基于Smart组件的动态夹具设计在教学中的应用
杨会攀
(广东省佛山市三水区工业中等专业学校 广东佛山 528100)
摘 要： RobotStudio是一款ABB工业机器人的专业离线编程软件。其中的Smart组件功能对真实设备上各系统之间的动作流程进行很好的离线仿真。本文主要介绍了怎样利用Smart组件功能设计动态夹具，并进行简单物料搬运，以达到与真实设备一样的教学效果。
关键词： Robotstudio；Smart组件；动态夹具
目前，在以ABB工业机器人为本体的实训工作站中，许多学校在机器人末端安装了气爪夹具。笔者在RobotStudio中利用建模、Smart组件功能设计了一款动态夹具和与真实设备实训项目一样的仿真环境。学生可以先在电脑上完成离线编程，再到实训设备上实操，可以有效提高学习效率，也在一定程度上保证了实训的安全性。
MRI试验主要参数：重复时间TR=1000 ms；矩阵256×256；信号接收带宽SW=40 kHz；采样次数NS=4；根据CPMG序列测得的T2值，选择回波时间TE=1 ms进行成像，采集数据，同时，通过调整MSE序列中的选层梯度、相位编码梯度和频率编码梯度，获取样品侧视成像数据[11]。
一、RobotStudio软件
RobotStudio离线编程软件在有3D模型的基础上可以提前进行离线轨迹点示教、轨迹编程及轨迹优化，从而提高生产效率，也可以避免在生产现场调试代码发生的各种碰撞等不安全因素[1]。
讲到汽车市场的起伏，我们也并不担心，因为：第一，汽车技术本身正在快速升级，麦格纳机电智能系统已经在技术储备方面大大超出了同业；第二点，即便有所波动，但是汽车电子化和智能化的趋势不会变；最后，其实当市场在下滑的时候，对于那些真正的强者反而意味着更多机遇，因为市场有可能出现新一轮洗牌过程。
(一)建模
在RobotStudio中用“建模”菜单下的“固体”工具创建矩形、圆柱等3D模型，再用“结合”功能把单个的物体模型组合成需要的整体，具体形状如图1所示。
图1 动态夹具3D模型
(二)创建机械装置
在Smart组件编辑窗口，依次添加组件，分别为：线性传感器LineSensor、安装对象Attacher、拆除对象Detacher、两个运动机械装置关节到一个已定义的姿态PoseMover、逻辑运算LogicGate，对其属性改成非门NOT。接下来，进行Smart组件属性设置：LineSensor的安装位置如图1所示，可以用圆心捕捉功能进行位置捕捉；Attacher组件的Parent属性选为刚定义好的机械装置名字，其余属性暂不做设置；Detacher属性暂不做设置；两个PoseMover组件里的Mechanism属性选刚定义好的机械装置名字，Pose一个选择open，一个选择close，对应机械装置的开、合两个姿态，Duration关节运行时间可以根据需要设置。
1.本地原点设定
(三)Smart组件
3.提高了会计报表体系的完整性。按照“双报告”的要求，财务不仅要编制财务报表还要编制预算会计报表，这对医院财务而言预算管理更加精细化了，预算报表包括预算收入报表、预算结转结余变动表、财政拨款预算收入支出表，与以往常规的财务报表共同呈现出更加全面的财务和预算执行信息，提高了财务信息的透明度以及决策的有用性。
机械装置创建完成后，就变成了工具。把生成的工具拖入新建的Smart组件中，通过Smart组件设置好夹具的本地原点坐标系，才能安装到机器人末端，作为机器人的夹具使用。
欧洲和北美硬阔叶原木价格也随着大势走强，升幅显著，从欧洲进口的优质硬木，如榉木、樱桃木等，价格平均上浮在50～100元/m3之间，如榉木、橡木、枫木，以及黑胡桃都在此列，欧洲白蜡树种的锯材最近卖势很好，价格也坚挺上扬，京城市场普遍报价在7 000元以上，质量好的还能要的高些。
3.Smart组件设计
夹具的开、合要用“建模”菜单下的“创建机械装置”工具栏实现，命名好，且机械装置类型选为工具，依次设置好“链接”。在此，要把气缸基座设为BaseLink不动件，“接点”设置夹爪的开合距离，“工具数据”注意夹具的TCP方向等选项。完成后，进行“编译机械装置”，再添加两个姿态“open”和“close”，对应夹具的开、合，具体模型见图1。
2.添加Smart组件并进行属性设置
对各Smart组件的信号及属性进行有效连接后，才能实现夹具的动态效果，跟真实夹具一样实现夹取和释放功能，具体连结见图2所示。
图2 Smart组件信号属性连接示意图
最后，在“仿真”菜单下的“工作站逻辑”编辑窗口里，我们添加整个工作站的工作逻辑。配置机器人系统I/O信号do_cylinder，跟Smart组件的di_cylinder相连接。梳理一下整个工作流程：当机器人执行Set do_cylinder指令时，di_cylinder置1，夹爪夹紧，同时激活LineSensor传感器，如果检测到物料，则物料被安装到了夹爪上，跟着夹爪一起运动；运动到位后，机器人执行Reset do_cylinder指令，di_cylinder置0，夹爪松开，同时拆除物料，物料摆放到位。
二、教学应用
在课堂上建立IRB120、料台A和B以及物料构成的仿真工作站，完成从Hone点运动到P10点，夹取物料后，再到P20点释放物料，最后返回Home点。工作站布局及轨迹路线如图3所示。
图3 工作站布局及轨迹路线图
三、测试结果
学生运用Smart组件设计动态夹具，进行了简单的物料搬运，整体运行效果良好；再到实训设备上进行巩固练习，其夹具的动作流程和轨迹都跟电脑仿真一样，大大提高了学生的学习效率及课堂教学效果。
参考文献：
[1]叶晖.工业机器人工程应用虚拟仿真教程[M].北京:机械工业出版社,2013.