标签：仿真 安川 外部 模型 机器人 VRC MotoSimEG 行走 界面
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概述
MotoSimEG-VRC软件除了能够对安川机器人本体进行虚拟仿真以外，还可以对外部轴类机械设备进行虚拟仿真，如机器人行走轴、机器人变位机等。本期，就来介绍一下机器人行走轴虚拟仿真的操作方法。
机器人行走轴模型拆分
从运动机构的角度分析，机器人的行走轴大致可以分为两个部分，也就是导轨与滑台。其中，导轨是固定不动的部分，而滑台是相对运动的部分。机器人本体安装在滑台上，当滑台沿着导轨运动时，机器人也就实现了行走。
一般情况下，仿真人员从设计人员手里拿到的行走轴模型都是一个完整的装配体，单独的装配体是不能在MotoSimEG-VRC软件中创建运动机构的。因此，仿真人员需要先将装配体模型拆分，分别提取出行走轴导轨模型和行走轴滑台模型，拆分过程可以在机械设计软件中进行，拆分后的模型如下图所示。
机器人系统创建
首先创建机器人虚拟仿真项目，然后新建机器人控制器，控制器新建过程中需要设置的各个参数如下所示：
Create Controller：New VRC Controller (no file)
Controller Type：YRC1000
R1：1-06VX225-A0*(SP210)
Application：MOTOR GUN
以上相关参数也可以根据自己的实际需求进行选取配置，全部配置完成后点击“Standard Setting Execute”按钮，以标准模式创建机器人控制器。
机器人控制器创建完成后，在虚拟仿真环境中出现选择的机器人模型，如下图所示。
机器人外部轴配置
通常情况下，行走轴都是作为机器人外部轴类型的设备。当然，如果不涉及到与机器人的联动插补类运动也可以作为普通的设备。本案例中的行走轴也是作为机器人的外部轴，因此需要对机器人的外部轴参数进行配置。
在“Controller”菜单栏下点击“Maintenance Mode”命令按钮，以维护模式打开机器人虚拟示教器，配置机器人系统参数。这一步也可以在新建机器人控制器时直接点击“Maintenance Mode Execute”按钮，即以维护模式创建机器人控制器，同样可以配置机器人系统参数。
虚拟示教器显示界面中，依次点击“Main Menu”→“SYSTEM”→“SETUP”，进入设置界面。
选择“CONTROL GROUP”进入控制组界面，然后在“B1”后选择“DETAIL”，进入MACHINE LIST界面。在其中选择“RECT-Y”，即沿着机器人Y轴方向运动的直线运动机构。最后在虚拟示教器操作面板上按“SELECT”键，进入CONNECT(STO)界面。
值得注意的是在CONTROL GROUP界面中，R代表机器人本体控制组，B代表外部直线运动机构控制组（如机器人行走轴），S代表外部旋转运动机构控制组（如伺服焊枪、变位机等）。
CONNECT(STO)界面无需任何设置，保持默认即可。直接按“ENTER”键，进入AXES CONFIG界面。此界面用于定义机器人外部轴的机械传动形式，如齿条齿轮传动、滚珠丝杠传动等。本例中的机器人行走轴属于齿条齿轮传动，所以要选择“RACK&PINION”。
按“ENTER”键，进入MECHANICAL SPEC界面，在此界面中可以配置机器人外部轴的机械参数，详细配置值如下所示，各个参数的详细说明可参见之前发布过的文章《MotoSimEG-VRC软件：基于伺服焊枪的机器人点焊仿真》。
MOTION RANGE(+)：3160mm，本案例使用的机器人行走轴行程为0~3150mm，设置行程极限时预留出±10mm的余量。
MOTION RANGE(-)：-10mm
REDUCTION RATIO(NUMER)：1
REDUCTION RATIO(DENOM)：1
PINION DIAMETER：设定齿条齿轮传动机构中齿轮的直径，如10mm
按“ENTER”键，进入MOTOR SPEC界面，也就是外部轴电机参数配置界面。可以根据自己的实际需求选取对应型号的伺服电机以及电机的相关参数，本案例保持默认。
至此，外部轴的参数全部配置完成，按“ENTER”键。在弹出的所有信息提示框中均选择“YES”。然后在VRC Maintenance Mode对话框中点击“End”按钮，待机器人控制器重新启动完成后配置的系统参数立即生效。
机器人行走轴模型导入与布局
机器人外部轴参数配置完成后，手动刷新Cad Tree对话框，然后展开机器人资源节点，可以看到在其下生成的外部轴资源节点YRC1000-R01_base和YRC1000-R01_y，分别代表行走轴的导轨和滑台。
若是手动刷新后Cad Tree中没有自动生成外部轴资源节点，则可以先保存仿真项目，关闭软件后再重新打开，并加载创建的仿真项目，这时Cad Tree中就会显示外部轴资源节点了。
以世界坐标系world为父级参考对象，分别导入拆分好的机器人行走轴导轨模型SlideWay和滑台模型Slide，导入方法可参考之前发布过的文章《MotoSimEG-VRC软件：除了自建数模，你还可以进行外部数模导入》。
模型导入后，使用“Pos”命令将导轨模型与滑台模型分别布局到合适的位置。设定两个模型的位置和姿态数据时一定要完全一样，这样才能始终保持行走轴处于装配状态。
在Cad Tree中点选机器人资源节点YRC100-R01，然后将机器人移动到行走轴的滑台模型上。再将虚拟仿真环境的地面模型扩大，全部完成后的效果如下图所示。
左侧Cad Tree中右击行走轴导轨模型SlideWay，然后依次选择“Model Attribute”→“Set Parent…”，再选择外部轴资源节点YRC1000-R01_base，将行走轴导轨模型与机器人外部轴资源节点YRC1000-R01_base安装到一起。
参考上述步骤将行走轴滑台模型Slide与机器人外部轴资源节点YRC1000-R01_y安装到一起。这样，机器人就与行走轴完全安装到了一起。
行走轴配置为机器人E轴（可选项）
此时，就可以使用机器人的虚拟示教器手动控制行走轴运动了。虚拟示教器的操作面板上先按“EX_AXIS”键，外部轴激活后，再按“X-”或“X+”键行走轴就会移动了。但是要想再次运动机器人，就需要先按“ROBOT”键，激活机器人本体后，才能够移动机器人。
若是不想来回切换激活机器人与行走轴，则可以将行走轴配置为机器人的第七轴（E轴）。
虚拟示教器的显示界面中，依次点击“Main Menu”→“SETUP”→“JOG KEY ALLOC.”，进入手动操作按键分配界面。
在7TH(E-,E+)的GROUP下选择“B1:BASE1”，将行走轴映射为机器人的第七轴。
这时，手动运行机器人行走轴就不需要先激活外部轴了，直接按“E-”或“E+”键行走轴同样能够移动。
机器人行走轴示教编程
创建机器人JOB，然后示教机器人和行走轴的运动程序，如下图所示。行走轴的运动指令与机器人的运动指令是一样的，即MOVJ、MOVL、MOVC、MOVS等。无论是行走轴或机器人的单独运动还是二者的联动插补运动，都可以使用这些指令来实现。
仿真运行
程序全部示教完成后，就可以仿真运行了，运行效果如下方动态图所示，可以看到机器人和行走轴按照编写的程序分别实现了单独运动和联动插补运动。
The End
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