612軌跡生成60
62軌跡選項與屬性67
621軌跡選項67
622軌跡屬性70
63軌跡優化72
64軌跡屬性與操作75
65軌跡點屬性與操作84
66本章小結97
第7章PQArt虛擬仿真與後置98
71編譯98
72仿真99
73後置100
74本章小結102
第8章PQArt應用案例(一)103
81激光切割應用案例103
811場景搭建103
812校準TCP與零件103
813軌跡設計與生成106
814軌跡優化107
815仿真與後置112
82氣缸去毛刺應用案例113
821場景搭建113
822校準TCP與零件113
823軌跡設計與生成114
824軌跡優化118
825仿真與後置120
83本章小結122
第9章PQArt應用案例(二)123
91碼垛應用案例123
911場景搭建123
912校準TCP與零件124
913軌跡設計與生成124
914軌跡優化128
915仿真與後置128
92寫字應用案例129
921場景搭建129
922校準TCP與零件129
923軌跡設計與生成131
924軌跡優化131
925仿真與後置132
93本章小結133
第10章離線編程與仿真技術總結與展望134
101離線編程與仿真技術總結134
102離線編程與仿真技術展望134

前言/序言

科技界和教育界對自動化相關技術進行了深入研究，研發了大量在工業領域應用的工業機器人產品，當前我國大力推動機器人在工業生產領域的普及和應用，而科技的發展也成為推動機器人研發的推手和助力。
當前，越來越多的院校開設了機器人及相關專業，培養了大量人纔。當前，大學生普遍缺乏工程實踐和設計經驗，例如有經驗要求的激光焊接及氣缸去毛刺等工程技術，應屆畢業生往往無法勝任。另外，這些工程應用對可靠性要求極高，對成本較為敏感，企業對安裝和調試周期也有較為嚴格的要求，在實際調試和應用之前的離線編程與仿真就成為必要的工程技術環節。因此，繫統掌握機器人相關理論、控制繫統設計、在線編程及離線編程與仿真技術對於高校學生、工程設計人員均具重大意義。
為搭建產學研融合的橋梁並結合先進的STEAM理念，在機械工業出版社指導下，上海交通大學聯合上海應用技術大學和北京華航唯實機器人科技股份有限公司共同出版了工業機器人學與控制基礎繫列教材，本繫列教材既是作者們數年機器人教學經驗和工程案例設計經驗的總結，也是對目前高校機器人教育和企業機器人應用困境的反思。包含《機器人學導論》《機器人控制技術基礎》《機器人(ABB)在線編程技術》《工業機器人離線編程與仿真技術》四本教材，涵蓋機器人學、機器人控制、在線編程與通信、離線編程與仿真等從理論到工程應用的全環節，實現了理論學習和工程應用技術的有機結合。其中，《機器人學導論》以上海交通大學為主編寫，《機器人控制技術基礎》以上海應用技術大學為主編寫，《機器人(ABB)在線編程技術》與《工業機器人離線編程與仿真技術》則由北京華航唯實機器人科技股份有限公司和上海交通大學共同編寫，是典型的產學研結合的成果和集體智慧的結晶。與其他教材不同，本繫列教材側重理論在工程上的具體應用和設計實現，尤其是為設計人員和讀者設計機器人控制繫統和實際應用工程提供了極具參考和指導意義的工程案例，這也是本套教材的價值所在，也是STEAM理念在高校機器人教育方面的一次實踐。
本書采用北京華航唯實機器人科技股份有限公司最新PQArt離線編程與仿真軟件，在介紹基礎功能應用的基礎上，詳細給出了激光焊接、氣缸去毛刺和碼垛三個典型工程實例的設計過程和方法，以及與藝術結合的寫字工程案例，有很強的工程應用和參考價值。本書既適合高校自動化類專業機器人方向的學生使用，也適合高職高專學生和工程技術人員參考學習。限於應用經驗，錯誤在所難免，懇請讀者批評指正。
本書由上海交通大學宋立博主編，上海工程技術大學蔣文萍教授、北京華航唯實機器人科技股份有限公司宋智廣和張大維參編。宋立博負責本書1～3章，蔣文萍負責4～6章，宋智廣和張大維負責7～10章，本書的出版得到機械工業出版社的大力支持，在此表示誠摯的謝意。
編者於上海交通大學

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