机器人常用离线编程软件的评测与比较

    通常来讲，机器人编程可分为示教在线编程和离线编程两种。示教编程一般用于入门级应用，如搬运、点焊等，对于复杂应用，示教编程在实际应用中主要存在以下问题：

　　1、示教在线编程过程繁琐、效率低。

　　2、精度完全是靠示教者的目测决定，而且对于复杂的路径示教在线编程难以取得令人满意的效果。

　　基于对示教编程出现的弊端，那么离线编程就出现啦！与示教编程相比，离线编程有如下优势：

　　1、减少机器人的停机时间，当对下一个任务进行编程时，机器人仍可在生产线上进行工作。

　　2、通过仿真功能，要预知发生的问题，从而将问题消灭在萌芽阶段。

　　3、适用范围广，可对各种机器人进行编程，并能方便的实现优化编程。

　　4、可对复杂任务进行编程。

　　5、便于修改机器人程序。

　　常用离线编程软件，可按不同标准分类，例如，可以按国内与国外分类，也可以按通用离线编程软件与厂家专用离线编程软件。

　　按国内与国外分类，可以分为以下两大阵营：

　　国内：RobotArt

　　国外：RobotMaster、RobotWorks、Robomove、RobotCAD、DELMIA、RobotStudio、RoboGuide

　　按通用离线编程与厂家专用离线编程，又可以为以下两大阵营：

　　通用：RobotArt、RobotMaster、Robomove、RobotCAD、DELMIA

　　厂家专用：RobotStudio、RoboGuide、KUKASim

　　国内RobotArt独领风骚，领先国内同行4-5年时间，官网有免费下载，需要官网注册试用账号。

　　国外软件中，RobotMaster相对来说最强的，基于MasterCAM平台，生成数控加工轨迹是优势，RobotWorks,RoboMove次之，但一套都要几十万大洋，目前没试用。RobotCAD,DElMIA都侧重仿真，价格比前者还贵，还是搜PO解版吧。

　　机器人厂家的离线编程软件，以ABB的RobotStudio是强，但也仅仅是把示教放到了电脑中，注重是仿真和节拍统计。

　　下面，对各离线编程软件，做详细对比。

　　1.RobotArt（中国，可免费下载试用）

　　RobotArt来自帝都北京，有航空航天背景，是目前离线编程软件国内品牌中的顶尖的软件。软件最大特点是根据虚拟场景中的零件形状，自动生成加工轨迹，并且可以控制大部分主流机器人，对国内机器人支持是相当的棒棒哒！软件根据几何数模的拓扑信息生成机器人运动轨迹，之后轨迹仿真、路径优化、后置代码一气呵成，同时集碰撞检测、场景渲染、动画输出于一体，可快速生成效果逼真的模拟动画。广泛应用于打磨、去毛刺、焊接、激光切割、数控加工等领域。

　　下图为RobotArt离线编程仿真软件的界面：

    优点：

　　1)支持多种格式的三维CAD模型，可导入扩展名为step、igs、stl、x_t、prt(UG)、prt(ProE）、CATPart、sldpart等格式；

    2)支持多种品牌工业机器人离线编程操作，如ABB、KUKA、Fanuc、Yaskawa、Staubli、KEBA系列、新时达、广数等）；

　　3)拥有大量航空航天高端应用经验；

　　4)自动识别与搜索CAD模型的点、线、面信息生成轨迹；

　　5)轨迹与CAD模型特征关联，模型移动或变形，轨迹自动变化；

　　6)一键优化轨迹与几何级别的碰撞检测；

　　7)支持多种工艺包，如切割、焊接、喷涂、去毛刺、数控加工；

　　8)支持将整个工作站仿真动画发布到网页、手机端；

    缺点：

　　软件对外国小品牌机器人也不支持，不过作为机器人离线编程，还是相当给力的，功能一点也不输给国外软件。

　　重要的事说三遍，RobotArt软件可以在官网免费下载试用。
 

　　2.RobotMaster（加拿大，无试用）

　　RobotMaster来自加拿大，由上海傲卡自动化代理，与RobotArt类似，是目前离线编程软件国外品牌中的顶尖的软件。由于是在MasterCAM上做的二次开发，所以对机器人生成数控轨迹很擅长，但MasterCAM本身动辄十几万或几十万的价格，让人有些望尘莫及，更另说加上二次开发插件的RobotMaster了。

　　下图为RobotMaster软件界面：

功能：RobotMaster在MasterCAM中无缝集成了机器人编程、仿真和代码生成功能，提高了机器人编程速度。

　　优点：可以按照产品数模，生成程序，适用于切割、铣削、焊接、喷涂等等。独家的优化功能，运动学规划和碰撞检测非常精确，支持外部轴（直线导轨系统、旋转系统），并支持复合外部轴组合系统。

　　缺点：暂时不支持多台机器人同时模拟仿真，基于MasterCAM做的二次开发，价格昂贵，企业版在20W左右。

　　RobotMaster软件的下载地址本人我没有找到，哪位小伙伴找到的话，记得告诉我一声哦。
 

　　3.Robotworks（以色列，有试用，功能有限制）

　　Robotworks是来自以色列的机器人离线编程仿真软件，与RobotMaster类似，是基于Solidworks做的二次开发。使用时，需要先购买Solidworks。以爱因斯坦为代表的犹太人确实智商发达，整个团队只有6-7人，能做出这样软件实属不易，只可惜在中国的汉化、学习资料、服务等，只能让人惋惜了。由于是二次开发，交互性上，比RobotArt难用好多，可能是Solidworks向他开发放的接口不够多吧。主要功能如下：

　　(1)全面的数据接口：Robotworks是基于Solidworks平台开发，Solidworks可以通过IGES,DXF,DWG,PrarSolid,Step,VDA,SAT等标准接口进行数据转换。

　　(2)强大的编程能力：从输入CAD数据到输出机器人加工代码只需四步。

　　第一步：从Solidworks直接创建或直接导入其他三维CAD数据，选取定义好的机器人工具与要加工的工件组合成装配体。所有装配夹具和工具客户均可以用Solidworks自行创建调用；

　　第二步：Robotworks选取工具，然后直接选取曲面的边缘或者样条曲线进行加工产生数据点；

　　第三步：调用所需的机器人数据库，开始做碰撞检查和仿真，在每个数据点均可以自动修正，包含工具角度控制，引线设置，增加减少加工点，调整切割次序，在每个点增加工艺参数；

　　第四步：Robotworks自动产生各种机器人代码，包含笛卡尔坐标数据，关节坐标数据，工具与坐标系数据，加工工艺等，按照工艺要求保存不同的代码。

　　(3)强大的工业机器人数据库：系统支持市场上主流的大多数的工业机器人，提供各大工业机器人各个型号的三维数模。

　　(4)完美的仿真模拟：独特的机器人加工仿真系统可对机器人手臂，工具与工件之间的运动进行自动碰撞检查，轴超限检查，自动删除不合格路径并调整，还可以自动优化路径，减少空跑时间。

　　(5)开放的工艺库定义：

　　系统提供了完全开放的加工工艺指令文件库，用户可以按照自己的实际需求自行定义添加设置自己独特工艺，添加的任何指令都能输出到机器人加工数据里面。

　　缺点：Robotworks基于Solidworks，Solidworks本身不带CAM功能，编程繁琐，机器人运动学规划策略智能化程度低。

　　优点：生成轨迹方式多样、支持多种机器人、支持外部轴。
 

    4.ROBCAD（德国，无试用）

　　ROBCAD是西门子旗下的软件，软件相当庞大，重点在生产线仿真，价格也是同软件中顶尖的，不是一般小伙伴能驾驭的了的。与RobotArt和RobotMaster比，个人感觉RobCAD的重点在生产线仿真，而不是机器人概念设计和结构设计两个前期阶段，其主要特点包括：

　　（1）与主流的CAD软件(如NX、CATIA、IDEAS)无缝集成。

　　（2）实现工具工装、机器人和操作者的三维可视化。

　　（3）制造单元、测试以及编程的仿真。

　　 ROBCAD的主要功能包括：

　　（1）WorkcellandModeling：对白车身生产线进行设计、管理和信息控制。

　　（2）SpotandOLP：完成点焊工艺设计和离线编程。

　　（3）Human：实现人因工程分析。

　　（4）Application中的Paint、Arc、Laser等模块：实现生产制造中喷涂，弧焊，激光加工，绲边等等工艺的仿真验证及离线程序输出。

　　（5）ROBCAD的Paint模块。喷漆的设计、优化和离线编程，其功能包括：喷漆路线的自动生成、多种颜色喷漆厚度的仿真、喷漆过程的优化。

　　 缺点：价格昂贵，离线功能较弱，Unix移植过来的界面，人机界面不友好。

    
     5.DELMIA（法国，无试用）

　　DELMIA是达索旗下的CAM软件，大名鼎鼎的CATIA是达索旗下的CAD软件。DELMIA有6大模块，其中Robotics解决方案涵盖汽车领域的发动机、总装和白车身（Body-in-White），航空领域的机身装配、维修维护，以及一般制造业的制造工艺。与RobotArt和RobotMaster比，个人认为DELMIA略显得不太专注，机器人模块只是他的1/6，可惜没有找到下载试用，有缘的话，很想看看机器人模块与RobotArt、RobotMaster相比，有何优劣。

　　DELMIA的机器人模块ROBOTICS是一个可伸缩的解决方案，利用强大的PPR集成中枢快速进行机器人工作单元建立、仿真与验证，是一个完整的、可伸缩的、柔性的解决方案。使用DELMIA机器人模块，用户能够容易地：

　　（1）从可搜索的含有超过400种以上的机器人的资源目录中，下载机器人和其它的工具资源。

　　（2）利用工厂布置规划工程师所完成的工作。

　　（3）加入工作单元中工艺所需的资源进一步细化布局。

　　 缺点：DELMIA属于专家型软件，操作难度太高，不适宜新人学习，需要机器人专业研究生以上学生使用；工业正版单价也在百万级别。

   
    6.RobotStudio（瑞士，无试用）

　　RobotStudio是瑞士ABB公司配套的软件，是机器人本体商中软件做的最好的一款。RobotStudio支持机器人的整个生命周期，使用图形化编程、编辑和调试机器人系统来创建机器人的运行，并模拟优化现有的机器人程序。但他的特点在于仿真，根据几何模型动生成轨迹能力，与RobotArt和RobotMaster比，几乎是零，而且只支持ABB自家机器人。RobotStudio包括如下功能：

　　（1）CAD导入。可方便地导入各种主流CAD格式的数据，包括IGES、STEP、VRML、VDAFS、ACIS及CATIA等。机器人程序员可依据这些精确的数据编制精度更高的机器人程序，从而提高产品质量。

　　（2）AutoPath功能。该功能通过使用待加工零件的CAD模型，仅在数分

　　钟之内便可自动生成跟踪加工曲线所需要的机器人位置（路径），而这项任务以往通常需要数小时甚至数天。

　　（3）程序编辑器。可生成机器人程序，使用户能够在Windows环境中离线开发或维护机器人程序，可显著缩短编程时间、改进程序结构。

　　（4）路径优化。如果程序包含接近奇异点的机器人动作，RobotStudio可自动检测出来并发出报警，从而防止机器人在实际运行中发生这种现象。仿真监视器是一种用于机器人运动优化的可视工具，红色线条显示可改进之处，以使机器人按照最有效方式运行。可以对TCP速度、加速度、奇异点或轴线等进行优化，缩短周期时间。

　　（5）可达性分析。通过Autoreach可自动进行可到达性分析，使用十分方便，用户可通过该功能任意移动机器人或工件，直到所有位置均可到达，在数分钟之内便可完成工作单元平面布置验证和优化。

　　（6）虚拟示教台。是实际示教台的图形显示，其核心技术是VirtualRobot。从本质上讲，所有可以在实际示教台上进行的工作都可以在虚拟示教台（QuickTeach）上完成，因而是一种非常出色的教学和培训工具。

　　（7）事件表。一种用于验证程序的结构与逻辑的理想工具。程序执行期间，可通过该工具直接观察工作单元的I/O状态。可将I/O连接到仿真事件，实现工位内机器人及所有设备的仿真。该功能是一种十分理想的调试工具。

　　（8）碰撞检测。碰撞检测功能可避免设备碰撞造成的严重损失。选定检测对象后，RobotStudio可自动监测并显示程序执行时这些对象是否会发生碰撞。

　　（9）VBA功能。可采用VBA改进和扩充RobotStudio功能，根据用户具体需要开发功能强大的外接插件、宏，或定制用户界面。

　　（10）直接上传和下载。整个机器人程序无需任何转换便可直接下载到实际机器人系统，该功能得益于ABB独有的VirtualRobot技术。

　　缺点，就是只支持本公司品牌机器人，机器人间的兼容性很差。

　　
   7.Robomove（意大利，无试用）

　　Robomove来自意大利，因其公司名叫QD，有时也直接称乎他为QD。同样支持市面上大多数品牌的机器人，机器人加工轨迹由外部CAM导入，与其他软件不同的是，Robomove走的是私人定制路线，根据实际项目进行定制。另一点不同的就是，Robomove与RobotArt和RobotMaster相比，本身是不带轨迹生成能力的，只支持轨迹导入功能，需要借助CATIA或UG等CAM软件生成轨迹，然后由Robomove来仿真，所以后置代码仿真是他的亮点。

　　缺点：需要操作者对机器人有较为深厚的理解，策略智能化程度与RobotMaster有较大差距。

　　以上评测可能略带主观性，各位朋友也可以自己去对比验证，但本人在做这番比较过程中，只有RobotArt能够下载试用，国内还有免费培训和技术支持服务，RobotWorks可以下载，但还需要安装Solidworks，对各自版本号匹配还有要求，关键是功能有限制，无法充分评估，其他软件，都是找的PO解版，不敢保证功能与正式版是否完全一致。