六轴机器人模型制作

当您获得本文档时，可点击下载 robot_model.zip 压缩包。解压后其内容应包括：

• UR30_obj 文件夹：包含 UR30 已拆分的机器人各轴文件，OBJ 格式。

• UR30_step 文件夹：包含 UR30 机器人 STEP 格式及参数的 PDF。

• make_robot.xml：RVS 制作机器人模型 XML。

  make_robot.dashboard.xml 为相应的交互面板配置。

准备机器人模型关节

在使用 RVS 制作模型之前我们需要将机器人模型进行拆分，并将机器人模型的各轴文件类型进行转换等操作。在进行以上操作时，我们将会用到软件有：

• NXUG：在本手册的操作中用于拆分机器人模型。（Windows 版本）

• blender：在本手册的操作中主要用于调整机器人模型关节的尺寸。（Windows 版本）

点击软件下载获得以上两个软件的安装包以及配套的安装说明，按照安装说明进行安装即可。

一. 拆分机器人模型关节

1. 打开 NXUG 软件，点击菜单栏文件→打开。在打开窗口中设置文件类型为所有文件，然后选择机器人数模所在目录，鼠标双击要打开的数模文件。

   

2. 加载机器人模型后，鼠标右键点击 3D 视图并选择适合窗口。然后鼠标左键双击坐标轴，将坐标系拖动到机器人基坐标系上。

   

3. 调整坐标系的坐标轴朝向，使得视图中的坐标系与实际的基坐标系相符，如下图所示。

   

4. 调整好坐标系后，鼠标右键点击视图窗口，然后鼠标点击确定锁定坐标轴，如下图所示。

   

5. 导出机器人模型关节：点击菜单栏文件→导出，选择 STL 格式。

   

6. 在 STL 导出窗口中，点击导出至下面的目录选择按钮，选择要导出的目录并填写文件名（建议保存为 J0 到 J6 ）。

   

7. 在 3D 视图中选择要导出的关节部件，然后点击导出窗口的确定按钮，如下图所示。同样的，依次导出 J1 到 J6 所有关节。

   

二. 调整关节尺寸和文件格式

1. 打开 Blender 软件，点击文件→导入→Stl。

   

2. 打开关节目录，选中所有关节，缩放参数改为 0.001，前进改为 -Z 向前，向上改为 Y 向上，然后点击 导入 STL ，如下图所示：

   

3. 导入所有关节，关节显示在视图中，如下图所示：

   

4. 导出关节：点击文件→导出→Wavefront(.obj)。

   

5. 选择保存路径，输入保存的文件名（ J0.obj…… ），窗口右侧选中关节（ J0…… ），选中文件视图窗口中仅导出选中的物体，点击导出 OBJ 。重复同样的操作，保存 J1 到 J6 。

   

生成机器人模型文件

1. 打开 RVS 软件，并加载 make_robot.xml ，如下图所示。将机器人各个关节的 obj 和 mtl 文件，拷贝到当前 runtime 目录下的 data/UR30/（建议以实际机器人型号创建目录名）。同时修改 GenerateRobot  Group 属性面板上机器人品牌和机器人型号分别为 UR 和 UR30 。

   

2. 修改 LoadRobot Group 中机器人模型文件参数，如下图所示。

   

3. 将交互面板中最底部的 ZeroJoints 参数全部修改为 0 值。依次点击最顶部 Generate 和 LoadRobot 按钮，加载机器人关节的数模，如下图所示。修改交互面板的 RobotBase 参数对整个模型进行 Transform（若按照教程正确拆分关节则六个参数全为 0 ），使得 3D 视图中的原点坐标系（Pose[0, 0, 0, 0, 0, 0]）与机器人实际的基坐标系完全相符。

   然后修改 GenerateRobot 属性面板上六个关节的旋转方向，使得与实际机器人各个关节的旋转方向相符。

   可打开 robodk.com 网站参考对应机器人的仿真模型。

   

4. 打开 GenerateRobot 属性面板上的 PoseListView ，显示各个关节的旋转坐标系。各个关节的旋转方向即为旋转坐标系的坐标轴。根据机器人的 DH 参数值，修改交互面板中 ZeroPose1 到 ZeroPose6 的数值。这六个 ZeroPose 分别表示每个关节的旋转坐标系，在上一个关节的旋转坐标系中的相对坐标（第一关节则相对于机器人底座）。第一关节到第五关节通常只修改 X、Y、Z 的值，第六关节表示机器人的 TCP，还需要调整姿态角 RX、RY、RZ ，使得 TCP 的姿态与实际机器人相符，如下图所示。

   注意：交互面板中参数调整后，需要进行回车确认。

   

5. 再次点击交互面板中的 Generate 和 LoadRobot ，重新生成和加载机器人模型。鼠标左键双击 3D 视图中的机器人，打开机器人面板，如下图所示。拖动关节轴点动的六个滑块，验证机器人各个关节的旋转中心轴和旋转方向是否正确。如果不正确，则返回第三步和第四步，修改对应的参数值。若关节轴点动的滑块无法拖动，则确认面板上关节滑块的最小值和最大值范围是否全为 0，验证阶段建议设置为 -360 到 360，即交互面板的 MinJoints 和 MaxJoints 值，可参考下一步骤。

   

6. 设置交互面板中的 MinJoints、MaxJoints、HomeJoints 数值，分别表示实际机器人各个关节的角度范围（最小值和最大值）和 Home 位。建议参考 RoboDK的操作面板，也可以查看机器人文档。

   

7. 当机器人数模姿态（上图）与机器人关节零位姿态（下图）不相同时（若相同则忽略此步骤），需要进行机器人的关节零位调整。机器人关节零位姿态可以参考实际的机器人，也可以参考 RoboDK 中的仿真模型。

   鼠标双击机器人，打开机器人面板，并拖动关节滑块，使得机器人到达零位姿态，将六个关节值填入交互面板中 ZeroJoints 列表。最后点击 Generate 和 LoadRobot 重新生成，验证机器人模型是否相符，若相符则机器人建模到此完成。