机器人离线编程软件使用手册_看图王

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2024年7月18日发(作者：)

武汉华中数控股份有限公司

机器人离线编程软件使用手册

武汉华中数控股份有限公司

2015年12月23日

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1、软件简介

华数机器人离线编程软件(以下简称iNC-Robot)是由华中科技大学国家数控

系统工程技术研究中心针对机器人离线编程开发的一款应用软件。iNC-Robot离

线编程软件以SIEMENS UG NX作为三维平台，应用VS2010作为软件开发环境，

实现了软件的控制层、算法层与视图层的分离，满足离线编程软件的开放式、模

块化、可扩展的要求。通过对编程结果进行三维图形动画仿真、干涉检查，从而

检验编程的正确性，最后将生成的可用数控代码传到机器人控制柜，控制机器人

运动，完成加工任务。机器人离线编程系统的可广泛应用于航空航天、汽车制造

等领域。另外，还能根据软件用户的特殊需求进行开发和改进，实现特殊用途。

现场加工实践证明，机器人离线编程系统是一个有力的工具。它在增加操作安全

性的同时，克服了示教编程占用设备和生产时间的弊端，提高了机器人的利用率。

iNC-Robot离线编程软件可以实现五金打磨离线编程操作、卫浴喷涂离线编

程操作、多轴加工离线编程操作，用户可视化自定义加工路径，选择手臂型号，

设置加工参数，生成的数控代码形式多样，有角度代码、ABB代码、华数机器

人代码、KUKA代码，从而满足多样化的加工需求。

2、软件安装要求及方法

2.1 硬件环境

根据机器人离线编程软件应用环境的需求来选择合适的硬件配置，如CPU

的指标、内存及磁盘容量等。下面给出安装该系统软件所需的基本硬件配置：

CPU

内存

显存

硬盘

Intel Atom以上处理器

64M以上

256M以上（独立显卡更优）

64M以上

2.2 软件环境

建议操作系统是Windows XP或以上系统。

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适用SIEMENS UG NX7.5及以上（包括NX8.0、NX8.5）版本

2.3 安装过程

机器人离线编程软件一键式安装非常方便，用户可以选择自己NX所对应

的版本安装文件，如图2.1所示，选用UG8.5作为安装示例。

图2.1 机器人离线编程软件目前适用的NX版本

双击“”安装文件，进入“机器人离线编程软件”安装向导

界面，直接点击下一步即可。

图2.2 机器人离线编程软件安装向导

进入到“安装目录”设置界面，用户可以选择将该软件安装位置。如图2.3，

注意，由于UG操作需要在英文目录下进行，因此安装目录必须是英文目录。

设置好安装目录后，直接点击【下一步】即可。

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图2.3 机器人离线编程软件安装目录设置

由于电脑配置的不同，安装过程可能需要较长时间等待，安装完成后，软

件界面即显示“安装完成”。点击【关闭】即可完成安装过程。

图2.4 机器人离线编程软件安装

如图2.5，启动NX8.5，在UG主菜单下发现【Robot】响应模块即说明安

装成功，点击【编程】，弹出如图2-6提示“no SuperDog with vendor code

DEMOMA found”，此时需要插入购买软件时自带的“加密狗”，插入电脑的

USB口后即可顺利打开软件。

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图2.5 打开机器人离线编程软件

图2.6 未插入加密狗情况下打开软件界面

3、软件启动

启动SIEMENS UG NX，在菜单栏中选择“Robot”，然后选择“编程”即可

运行iNC-Robot离线编程软件，如图3.1所示。

图3.1 UG NX 8.5中启动iNC-Robot离线编程软件

运行iNC-Robot离线编程软件后进入初始界面，如图3.2所示。在菜单栏中

选择“功能”菜单，然后选择“新建操作”，出现3种加工策略，分别是卫浴喷

涂加工策略、五金打磨加工策略、多轴加工策略，如图3.3所示。

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图3.2 软件初始界面 图3.3 新建操作

4、软件配置

4.1 机器人参数设置

iNC-Robot离线编程软件中机器人结构参数和各关节转角限制参数根据机器

人示教盒中关节参数进行编辑，其中L1~L2分别为机器人的第1、2、3、5、4、

6关节的长度；各关节转角分别为1~6轴的最大运动范围。如果只是利用软件进

行仿真则可以采用软件中默认的机器人结构参数。

4.2 磨削点位置及姿态的设置

4.2.1 工具模式

在卫浴喷涂、五金打磨夹持工具、多轴加工模块，通过工件标定的方式确定

机器人和工件之间的位置。工件标定的方法：在实际加工工件上找出特征明显的

三点，通过机器人三点标定的方法，从机器人的示教盒中读出该三点在机器人基

坐标系下的位置值，并将该值输入文本中，文本文件即为标定文件，文件格式如

图4.1所示。在模型中标出与实际找出的三点相对应的位置，该位置即为三点标

定的位置，如图4.2所示。

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1

3 2

图4.1 标定文件格式 图4.2 工件上标定的三点

4.2.2 工件模式

五金打磨工件模式下，通过机器人三点标定的方法，从示教盒中读出磨削点

在机器人基坐标系下的位置值X、Y、Z。确定磨削点的坐标系，软件中规定磨

削点坐标系Z轴方向与工件法矢方向相同，X、Y轴方向根据实际情况确定。根

据确定的磨削点坐标系求取该坐标系在机器人基坐标系下的欧拉角A、B、C（软

件采用ZYX方式转换，即采用ZYX的变换方式将机器人基坐标系转换到磨削

点坐标系），如图4.3所示。将得到的X、Y、Z、A、B、C值填入软件的设置磨

削点位置和姿态的文件中。

Z

Y

X

机器人基坐标

Z

Y

X

磨削点基坐标

图4.3 机器人基座标系与磨削点坐标系之间转换关系

4.3 工件模型坐标系的设置

根据机器人操作说明书规定的法兰坐标系确定工件坐标系的方向，使得工件

装夹在夹具末端时，工件坐标系的方向与TCP（Tool center Point）坐标系的方向

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一致。刀具坐标系的原点称为TCP点。工件坐标系设定如图4.4所示。工件坐标

的原点位置与TCP坐标系原点重合，其中TCP坐标系是夹具上设定的一点，该

点位置可以根据夹具模型进行确定。

工件坐标系

图4.4 工件坐标系设定

4.4 机器人示教盒工件和工具坐标系参数设置

示教盒中的工件坐标系参数一般设定为0号工件坐标系。工具坐标系参数X、

Y、Z是TCP坐标系到机器人0号工具坐标系的距离，该参数是通过机器人三点

标定的方法，得到TCP坐标系原点到0号工具坐标系的距离。A、B、C是TCP

坐标系到0号工具坐标系的欧拉角，华数机器人按ZYZ转换得到。

5、软件界面

软件界面由主界面和二级界面组成，二级界面嵌套于主界面上。下面分别介

绍卫浴喷涂加工策略界面、五金打磨加工策略界面、多轴加工策略界面。

5.1 卫浴喷涂加工策略界面

卫浴喷涂软件界面由主界面和四个二级界面组成，二级界面嵌套于主界面上。

二级界面分为路径规划、手臂型号、刀具、加工参数设置。

5.1.1 主界面

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主界面中完成路径生成、运动仿真和代码生成功能，软件界面如图5.1所示。

图5.1 卫浴喷涂加工策略主界面

5.1.2 路径规划界面

路径规划的界面主要分为四个部分，即编辑点、点的参数设置、点的坐标调

整、点的法矢坐标调整，如图5.1所示。“方向同上”表示当前点的法矢方向和

前一点法矢方向相同。“CNT”相当于圆弧过度，CNT后的数值为过渡误差，该

数值的取值范围从0到100。

5.1.3 手臂型号界面

根据加工需要选择手臂型号，以此来获得手臂各关节尺寸以及各关节转角限

制，同时可以对根据实际需要对手臂各关节转角限制进行调节，如图5.2所示。

该界面提供手臂型号的显示，参数的编辑、保存，以及重置等功能。

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图5.2 卫浴喷涂加工策略中手臂型号界面

5.1.4 刀具界面

选择刀具界面中进行的操作有选择刀具和新建刀具，如图5.3所示。在卫浴

喷涂操作中我们通常是选定喷枪为加工刀具。界面显示刀具的基本参数，包括刀

具名称，刀具上刀触点在法兰盘坐标系上的位置X坐标、Y坐标、Z坐标，TCP

数据预览。

点击新建刀具按钮，弹出新建刀具界面，如图5.4所示。界面显示了刀具名

称，刀具上刀触点在法兰盘坐标系上的位置X坐标、Y坐标、Z坐标，刀具上刀

触点在法兰盘坐标系上的姿态（用欧拉角表示的）夹角A、夹角B、夹角C。并

且提供了选择用户夹具、定义TCP、加载夹具模型的功能。

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图5.3 卫浴喷涂加工策略中刀具选择界面 图5.4 卫浴喷涂加工策略中新建刀具界面

点击选择刀具按钮，弹出选择刀具界面，列表框中列举了所有已经保存的刀

具信息。界面中提供了查询、显示全部、修改数值、删除等功能，如图5.5所示。

点击界面中的修改数值按钮，弹出刀具信息窗口以便用户修改刀具参数，界面如

图5.4所示，跟新建刀具时弹出的刀具信息界面相同。

图5.5 卫浴喷涂加工策略中选择刀具界面

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5.1.5 加工参数设置界面

加工参数设置界面主要包括工作坐标系设置、工件工具坐标系选择及加工策

略的选择。卫浴喷涂加工支持工件旋转和工件静止两种工作模式，用户可以根据

加工需要进行设置，如图5.6所示。

图5.6 卫浴喷涂加工策略中加工参数设置界面

5.2 五金打磨加工策略界面

五金打磨软件界面由主界面和五个二级界面组成，二级界面嵌套于主界面上。

二级界面分为路径模板、刀位点调整、手臂型号、刀具、加工参数设置。

5.2.1 主界面

主界面中完成路径生成、运动仿真和代码生成功能。软件界面如图5.7所示。

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图5.7 五金打磨加工策略主界面

5.2.2 路径模板界面

路径模板界面中完成的主要功能为：路径生成设置、编辑路径、工艺参数设

置以及路径信息显示，如图5.7所示。当通过面生成路径时，点击曲面离散参数

设置，弹出曲面离散参数设置对话框，对话框中可以设置离散个数和路径类型。

路径类型包括zig（Z字形走刀方式）和zigzag（往复走刀方式）两种，如图5.8

所示。

图5.8 五金打磨加工策略中曲面离散参数设置界面

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5.2.3 刀位点调整界面

刀位点调整界面主要分为四个部分，即点的编辑、点的参数设置、点的位置

坐标调整、点的参数设置、点的法矢坐标调整，如图5.9所示。“CNT”相当于

圆弧过度，CNT后的数值为过渡误差，该数值的取值范围从0到100。

图5.9 五金打磨加工策略中刀位点调整界面

5.2.4 手臂型号界面

根据加工需要选择手臂型号，以此来获得手臂各关节尺寸以及各关节转角限

制，同时可以对根据实际需要对手臂各关节转角限制进行调节。该界面提供手臂

型号的显示，参数的编辑、保存，以及重置等功能。跟卫浴喷涂模块中的手臂型

号模块相同。

5.2.5 刀具界面

选择刀具界面中进行的操作有选择刀具、新建刀具、显示刀具。选择刀具可

以从刀具库中选择打磨过程中需要的刀具；新建刀具则可以将刀具TCP数据加

入数据库中，方便下次能直接选取此刀具。在五金打磨操作中我们通常是选定砂

轮为加工刀具。刀具界面中的功能与卫浴喷涂模块中的相同。

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5.2.6 加工参数设置界面

加工参数设置界面如图5.10所示。

图5.10 五金打磨加工策略中加工参数设置界面

五金打磨策略中包括路径操作、工作坐标系选择、主轴转速、进退刀速度、

安全高度、进退刀方式、进给速度等的设置。

5.3 多轴加工策略界面

多轴加工策略界面由主界面和三个二级界面组成，二级界面嵌套于主界面上。

二级界面分为手臂型号、刀具、加工参数设置。

5.3.1 主界面

主界面中完成路径生成、运动仿真和代码生成功能。软件界面如图5.11所

示。

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图5.11 多轴加工策略中主界面

5.3.2 手臂型号界面

根据加工需要选择手臂型号，以此来获得手臂各关节尺寸以及各关节转角限

制，同时可以对根据实际需要对手臂各关节转角限制进行调节。该界面提供手臂

型号的显示，参数的编辑、保存，以及重置等功能。跟卫浴喷涂模块中的手臂型

号模块相同。

5.3.3 刀具界面

选择刀具界面中进行的操作有选择刀具、新建刀具、显示刀具。选择刀具可

以从刀具库中选择打磨过程中需要的刀具；新建刀具则可以将刀具TCP数据加

入数据库中，方便下次能直接选取此刀具。刀具界面中的功能与卫浴喷涂模块中

的相同。

5.3.4 加工参数设置界面

加工参数设置界面包括功能有工件标定、选择刀位文件、工作坐标系选择、

加工策略选择，如图5.12所示。点击工件标定，弹出工件位置标定对话框，如

图5.13所示。

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图5.12 多轴加工策略中加工参数设置界面 图5.13 多轴加工策略中工件位置标定界面

6、软件操作说明

6.1 卫浴喷涂加工策略

6.1.1 刀位点的编辑

卫浴喷涂的路径规划界面主要分为四个部分，即点的编辑、点的参数、点的

位置坐标调整、点的法矢坐标调整。刀位点的编辑主要包括“选择点”、“在前插

入点”、“在后插入点”、“方向同上”、“删除”、“删除所有”的操作。“方向同上”

表示当前点的法矢方向和前一点法矢方向相同。

（1）选择点

单击【选择点】，弹出“点编辑器”。单击【确定】，弹出“选面”对话框，

选择刀位点所在平面，完成选点操作。重复上述操作选择多个点，点击【取消】，

“点编辑器”对话框关闭，选点动作结束，如图6.1所示。

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图6.1 卫浴喷涂加工策略中选择点

（2）在前插入点

单击【在前插入点】，弹出“点编辑器”。单击【确定】，弹出“选面”对话

框，选择刀位点所在平面，完成“在前插入点”操作。“在后插入点”的操作与

之类似。

（3）删除点

单击【删除点】，弹出“机器人离线编程”对话框，提示，单击【确定】，完

成“删除点”操作。“删除所有”的操作与之类似。

6.1.2 刀位点的修改

我们通过X、Y、Z的值确定刀位点的位置，通过法矢与坐标系三个轴的夹

角α、β、γ确定刀具姿态。当需要对某个点的位置、姿态进行修改时，点击【Num】

的微调按钮，找到需要修改的刀位点。点击“刀位点的位置”或“法矢坐标”对

应的微调按钮实现点的位置、姿态调整。如图6.2所示。点击幅度下拉框可以调

整X、Y、Z或是α、β、γ的调节幅度，点击对应的加减按钮可以调整相应参

数的大小。点击矢量方向按钮可以实现法矢的反向。

图6.2 卫浴喷涂加工策略中刀位点的修改

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6.1.3 手臂型号的选择

点击“选择手臂型号”二级页面菜单，出现“手臂选择”界面。单击【选择

型号】的下拉框，选择合适型号的机器人，显示手臂的杆长参数及各转角限制。

同时可以点击【编辑】对机器人“各关节转角限制”进行修改。点击【重置】按

钮可以将系统默认的参数赋值给手臂。

6.1.4 刀具的选择

点击“刀具”二级页面菜单，出现“刀具”界面。该界面主要对刀具参数及

模型进行设置，分为【新建刀具】、【选择刀具】、【显示刀具】子对话框及刀具参

数显示和TCP数据预览部分。

（1） 新建刀具

图6.3 新建刀具界面

如图6.3为新建刀具界面，在该界面中，用户通过点击【选择用户夹具】来

打开需要作为刀具加载的UG模型（一般为.prt格式）；打开模型后，需要设置刀

具的TCP（Tool center Point），刀具坐标系的原点称为TCP点，TCP的实质即为

刀路规划时工件模型坐标系相对于机器人第六轴末端（一般为法兰盘末端）坐标

系的转换。因而设置TCP需要在打开的刀具模型中指定两个坐标系，一个代表

法兰盘工件（

FLANGE

）坐标系，另一个是工件坐标系。

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工件坐标系

法兰盘坐标系

图6.4 选择获取TCP所需的两个坐标系

如图6.4，法兰盘坐标系根据机器人类型在出厂时已经设置好，按照实际机

器人装夹刀具的姿态将该坐标系绘制在刀具模型中即可。运用UG中插入坐标系

的功能可方便完成这一操作。另一个坐标系为作刀路规划时工件坐标系的姿态，

除了保证机器人最大加工空间和最短路径原则外，为利于计算工件坐标系应尽量

和法兰盘坐标系各轴对齐。

位置参数

姿态参数

图6.5 TCP数据显示

如图6.5，在选择完两个坐标系后，界面中将返回得到的TCP数据，前三个

数据为工件（编程）坐标系原点相对于法兰盘坐标系中位置，后面四个数为工件

（编程）坐标系相对于法兰盘坐标系的姿态关系，用四元数表示。获取了TCP

数据后，点击【加载夹具模型】即可将该刀具加载到软件仿真刀具库中。注意此

处刀具模型要求是实体或平面。

（2） 选择刀具

点击【选择刀具】，出现刀具查询的对话框。在刀具库对话框中有对刀具库

的基本操作功能，如在“查询”编辑框中输入刀具号后点击【查询】即可查询是

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否已有该刀具，点击【修改】则弹出与新建刀具时类似的对话框进行刀具参数编

辑，如图6.6所示。

图6.6 选择刀具对话框

（3）点击【显示刀具】

选择所需的刀具后，例如喷枪（SprayGun），单击【显示刀具】，将在原点位

置显示刀具模型，如图6.7所示。

图6.7 卫浴喷涂加工策略中显示刀具

6.1.5 加工参数设置

该界面主要是对喷涂所需的工件坐标系进行标定及选择所需的加工策略，主

要包括【工件标定】和【加工策略】操作。

（1） 工件标定

工件标定是确定编程坐标系中工件和实际加工环境中工件安装的位置和姿

态关系，因而在标定时需要输入加工现场机器人在工件上测得的三个点坐标。将

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该坐标值存入文本形式的TXT文档中，通过【读取标定文件】读入该值。再通

过UG刀路规划界面中通过UG选取点功能获取编程用工件上三个点的坐标。如

图6-8所示。

图6.8 卫浴喷涂工件标定操作界面

如图6.8，完成点的参数输入后，设置【工作坐标系】名称点击【确定】后

工件坐标系就定义好了，此时在返回【加工参数设置】界面后即可显示刚刚设置

的坐标系名称。

此外，还应选择机器人示教盒中选用的“工件坐标系”和“工具坐标系”是

哪一个，这样在软件输出机器人控制代码时即可直接告知机器人选择对应的工件

坐标系、工具坐标系进行加工。工件坐标系和工具坐标系编号则可以在机器人示

教盒中予以设置。

（2） 加工策略选择

加工策略选择提供给用户一个外部旋转轴的运动方法，点击【工件静止】则

工件相对于机器人基坐标系保持不动，此时相当于六个轴的相对运动；点击【工

件旋转】，则工件相对于机器人基坐标系作旋转运动，这个旋转轴即为控制代码

中第七轴，一般称为附加外部旋转轴，该附加轴一般用于工件加工区域回转角很

大，机器人很难在一个完整空间内完成加工的情况，此时加入旋转轴即可大幅减

小机器人运动幅度。如图6.9即为工件旋转时仿真图。

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图6.9 卫浴喷涂工件旋转时仿真示意图

6.1.6 生成路径

当所有的二级界面的操作完成以后，点击主界面中的“生成路径按钮”，将

会进行路径的计算，并将计算结果保存起来，以便进行仿真和输出。“路径生成”

完成后才可以进行运动仿真。

6.1.7 运动仿真

点击“运动仿真”按钮，即可弹出“运动仿真”对话框。点击“播放”按钮

即可开始路径仿真，同时也可以“步进”、“步退”仿真，如图6.10所示。运动

仿真主要进行刀具运动仿真，以验证路径的正确性。点击【确定】或者【取消】

按钮，运动仿真界面关闭。

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图6.10 运动仿真

如图6.10所示，双击任意一行代码，可使机器人移动至该刀位点，再点击

仿真按钮，可实现机器人从该刀位点开始进行运动仿真。

6.1.8 生成代码

点击【生成代码】，弹出“文件输出”对话框，点击下拉按钮，可以选择多

种类型的机器人代码。点击【输出代码】，选择代码保存的文件名和文件路径，

确定后即可。点击【阅读代码】即可查看输出的代码，确定后关闭文件输出对话

框。如图6.11所示。

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图6.11 文件输出

6.1.9 文件保存

单击主页面的【确定】，主界面关闭，出现离线编程软件初始界面。单击菜

单栏【文件】，在下拉框复选框中选择【保存】，如图6.12所示。选择代码保存

的文件名和文件路径，确定后即可。

图6.12 文件保存

6.1.10 文件打开

在系统菜单栏中选择“Robot”，然后选择“编程”运行iNC-Robot离线编程

软件，出现离线编程软件初始界面。单击菜单栏【文件】，在下拉框复选框中选

择【打开】，选择找到保存的文件，点击【确定】。双击“路径名”，打开卫浴喷

涂主界面，如图6.13所示。

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图6.13 文件打开

6.2 五金打磨加工策略

6.2.1 添加路径模板

五金打磨软件提供了两种路径生成方式，即通过线、通过面。结合“选择生

成方式”和“编辑路径”即可实现路径选择。

（1）以“通过线”的方式添加路径的具体操作如下：

①点击【通过线】；

②点击【添加路径】，弹出“选择加工曲面”对话框，此时可以选择磨削曲

面；选择了磨削曲面后会自动弹出“选择加工曲线”对话框，选择前一步选定的

加工曲面上的曲线，即可将一条路径添加到路径列表中，如图6.14所示。

图6.14 五金打磨操作中的添加路径

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（2）以“通过面”的方式添加路径的具体操作如下：

①点击【通过面】；

②点击【添加路径】，弹出“选择加工曲面”对话框，选择磨削曲面即可。

6.2.2 设置路径模板的工艺参数

（1）曲面内外侧设置

选中一条路径，点击【曲面外侧选择】，将在曲面的内外侧生成两个箭头，

选择其中的一个箭头即可确定曲面内外侧方向，如图6.15。

图6.15 五金打磨操作中的路径曲面内外侧设置

（2）切向设置

选中一条路径，点击【切向设置】，出现“机器人离线编程”对话框，提示

“第1条路径切向与进给方向相同”，根据加工实际选择切向方向，如图6.16所

示。

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图6.16 五金打磨操作中的路径切向设置

（3）磨削方向选择

选中一条路径，点击【方向选择】，将在选择路径的起点和终点各生成两个

箭头，选择其中的一个箭头即可确定曲面内外侧方向，如图6.17所示。

图6.17 五金打磨操作中的路径磨削方向设置

（4）刀轴方向、进刀方向选择

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点击【刀轴方向选择】下拉框，根据加工工艺选择刀轴方向。单击【进刀方

向选择】下拉框，根据加工工艺选择进刀方向。

6.2.3 路径曲线离散

在设置完路径模板的工艺参数后可以对路径曲线进行离散。离散前需要对

“最大步长”、“弦高误差”、“角度误差”进行设置。

根据路径生成方式的不同，曲线离散也分为三种情况：

以“通过线”的方式添加路径的离散操作操作如下：

选中一条路径，点击【曲线离散】，弹出对话框“离散完成”，点击【确定】

即可，此时路径列表中离散参数栏显示“已离散”，如图6.18所示。

图6.18 “通过线”方式添加的路径的曲线离散

以“通过面”的方式添加路径的离散操作操作如下：

1）设置曲面离散参数。选中“通过面”添加的路径，点击【曲面离散参数

设置】，弹出对话框，在【个数】对话框输入曲面离散的得到路径条数，“路径类

型”分为Zig和zigzag两种类型，用户可以根据加工需要选择。曲面离散参数设

置界面如图6.19所示。

图6.19 曲面离散参数界面

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2）选中路径，点击【曲线离散】，弹出对话框“离散完成”，点击【确定】

即可，此时路径列表中离散参数栏显示“已离散”。

6.2.4 磨削点的添加与编辑

（1）磨削点的添加

单击菜单栏的【编辑点】，出现编辑点界面，点击【选择模板】（可以选择一

条或者多条路径），即可把路径模板离散出的磨削点添加到界面中，同时生成各

磨削点处的切矢、法矢，如图6.20所示。

图6.20 添加磨削点

（2）磨削点的编辑修改和修改

通过“选择模板”得到路径模板离散的到的磨削点，同时我们可以对上述磨

削点进行编辑和修改。即可以通过“添加点”、“在前插入”、“在后插入”、、“删

除”相关的操作改变当前磨削点的顺序，同时也可以通过点击微调按钮实现点的

位置、姿态的修改，具体操作请参照卫浴喷涂加工中点的编辑操作。

6.2.5 添加进刀点、退刀点

点击【Num】的微调按钮，找到进刀点位置，单击【插入进刀点】，得到进

刀点，同时可以对进刀点的位置、姿态进行修改。按照同样的方法添加退刀点。

6.2.6 手臂型号的选择

点击“选择手臂型号”二级页面菜单，出现“手臂选择”界面。单击【选择

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型号】的下拉框，选择合适型号的机器人，显示手臂的杆长参数及各转角限制。

同时可以点击【编辑】对机器人“各关节转角限制”进行修改。点击【重置】按

钮可以将系统默认的参数赋值给手臂。同卫浴喷涂加工策略。

6.2.7 刀具的选择

该界面操作与“卫浴喷涂”中【刀具选择】界面操作基本一致，详情可参考

6.1.4小节内容，在此不再赘述。

6.2.8 加工参数设置

点击“加工参数设置”二级页面菜单，出现“加工参数设置”界面。同“卫

浴喷涂”中【加工参数设置】界面类似，该界面主要完成工件坐标系（手拿工具）、

砂轮坐标系（手拿工件）的设置，同时对路径的走刀参数进行设置。

（1） 手拿工具

界面中【工作方式】一栏包含【手拿工具】、【手拿工件】两种选择，手拿工

具（TOOL模式）指机器人末端执行器上夹持的是工具（如打磨震动棒、喷枪等），

此时与“卫浴喷涂”类似需要对UG模型中工件坐标系位置和机器人实际加工中

工件位置进行标定。如图6.21，选择【夹持工具】时，【工件标定】按钮可操作，

【砂轮型号】则不可操作，点击【工件标定】即可。具体标定过程可参考6.1.5

小节“工件标定”内容，在此不再赘述。

图6.21 “夹持工具”模式

（2） 手拿工件

手拿工件（PART模式）指机器人末端执行器上夹持的是用于加工的工件，

机器人“手持”工件去“贴在”砂轮上面进行磨削加工。此时需要选择所用砂轮

的型号，如图6.22，选择好型号后，再选择该型号中所对应的磨削点（即实际的

刀位点），砂轮型号和磨削点参数需要在软件配置参数中予以设置，具体参数则

需要在加工现场通过操作机器人对砂轮进行测量获得。

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图6.22 “夹持工件”模式

（3） 实际加工参数设置

设置完坐标系后，【加工参数设置】中还需设置【主轴转速】、【进退刀速】、

【安全高度】等参数，这些参数主要用于实际加工时速度、加速度的设置。【进

退刀方式】主要是对进退刀时走刀路径进行设置，分为Z向和法向两种方式。

同样，也需要在【工件坐标系】、【工具坐标系】中设置用于控制机器人示教盒中

选用的工件、工具坐标系的编号。

进给速度设置有两种方式，一种直接指定进给速度；如图6.23，另一种是指

定一个寄存器编号，由实际加工时机器人示教盒中统一对该编号进行赋值。

图6.23 进给速度设置界面

6.2.9 生成路径、运动仿真、生成代码

卫浴喷涂加工操作中“生成路径”、“运动仿真”、“生成代码”、“文件保存、

打开”操作同卫浴喷涂中相应操作，详见卫浴喷涂中相关操作。

6.3 多轴加工

多轴加工是指利用UG的CAM模块生成刀位文件（*CLS），将该文件导入

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离线编程软件后经过后置处理输出可控制机器人按照刀位文件中路径进行运动

的操作方式。

6.3.1 手臂型号及刀具

图6.24 多轴加工主界面

如图6.24，多轴加工操作主要由【手臂型号】、【刀具】、【加工参数设置】三

个界面组成，其中【手臂型号】、【刀具】界面与“卫浴喷涂”、“五金打磨”操作

中完全一样，读者可参考6.1.3和6.1.4进行操作，在此就不再赘述。下面着重介

绍多轴加工操作的【加工参数】设置界面。

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图6.25 多轴加工操作中“加工参数设置”

6.3.2 加工参数设置

如图6.25，多轴加工操作的【加工参数】设置界面与“卫浴喷涂”加工参数

设置界面类似，即主要实现了工件坐标系设置和加工策略的选择功能。其中【工

件标定】可参考6.1.5小节“卫浴喷涂”【加工参数设置】中的标定操作。设置好

工件坐标系后，单击【选择刀位文件】按钮，即可将在UG的CAM模块中生成

的刀位文件导入，如图6.26，选上【使用标定的坐标系】属性框，此时在“工件

坐标系”编辑框中即出现了标定设置的坐标系名。

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图6.26 “加工参数设置”完成后

同样，与“卫浴喷涂”中“加工策略”选择类似，多轴加工模块也可以实现

附加旋转轴的运动。设置方法和“卫浴喷涂”中6.1.5中【加工策略】一样，在

此不再赘述。

6.4 自定义添加机器人

6.4.1 机器人基本参数的添加

INC-Robot离线编程软件支持添加自定义机器人。分别打开软件安装根目录

//database//中的和两个文件，其中Robot 根节

点下的RobotType子节点中的Name表示机器人名字，Type表示机器人生产厂商

须按照以下标准严格填写:华数机器人Type为“HRT”；ABB机器人为“ABB”，

KUKA机器人为“KUKA”；“ImagePath” 节点表示缩略图路径；“PartPath”节点

表示机器人模型所在文件夹路径；“Length”节点中“length1~length6”六个值表

示六关节机器人各关节的长度，“AngMax”节点中“angmax1~angmax6”六个值

表示六关节机器人各关节的最大运动角度。“AngMin”节点中“angmin1~angmin6”

六个值表示六关节机器人各关节的最小运动角度。在上述两文件中分别在Robot

节点下添加自定义机器人RobotType的完整子节点即可完成自定义机器人的添

加。

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图6.27 “机器人配置文件”示例

6.4.2 机器人运动链的添加

1.机器人仿真描述XML文件解析

本软件中用于仿真的机器人模型及结构需要通过XML文件指定。XML文件需

要按照规定的格式进行定义，格式举例如：

XML版本

base节点头；必须由base节点开始

base节点的模型列表头；

base节点模型描述；

base节点的模型列表尾

base节点上装配有JOINT1节点

…

JOINT1节点的模型列表头；

JOINT1节点的模型列表尾；

JOINT1节点尾

base节点尾

以上例子描述了一个具有3个节点的运动链,其中表示

JOINT1关节的定义，直到结束。在节点头的描述中，需要添加属性，

JOINT1轴属性定义例子如下（上例中省略为< JOINT1 ……>）：

< JOINT1 _00="1" _10="0" _20="0" _30="0" _01="0" _11="1" _21="0"

_31="0" _02="0" _12="0" _22="1" _32="0" _03="0" _13="0" _23="-200"

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_33="1" MA0="0" MA1="0" MA2="1" MM="2">

其中_00~_33共16个浮点数，定义了一个4x4的坐标系的齐次矩阵，用以

标示该节点相对于上一节点（上例中为base节点）的位置。MA0~MA2共3个浮

点数，定义了运动的参考轴方向（i，j，k）。MM表示运动模式（1为直线运动，

2为回转运动），对于常见的工业机器人，“MM”属性通常定义为“2”。

为了仿真效果，需要准备机器人各个关节的三维模型。三维模型目前支持

ASCII和二进制编码的STL文件，文件路径需要在运动链的XML中进行指定，例

子如下

MP_30="0" MP_01="0" MP_11="1" MP_21="0" MP_31="0" MP_02="0" MP_12="0"

MP_22="1" MP_32="0" MP_03="0" MP_13="0" MP_23="0" MP_33="1" CG="0" />

节点modelList用来描述上一层节点所包含的模型，其中属性MN表示模型

的个数，同一个节点下可以定义多个模型，也可以不指定模型；

表示对一个模型的定义，MS="2"必须要被指定；属性MP定义为模型STL文件的

路径；MP_00~MP33指定了模型的摆放位姿齐次矩阵，用来描述该模型相对于上

一节点的位置关系；CG指定了碰撞检查组，通常指定为“0”（不进行干涉检查）

为了加快效率，模块支持最多10个检查组，组内的模型之间不进行干涉检查。

2.机器人仿真描述文件路径

为了保证仿真时能正确读取机器人模型，机器人仿真描述文件要求放置在对

应机器人所在的目录下，文件名为“kinematic ”。描述文件中所涉及的

模型文件要求放置于相同路径下，要求文件名与描述文件中指定的一致。

6.5 自定义添加砂轮与磨削点

INC-Robot离线编程软件五金打磨模块支持自定义砂轮组，参照软件安装根

目录//database//Robot//示例格式。“GrindingWheelGroup”

根节点下的“PartPath” 子节点表示砂轮组模型路径，“GrindingWheel”每个子节

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点表示砂轮组中一个砂轮，“GrindingWheel”节点下的每个“GrindingPoint”子节

点表示该砂轮上磨削点坐标，“GrindingPoint”中“X，Y，Z“表示磨削点在基坐

标系中的位置，”A，B，C“表示磨削点在基坐标系下的欧拉角（欧拉角：用来确

定定点转动刚体位置的3个一组独立角参量，由章动角θ、旋进角（即进动角）

ψ和自转角j组成）。根据所需砂轮组的砂轮数与每个砂轮上磨削点个数与位置

即可完成砂轮组的自定义。

图6.28 “砂轮组磨削点配置文件”示例

本文标签： 机器人加工界面选择坐标系