概述

很多时候由于安装场地限制的原因，使用ABB机器人厂商提供的标准行走轴并不能满足系统集成的需求。这个时候就需要自定义设计机器人行走轴，对机器人生产线进行仿真时就同样需要使用自定义设计的行走轴。

RobotStudio软件除了能够使用自带模型库中的行走轴仿真以外，也支持用户自定义设计的行走轴仿真。

本期，就来为大家介绍一下使用自定义设计模型创建机器人行走轴，并实现仿真运行。

行走轴模型拆分

在机械设计软件中拆分机器人行走轴模型，一般情况下可以将行走轴拆分为导轨和滑台两部分，其中导轨是相对固定部分，滑台是相对运动部分。

行走轴模型导入仿真软件

RobotStudio软件的“基本”菜单栏中，点击“导入几何体”命令按钮，在其下拉菜单中选择“浏览几何体”，然后依次导入拆分后的机器人行走轴导轨模型与滑台模型。

默认情况下，行走轴零部件模型在导入仿真软件后会自动装配成完整的行走轴，如下图所示。

创建行走轴机械装置

“建模”菜单栏中点击“创建机械装置”命令按钮，在弹出的对话框中机械装置模型名称下设置行走轴名称为“Track”，机械装置类型下点选“外轴”。

双击Track下的“链接”，在弹出的对话框中创建机器人行走轴链接结构。其中，L1链接选择行走轴导轨“Guide”作为组件，并将其设置为BaseLink；L2链接选择行走轴滑台“Table”作为组件。

双击“接点”弹出接点创建对话框，为机器人行走轴机械装置创建关节J1，其关节类型选择“往复的”，即直线运动类型。

点选“启动”选项，表明机器人行走轴为独立驱动运行，不依赖其他关节运动。

在软件工作区的机器人行走轴模型上分别点选关节轴第一个位置与第二个位置，这两个位置之间的连线构成行走轴滑台的运动轴线，并且滑台由第一个位置向第二个位置运动为正向运动。

根据行走轴滑台行程范围设置关节轴限值，对于往复类型关节，限值单位为mm。

右击“框架”，然后选择“添加框架”，弹出创建框架对话框。在软件工作区行走轴滑台模型的上表面捕捉定位圆心作为框架原点位置，同时调整框架坐标轴指向。该框架的位置和坐标轴指向决定机器人在行走轴上的默认安装位置与安装角度。

双击“校准”，校准关节J1，也就是确认机械装置各关节零部件当前相对位置数据，一般情况下全部设置为0即可。

最后在创建机械装置对话框中点击“编译机械装置”按钮，编译成功后生成机器人行走轴机械装置。

外部轴配置向导插件安装

RobotStudio软件的“Add-Ins”菜单栏下点击“RobotApps”命令按钮，在弹出的界面中搜索外部轴配置向导插件“External Axis Wizard”。

将搜索到的外部轴向导插件进行安装，注意软件版本与插件版本之间要对应一致。

插件安装完成后重启软件，重启后在“基本”菜单栏中的“机器人系统”下拉菜单中可以看到“External Axis Wizard”插件按钮。

虚拟机器人系统创建

导入机器人模型，然后使用“从布局…”方法创建虚拟机器人系统，在选择系统的机械装置步骤时只选择机器人而不选择行走轴，其他参数可以保持默认或自定义配置。

行走轴系统配置

打开ABB机器人外部轴配置向导插件“External Axis Wizard”，在Select Mechanisms to add to the system步骤中选择要添加到系统的机械装置，这里选择机器人本体与行走轴。

Motor Units/Gear Units步骤中可以配置机械装置的电机与传动单元，首先在左侧的显示框中点选机器人行走轴“Track”，然后在右侧的Mechanical Unit功能区中Drive Module后为机器人行走轴选择驱动模块（控制柜内部的驱动模块DM1~DM4）。一般情况下，机器人第一个外部轴选择“DM1”作为驱动模块。

点击行走轴运动关节“J1”，然后在Joint功能区中根据行走轴设计需求，配置关节电机与传动单元属性参数。

Motor Unit：指定行走轴电机型号。

Drive Unit：指定行走轴电机驱动单元型号。

Logical Axis：指定外部轴逻辑编号，用于在RAPID程序数据中识别单个运动轴。ABB机器人本体通常使用编号1~6，而外部轴则使用编号7~12。例如，编号为7的逻辑轴对应于数据类型robtarget中的eax_a，编号8对应于eax_b，依此类推。

Transmission：配置电机与行走轴之间的传动比，即齿轮比。对于机器人行走轴，齿轮比的单位为m/rad，如齿轮比21.43表示当电机旋转21.43rad时，行走轴移动1m。

Link、Board、Node是Measurement link、Board position、Measurement node的缩写，用于配置将电机连接到驱动系统和测量系统的模板文件。不同的驱动模块连接不同的模板文件，其配置参数也不同，详细配置参数值与模板文件对应关系可查看ABB机器人应用手册《Additional axes and standalone controller》。

机器人行走轴参数配置完成后，确认勾选“Load configuration to system”选项，然后点击Finish按钮。

机器人安装到行走轴

将机器人本体模型安装到行走轴模型上，在弹出的“是否与导轨进行同步（Baseframe Moved By）？”提示框中，根据需要进行选择是否同步，本例中选择“是”。

重新启动机器人系统，启动完成机器人模型被安装到行走轴模型上，如下图所示。

行走轴运动控制

自定义行走轴的运动控制方法与使用RobotStudio软件模型库自带行走轴的控制方法一样，既可以手动运行控制也可以编写程序自动运行控制，详细控制方法可以参考上一期发布的文章《RobotStudio软件：ABB机器人行走轴添加与控制》。如下方动态图所示为编写机器人程序控制行走轴自动运行的效果。

The End

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