第12期 2017年12月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)12003704
D0I : 10. 13462/j. cnki. mmtamt. 2017. 12. 009
基于多机器人的虚拟装配工作站
设计与碰撞检测仿真*
郝建豹，查进艳，谢炼雅
（广东交通职业技术学院机电工程系，广州510800）
No.12 Dec.2017
摘要：文章针对多机器人装配过程中易出现的碰撞风险，提出一种利用SolidWorks和RobotStudio构建机器人虚拟装配工作站的设计方案。首先利用SolidWorks设计了装配工作站的三维仿真模型，分析了工作站的设计流程，其次创建了仿真运行I/O信号和动态Smart组件，最后离线编制了程序和碰撞检测仿真，仿真结果表明装配过程中无碰撞。该设计方案可以为企业实际装配工作站的设计提供理论依据和试验平台。
关键词：虚拟装配；碰检测；SolidWorks；RobotStudio
中图分类号：TH165；TG659
文献标识码：A
Design of Virtual Assembly Workstation and Simulation of
Collision Detection Based on Multi Robot HAO Jian-bao , ZHA Jin-yan, XIE Lian-ya
( Department of Mechanical and Electrical Engineering, Guangdong Communication Polytechnic, Guangzhou 510800，China)
Abstract: Aiming at the collision risk which is easy to occur in the process of multi robot assembly, a de-sign scheme of using SolidWorks and RobotStudio to build a virtual assembly workstation for robots is pro-posed. Firstly, a 3D simulation model designed assembly workstation using SolidWorks, analyzes the design process of workstation, then create a simulation of I/O signal and dynamic Smart components, finally off line compiled simulation and collision detection, the simulation results show that no collision in the assembly process. The design scheme can provide the theoretical basis and experimental platform for the design of the actual assembly workstation.
Key words:virtual assembly; collision detection; SolidWorks;RobotStudio
0引言
虚拟仿真技术是目前机器人柔性制造研究的热点，尤其在设计阶段，最直观的效果是利用专业软件仿真实际的机器人制造、装配等过程，以可视化的方式展示并改进系统的性能。因此机器人虚拟装配仿真可看作研究机器人柔性制造的重要手段，
碰撞检测是对装配顺序与装配轨迹的正确性验证，机器人虚拟装配仿真必须能实时、精确地判断机器人与外设之间是否发生碰撞[2-3]。碰撞检测在3D游戏、机器人路径规划等众多领域都有着重要的应用。大连海事大学的潘仁宇等研究了基于时间域的碰撞检测算法和基于几何空间的碰撞检测算法4」，但并没有进行实例验证。田飞娟等人选用SoildWorks构建虚拟装配工艺设计平台[3]。目前，在国内外应用的软件如 Solidworks、Pro/Engineer等所提供的动画功能并不是
收稿日期：2017-08-03；修回日期：2017-09-08
面向机器人柔性制造的，因此不能很好地解决制造系统的轨迹规划仿真以及碰撞检测问题。张志贤等提出虚拟装配中基于多刚体动力学的物性装配过程仿真方法，实现了虚拟装配中刚体碰撞过程仿真，并通过实例进行了验证。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
本文用平面四轴SCARA机器人完成装配功能，应用6自由度串联机器人IRB140完成装箱功能，并结合 Solidworks软件的三维建模功能设计出了装配工作站的实体仿真模型，导人模型到RobotStudio中，离线编制程序并进行测试和模拟仿真，并可视化和可感知地分析装配过程中的碰撞风险，最终得到一个可行并较优的产品装配工艺，指导实际装配。
搭建装配工作站仿真平台
瑞典ABB公司的RobotStudio软件具有CAD模型
*基金项目：广东省高等职业技术教育研究会项目（GDGZ15Y032）：广东交通职业技术学院科研项目（AK18Y16085）
作者简分势数据978—），男，山东莘县人，广东交通职业技术学院讲师，硕士，研究方向为工业机器人技术及应用，（E－mail)952691544@qq-
com。