作品名稱：機器人工程專業(yè)導論-機器人仿真技術
學校名稱：武漢商學院
參賽隊伍：機器人9號
參賽老師：陳鑫
《機器人工程專業(yè)導論》是機器人工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，主要介紹世界機器人的發(fā)展、我國機器人的發(fā)展和當代汽車的發(fā)展展望；機器人工業(yè)在國民經(jīng)濟中的戰(zhàn)略地位；機器人工程的內涵、我國機器人工程的歷史與發(fā)展演進；機器人工程專業(yè)發(fā)展簡介、本專業(yè)人才培養(yǎng)方案的制定與實施；提出本專業(yè)的學習方法和在學習中應該注意的各類問題；本專業(yè)在實踐中的應用前景和就業(yè)前景。
通過本課程的學習，幫助剛入校的新生盡快了解：本專業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向；機器人工程的內涵；機器人工程專業(yè)培養(yǎng)方案與基礎課學習方法等。
【教學設計】
一、課程導入
l 授課時間：15分鐘
l 導入內容：第4章內容+思政教育
結合機器人工程專業(yè)的就業(yè)特點，崗位需求，講述國內工業(yè)機器人系統(tǒng)集成產業(yè)在機械設計、系統(tǒng)方案設計等領域的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展中存在的瓶頸，國內外的差距等。激發(fā)學生能力學習，為提高我國工業(yè)機器人產業(yè)科技水平，實現(xiàn)中華民族的偉大復興，做出自己的貢獻。
l 授課組織設計
1.通過思政教育：激發(fā)引導學生為什么要學習《工業(yè)機器人仿真技術》課程。
2.講授圖樣的作用及地位：利用PPT中打磨、焊接、噴涂等實物圖片、視頻剖析仿真技術技術在設計機器人工作站中的作用。
3.指導學生本課程的主要學習內容和基本要求。
二、講授新課
l 實操指導時間：70分鐘
l 授課內容
1.1常用工業(yè)機器人仿真軟件的簡介
目前市場上常用的工業(yè)機器人仿真軟件有：安川機器人的MotoSimEG-VRC、FANUC機器人的RoboGuide、KUKA機器人的KUKA Sim，CATIA公司的DELMIA軟件。
1.1.1 MotoSimEG-VRC
MotoSimEG-VRC是對安川機器人進行離線編程和實時3D模擬的工具。其作為一款強大的離線編程軟件，能夠在三維環(huán)境中實現(xiàn)安川機器人絕大部分功能。其中包括：
機器人的動作姿態(tài)可以通過六個軸的脈沖值或者工具尖端點的空間坐標值來顯示。
干涉檢測功能能夠及時顯示界面中兩數(shù)模的干涉情況，以及當機器人的動作超過設定脈沖值極限時，圖像界面對超出范圍的軸使用不同顏色來警告。
可顯示機器人動作循環(huán)時間。
真實模擬機器人的輸入輸出(I/O)關系。具備機器人與機器人、機器人與外部軸之間的通訊功能，能夠實現(xiàn)協(xié)調工作。
支持3D CAD文件格式建模。例如STEP、HSF、HMF等格式文件。
1.1.2 RoboGuide
RoboGuide是一款FANUC自帶的支持機器人系統(tǒng)布局設計和動作模擬仿真的軟件，可以進行系統(tǒng)方案的布局設計，機器人干涉性、可達性分析和系統(tǒng)的節(jié)拍估算，還能夠自動生成機器人的離線程序，進行機器人故障的診斷和程序的優(yōu)化等。RoboGuide的主要功能如下：
1）系統(tǒng)搭建：RoboGuide提供了一個3D的虛擬空間和便于系統(tǒng)搭建的3D模型庫。
2）方案布局設計：在系統(tǒng)搭建完畢后，需要驗證方案布局設計的合理性。一個合理的布局不僅可以有效地避免干涉，而且可以還能機器人遠離限位位置。
3）干涉性、可達性分析： 在進行方案布局過程中，不僅須確保機器人對工作的可達性，也要避免機器人在運動過程中的干涉性。
4）節(jié)拍計算與優(yōu)化： RoboGuide仿真環(huán)境下可以估算并且優(yōu)化生產節(jié)拍。依據(jù)機器人運動速度、工藝因素和外圍設備的運行時間進行節(jié)拍估算，并通過優(yōu)化機器人的運動軌跡來提高節(jié)拍。
1.1.3 KUKA Sim
KUKA Sim是KUKA公司用于高效離線編程的智能模擬軟件。使用KUKA Sim可輕松快速優(yōu)化設備和機器人生產，以確保更大靈活性、提高生產力以及競爭力。具備直觀操作方式以及多種功能和模塊，操作快速、簡單、高效。該軟件擁有64 位應用程序，具有最高的 CAD 性能，全面的在線數(shù)據(jù)庫，包含當前可用的機器人機型等。
1.1.4 DELMIA
DELMIA是一款數(shù)字化企業(yè)的互動制造應用軟件。DELMIA向隨需應變和準時生產的制造流程提供完整的數(shù)字解決方案，使制造廠商縮短產品上市時間，同時降低生產成本、促進創(chuàng)新。
l 實操指導時間：70分鐘
l 授課內容
1.1常用工業(yè)機器人仿真軟件的簡介
目前市場上常用的工業(yè)機器人仿真軟件有：安川機器人的MotoSimEG-VRC、FANUC機器人的RoboGuide、KUKA機器人的KUKA Sim，CATIA公司的DELMIA軟件。
1.1.1 MotoSimEG-VRC
MotoSimEG-VRC是對安川機器人進行離線編程和實時3D模擬的工具。其作為一款強大的離線編程軟件，能夠在三維環(huán)境中實現(xiàn)安川機器人絕大部分功能。其中包括：
機器人的動作姿態(tài)可以通過六個軸的脈沖值或者工具尖端點的空間坐標值來顯示。
干涉檢測功能能夠及時顯示界面中兩數(shù)模的干涉情況，以及當機器人的動作超過設定脈沖值極限時，圖像界面對超出范圍的軸使用不同顏色來警告。
可顯示機器人動作循環(huán)時間。
真實模擬機器人的輸入輸出(I/O)關系。具備機器人與機器人、機器人與外部軸之間的通訊功能，能夠實現(xiàn)協(xié)調工作。
支持3D CAD文件格式建模。例如STEP、HSF、HMF等格式文件。
1.1.2 RoboGuide
RoboGuide是一款FANUC自帶的支持機器人系統(tǒng)布局設計和動作模擬仿真的軟件，可以進行系統(tǒng)方案的布局設計，機器人干涉性、可達性分析和系統(tǒng)的節(jié)拍估算，還能夠自動生成機器人的離線程序，進行機器人故障的診斷和程序的優(yōu)化等。RoboGuide的主要功能如下：
1）系統(tǒng)搭建：RoboGuide提供了一個3D的虛擬空間和便于系統(tǒng)搭建的3D模型庫。
2）方案布局設計：在系統(tǒng)搭建完畢后，需要驗證方案布局設計的合理性。一個合理的布局不僅可以有效地避免干涉，而且可以還能機器人遠離限位位置。
3）干涉性、可達性分析： 在進行方案布局過程中，不僅須確保機器人對工作的可達性，也要避免機器人在運動過程中的干涉性。
4）節(jié)拍計算與優(yōu)化： RoboGuide仿真環(huán)境下可以估算并且優(yōu)化生產節(jié)拍。依據(jù)機器人運動速度、工藝因素和外圍設備的運行時間進行節(jié)拍估算，并通過優(yōu)化機器人的運動軌跡來提高節(jié)拍。
1.1.3 KUKA Sim
KUKA Sim是KUKA公司用于高效離線編程的智能模擬軟件。使用KUKA Sim可輕松快速優(yōu)化設備和機器人生產，以確保更大靈活性、提高生產力以及競爭力。具備直觀操作方式以及多種功能和模塊，操作快速、簡單、高效。該軟件擁有64 位應用程序，具有最高的 CAD 性能，全面的在線數(shù)據(jù)庫，包含當前可用的機器人機型等。
1.1.4 DELMIA
DELMIA是一款數(shù)字化企業(yè)的互動制造應用軟件。DELMIA向隨需應變和準時生產的制造流程提供完整的數(shù)字解決方案，使制造廠商縮短產品上市時間，同時降低生產成本、促進創(chuàng)新。l 實操指導時間：70分鐘
l 授課內容
1.1常用工業(yè)機器人仿真軟件的簡介
目前市場上常用的工業(yè)機器人仿真軟件有：安川機器人的MotoSimEG-VRC、FANUC機器人的RoboGuide、KUKA機器人的KUKA Sim，CATIA公司的DELMIA軟件。
1.1.1 MotoSimEG-VRC
MotoSimEG-VRC是對安川機器人進行離線編程和實時3D模擬的工具。其作為一款強大的離線編程軟件，能夠在三維環(huán)境中實現(xiàn)安川機器人絕大部分功能。其中包括：
機器人的動作姿態(tài)可以通過六個軸的脈沖值或者工具尖端點的空間坐標值來顯示。
干涉檢測功能能夠及時顯示界面中兩數(shù)模的干涉情況，以及當機器人的動作超過設定脈沖值極限時，圖像界面對超出范圍的軸使用不同顏色來警告。
可顯示機器人動作循環(huán)時間。
真實模擬機器人的輸入輸出(I/O)關系。具備機器人與機器人、機器人與外部軸之間的通訊功能，能夠實現(xiàn)協(xié)調工作。
支持3D CAD文件格式建模。例如STEP、HSF、HMF等格式文件。
1.1.2 RoboGuide
RoboGuide是一款FANUC自帶的支持機器人系統(tǒng)布局設計和動作模擬仿真的軟件，可以進行系統(tǒng)方案的布局設計，機器人干涉性、可達性分析和系統(tǒng)的節(jié)拍估算，還能夠自動生成機器人的離線程序，進行機器人故障的診斷和程序的優(yōu)化等。RoboGuide的主要功能如下：
1）系統(tǒng)搭建：RoboGuide提供了一個3D的虛擬空間和便于系統(tǒng)搭建的3D模型庫。
2）方案布局設計：在系統(tǒng)搭建完畢后，需要驗證方案布局設計的合理性。一個合理的布局不僅可以有效地避免干涉，而且可以還能機器人遠離限位位置。
3）干涉性、可達性分析： 在進行方案布局過程中，不僅須確保機器人對工作的可達性，也要避免機器人在運動過程中的干涉性。
4）節(jié)拍計算與優(yōu)化： RoboGuide仿真環(huán)境下可以估算并且優(yōu)化生產節(jié)拍。依據(jù)機器人運動速度、工藝因素和外圍設備的運行時間進行節(jié)拍估算，并通過優(yōu)化機器人的運動軌跡來提高節(jié)拍。
1.1.3 KUKA Sim
KUKA Sim是KUKA公司用于高效離線編程的智能模擬軟件。使用KUKA Sim可輕松快速優(yōu)化設備和機器人生產，以確保更大靈活性、提高生產力以及競爭力。具備直觀操作方式以及多種功能和模塊，操作快速、簡單、高效。該軟件擁有64 位應用程序，具有最高的 CAD 性能，全面的在線數(shù)據(jù)庫，包含當前可用的機器人機型等。
1.1.4 DELMIA
DELMIA是一款數(shù)字化企業(yè)的互動制造應用軟件。DELMIA向隨需應變和準時生產的制造流程提供完整的數(shù)字解決方案，使制造廠商縮短產品上市時間，同時降低生產成本、促進創(chuàng)新。
課程特色
l 實操指導時間：70分鐘
l 授課內容
1.1常用工業(yè)機器人仿真軟件的簡介
目前市場上常用的工業(yè)機器人仿真軟件有：安川機器人的MotoSimEG-VRC、FANUC機器人的RoboGuide、KUKA機器人的KUKA Sim，CATIA公司的DELMIA軟件。
1.1.1 MotoSimEG-VRC
MotoSimEG-VRC是對安川機器人進行離線編程和實時3D模擬的工具。其作為一款強大的離線編程軟件，能夠在三維環(huán)境中實現(xiàn)安川機器人絕大部分功能。其中包括：
機器人的動作姿態(tài)可以通過六個軸的脈沖值或者工具尖端點的空間坐標值來顯示。
干涉檢測功能能夠及時顯示界面中兩數(shù)模的干涉情況，以及當機器人的動作超過設定脈沖值極限時，圖像界面對超出范圍的軸使用不同顏色來警告。
可顯示機器人動作循環(huán)時間。
真實模擬機器人的輸入輸出(I/O)關系。具備機器人與機器人、機器人與外部軸之間的通訊功能，能夠實現(xiàn)協(xié)調工作。
支持3D CAD文件格式建模。例如STEP、HSF、HMF等格式文件。
1.1.2 RoboGuide
RoboGuide是一款FANUC自帶的支持機器人系統(tǒng)布局設計和動作模擬仿真的軟件，可以進行系統(tǒng)方案的布局設計，機器人干涉性、可達性分析和系統(tǒng)的節(jié)拍估算，還能夠自動生成機器人的離線程序，進行機器人故障的診斷和程序的優(yōu)化等。RoboGuide的主要功能如下：
1）系統(tǒng)搭建：RoboGuide提供了一個3D的虛擬空間和便于系統(tǒng)搭建的3D模型庫。
2）方案布局設計：在系統(tǒng)搭建完畢后，需要驗證方案布局設計的合理性。一個合理的布局不僅可以有效地避免干涉，而且可以還能機器人遠離限位位置。
3）干涉性、可達性分析： 在進行方案布局過程中，不僅須確保機器人對工作的可達性，也要避免機器人在運動過程中的干涉性。
4）節(jié)拍計算與優(yōu)化： RoboGuide仿真環(huán)境下可以估算并且優(yōu)化生產節(jié)拍。依據(jù)機器人運動速度、工藝因素和外圍設備的運行時間進行節(jié)拍估算，并通過優(yōu)化機器人的運動軌跡來提高節(jié)拍。
1.1.3 KUKA Sim
KUKA Sim是KUKA公司用于高效離線編程的智能模擬軟件。使用KUKA Sim可輕松快速優(yōu)化設備和機器人生產，以確保更大靈活性、提高生產力以及競爭力。具備直觀操作方式以及多種功能和模塊，操作快速、簡單、高效。該軟件擁有64 位應用程序，具有最高的 CAD 性能，全面的在線數(shù)據(jù)庫，包含當前可用的機器人機型等。
1.1.4 DELMIA
DELMIA是一款數(shù)字化企業(yè)的互動制造應用軟件。DELMIA向隨需應變和準時生產的制造流程提供完整的數(shù)字解決方案，使制造廠商縮短產品上市時間，同時降低生產成本、促進創(chuàng)新。
