机器人程序
RoboDK是一款专注于工业机器人应用的仿真软件，支持离线编程（Offline Programming, OLP）。用户可通过该软件创建、仿真机器人程序，并直接生成适用于特定机械臂和控制器的代码，无需依赖真实机器人进行调试。
为了创建一个机器人程序，你需要选择并加载一个机器人和机器人工具，然后再使用一个或多个计算机辅助设计（CAD）软件插件添加目标，或者使用特定工具（如转换数控机床CNC程序到机器人程序）来创建程序。
RoboDK的在线资源库提供了大量工业机器人模型与工作站范例。工业机器人在RoboDK中建模的方式与供应商特定控制器的行为相同，包括轴极限，运动方向和轴连接。
本节将介绍如何在RoboDK图形操作界面（GUI）为你的机器人控制器创建、仿真并生成机器人程序。
Note：本节将介绍如何仅在软件界面创建机器人程序。RoboDK API可用于补充机器人程序或者可以完全通过API创建程序。更多信息详见RoboDK API章节。
离线编程
离线编程是指脱离生产环境对机器人进行编程的技术。通过采用离线编程，可消除示教器现场编程导致的产线停机问题。
机器人工作单元的仿真与离线编程技术，能在实际搭建生产单元前对多种场景方案进行验证。由此可提前预判工作单元设计阶段常见的错误配置。
离线编程是实现机器人系统投资回报最大化的最佳途径，但需要配备专业的仿真工具。该技术能将新程序的调试周期从数周压缩至单日完成，从而助力短期生产项目的自动化改造。
新建程序
仿真可通过在程序中添加一系列指令来实现。每条指令代表针对特定控制器的专用代码，而RoboDK提供的图形用户界面（GUI）能以通用方式轻松构建机器人程序，无需编写代码。
机器人控制器专用代码将在程序生成时自动创建，通过以下步骤可以在RoboDK软件界面创建一个新的程序：
1.选择程序➔
或者，选择工具栏上的相应按钮。
2.选择工具➔ 重新命名项目...（F2）重命名程序
Note：如果添加了指令但是工作站中没有可用程序，这时程序则会自动创建。
此操作将创建一个空程序，然后右键单击程序或者在程序菜单中选择一条指令添加。更多有关添加指令的信息请参考下一节程序指令。
Note：你也可以使用RoboDK API和其他编程语言（如Python，C＃或Matlab）来仿真和编程。更多信息详见RoboDK API章节。
程序指令
可以通过右键单击程序或从程序菜单中添加新的指令，如上一节所示。
Tip：选择特定指令，可在所选指令后添加新指令。
Tip：可以在程序内部或不同程序之间拖放指令，以重新排序。
本节介绍RoboDK图形用户界面支持的指令，用于机器人离线编程。
关节运动
选择程序➔
如果在添加指令时没有选取目标点，该运动指令会自动创建新的目标点并与之关联。当目标点位置发生改变时，运动轨迹也会相应调整。
如果这是添加到该程序中的第一条指令，系统会在运动指令前自动插入两条额外指令：设置参考坐标系和设置工具坐标系。这将确保机器人执行到运动指令时，使用的参考坐标系和工具坐标系与创建该目标点时保持一致。
Note：右键单击运动指令并选择目标点选项… (F3)即可打开目标选项菜单。可从该窗口或直接于3D视图中修改该目标位置等信息。
线性运动
选择程序➔
如果在添加指令时没有选取目标点，该运动指令会自动创建新的目标点并与之关联。当目标点位置发生改变时，运动轨迹也会相应调整。
关节运动和直线运动的移动方式一样，可以从一种类型切换到另一种类型。
与关节移动指令相同，如果这是添加到该程序中的第一条指令，系统会在运动指令前自动插入两条额外指令：设置参考坐标系和设置工具坐标系。
Important：建议将每个程序的第一条运动指令保持为使用关节目标的关节运动。这将确保机器人在此后的运动中使用正确的位姿配置，并确保真实机器人的移动方式与仿真相同。
与关节运动不同，线性运动对机器人奇异点和轴限位非常敏感。例如，六轴机器人无法以直线轨迹穿越奇异点。下图所示案例中，由于关节5过于接近奇异点（0度位置），导致运动失败。[...] 此时建议改用关节运动方案，如下图所示。
如果不是必要的线性运动，可以右键单击指令将其改为关节运动。
或者通过修改目标、TCP或参考坐标系的位置来避免奇点。
设置参考坐标系
选择程序 ➔
参考坐标系是一个变量名称，在ABB机器人中被称为Work Object，在发那科（Fanuc）机器人中称为UFRAME，在安川（Motoman）机器人中称为FRAME，在库卡（KUKA）机器人中则称为$BASE。
Note：特定控制器（比如Fanuc和Motoman控制器）支持使用编号设置参考坐标系。这表示参考坐标系的名称可以用数字结尾（例如Frame 4代表第4个参考坐标系）。
设置工具坐标系
选择程序➔
工具坐标系的变量名有ToolData (ABB机器人)，UTOOL（Fanuc机器人）, TOOL（Motoman机器人）或者$TOOL（针对KUKA机器人）。
Note：特定控制器（比如Fanuc和Motoman控制器）支持使用编号设置工具坐标系。这表示工具坐标系的名称可以用数字结尾（例如Tool 4代表第4个工具）。
圆弧运动
选择程序➔
添加圆弧运动指令时需要选取两个目标点，否则该运动指令不会自动创建新的目标点。该指令需要分别关联两个目标点，如下图所示。
圆弧运动是从机器人所在的点出发，经过第一个环路点（目标点 1），并以终点（目标点 2）结束而形成的弧线。
Important：仅用一条圆弧运动指令不可能完成一个完整的圆周运动。一个完整的圆必须被分为两条独立的圆弧运动完成。
设置速度
选择程序➔
根据情况，在程序中相应的位置设置速度或者加速度。机器人速度从执行该指令时开始生效。
也可在机器人参数菜单中更改机器人速度：双击机器人，然后选择参数。
Note：并非所有机器人控制器都支持精确设置加速度。
Important：设置正确的速度对准确计算程序时间（循环时间）非常重要。更多信息请参考循环时间。
显示信息
选择程序➔
Note：并不是所有机器人控制器都支持在示教器上显示信息。对于不支持的设备，这条指令将不起作用。
暂停
选择程序➔
Note：将暂停延迟值设置为-1即可暂停程序，直到操作员希望恢复程序。该指令将自动被改名为停止。Important：当仿真时采用默认的速度比率 5时，则5秒钟的暂停需要1秒钟的模拟时间。更多信息请参考仿真部分。
程序调用
选择程序➔
默认情况下，这是对特定程序的阻塞调用。也可以切换到插入代码模式，在该指令的位置插入一些代码。此功能可能对特定应用和特定控制器具有实用价值。
Tip：通过选择程序可自动填充该文本框。或者，直接键入子程序名同样有效。只要所输入文本匹配到子程序名称，该子程序将会被RoboDK仿真调用。
Tip：输入多行文本可自动连续调用多个程序。
从项目调用切换到启动线程，可触发对子程序的非阻塞调用。在这种情况下，控制器将启动一个新的线程。该选项仅适用于某些控制器，且仅对特定操作有效。
Tip：仅用于仿真目的时，主程序可利用启动线程选项同时启动多个子程序（例如同时模拟两个或多个机器人）。
设置/等待 IO
选择程序➔
如果是命名变量，IO名称可以是数字或文本值。如果是命名状态，IO值可以是数字（0表示"假"，1表示"真"）或文本值。
Note： 该指令还支持在某些机器人控制器上设置模拟输出（AO）或等待模拟输入（AI）。在这种情况下，可以用十进制数字或特定文本代替数字。
可设置等待数字输入，此时程序停止执行，直到该输入变为特定值。此外，大多数机器人控制器都支持超时延迟功能，即当等待时间超过特定值时报错。勾选超时（毫秒）选项可激活此功能。
Tip：如果机器人单元上有特定的硬件（如夹爪或铣削钻头），使用数字输出（DO）激活该硬件，然后等待特定的数字输入（DI）切换到特定状态，是一种标准做法。
更改仿真的数字输入和数字输出将创建新的工作站变量。要检查这些变量的状态，可以右键单击工作站并选择工作站参数。也可以通过API读取或修改这些变量。
设置轨迹精度
选择程序➔
如果没有轨迹舍入，机器人在每条运动指令结束时速度都会将为 0（除非下一个运动与上一个运动相切）。这将引发机器人的高加速度和快速速度变化，以确保每次运动的准确性。
该值也被称为Blending radius（优傲UR机器人），ZoneData（ABB机器人），CNT/FINE（Fanuc机器人），Cornering（Mecademic机器人）或者$APO.CDIS/$APO.CPTP/Advance（KUKA机器人）。
Note：轨迹舍入精度设置为-1，可实现精细运动。这意味着机器人不会绕过路点边缘。
Tip：高舍入值可确保机器人路径上的速度恒定，以换取路径边缘上的精度损失。根据不同的应用，通常可以在精度和平稳速度之间找到一个很好的折衷方案。
有些控制器要求将该值设置为百分比，例如在发那科（Fanuc）控制器上，如果要提供CNT5命令，则应输入5。
如果你生成的程序用于机器人加工、3D打印或曲线/点追踪，还可以在程序事件窗口中指定舍入参数。
通过RoboDK的路径精准度测试，可以更好地了解不同舍入策略的效果。
仿真事件
选择程序➔
通过图形用户界面可以实现：
●机器人工具抓取或放置物体
●显示或者隐藏物体或者工具
●改变物体和参考坐标系的位置
例如，如果机器人移动到指定位置去抓取物体，我们可以设置一个Attach object事件，让该物体与机器人一起移动。之后，在机器人完成移动准备放置物体时，可以设置一个Detach object事件，让工具脱离抓取到的任何物体。
Note：也可以使用宏（Macro）来模拟特定事件（需要编程经验）。例如，使用API可以使物体随机出现在特定位置，进行取放仿真。
Note：抓取物体时，在距离设置内最近的物体将会被附着到工具上。默认距离为200毫米并可在以下页面更改：工具➔选项➔工作站➔将物体固定到机器人工具上的最大距离（mm）。默认情况下，系统会检测从TCP位置到物体参考点的距离，你也可以勾选检查TCP和物体形状之间的最短距离，使其检测TCP与物体之间的最短距离。
仿真程序
双击程序
1.右键单击程序
2.选择运行
如果双击程序，底部会出现一个仿真进度条。可以滑动该进度条，使仿真向前或向后移动。
Tip：点击菜单栏的：程序➔
RoboDK默认以5倍于实时速度进行模拟。这意味着，如果一个程序实际执行需要30秒，模拟过程仅需30/5=6秒即可完成。加速模拟功能可将该比例提升至100倍。常规与快速模拟速度的调整路径为：工具➔选项➔运动选项卡。
Tip：选择程序➔
Tip：选择 Esc 键停止模拟或再次双击程序。
Tip：双击每条指令，逐一执行。
Tip：右键点击某条移动指令并选择“从这里开始”，即可从该指令恢复程序执行，如下图所示。
生成程序
当程序准备就绪可导出至机器人时，即可生成机器人控制器所需的程序文件。
请按照以下步骤生成机器人程序：
1.右键单击你的程序。
2.接着选择生成机器人程序 (F6)。
然后，你就会看到文本编辑器中显示的机器人程序。
Note：当选择一个或多个程序时，你也可通过菜单栏：程序➔生成程序(F6)，可以生成一个或多个机器人程序。
Tip：按住Ctrl键，即可同时选择多个程序，并一次全部生成。
机器人程序默认保存在“文档”文件夹中（路径：C:/Users/用户名/Documents/RoboDK/Programs/）。如需修改该路径，请点击菜单栏：工具➔选项➔程序选项卡，点击：机器人程序文件夹右侧的设置按钮进行更改。
Note：对于某些机器人控制器而言，最佳实践是将生成的程序与所需子程序集成到同一程序文件中。RoboDK已自动处理这一细节——对于支持该功能的控制器（例如ABB、优傲Universal Robots或库卡KUKA控制器），你将在主程序中看到已包含的子程序。而对于不支持此功能的机器人（例如发那科Fanuc或安川Motoman控制器），则需要生成多个文件并传输至机器人控制器才能完整运行所有程序。部分后处理器支持对此行为进行配置，你可通过：工具➔选项➔程序选项卡查看更多设置。
另外，你也可以右键点击某个程序，并选择：生成机器人程序为…（Shift+F6），指定保存位置来生成程序。
传输程序
你可以将程序从计算机直接发送到机器人，此功能是通过FTP协议或其他特定协议（例如使用套接字消息传递或串行连接）进行传递的。首先，你需要在机器人连接菜单中输入机器人IP和FTP相关设置：
1.右键单击机器人。
2.选择：连接到机器人…，此时左侧界面会弹出一个窗口。
3.输入：机器人IP。
4.选择：更多选项，然后输入FTP相关设置和FTP凭证（如有需要）。
Tip：在连接机器人窗口选择：ping，就可以查看机器人是否存在于局域网中。
提供网络设置并连接上机器人后，请按照以下步骤将程序直接从RoboDK传输到机器人：
1.右键单击程序。
2.选择发送程序到机器人（Ctrl+F6）。
接着，弹出的窗口会告诉你是否传送成功。
Note：程序也可以通过U盘或者其他媒体传送到机器人。“机器人提示Robot Tips”区域（品牌特定部分）为一些支持的机器人品牌提供了更多信息。
Note：启动机器人和程序这一动作仅适用于一些特定的机器人控制器。
Important：“连接”按钮仅在使用机器人驱动程序时有用。这样就可以在不连接机器人驱动器的情况下实现程序传输。机器人驱动程序允许在RoboDK上逐点移动机器人并以这种简单的方式调试程序（“在机器人上运行”选项）。机器人驱动程序还允许直接通过API移动机器人。
Tip： 使用 FileZilla 等 FTP 客户端可以更好地浏览机器人控制器的内容，并检索程序的远程 FTP 路径。大多数机器人控制器都支持 FTP 传输。
选择后处理器
在RoboDK上仿真到特定机器人程序的转换都是由后处理器完成。后置处理器定义了如何为机器人生成机器人程序。每个机器人在RoboDK上都有一个特定/默认的后置处理器。
如何为机器人选择后置处理器：
1.右键单击机器人或者程序。
2.选择：选择后处理器程序。
3.在列表里选择后置处理器的名字。
4.最后点击确认。
当选择好后处理器后，你可以再生成一遍程序查看变化。
Note：后处理器需要连接指定的机器人。所以每当更改一个程序的后处理器时，就会同时更改同一机器人下所有程序的后处理器。
RoboDK中的后处理器提供了非常完全的灵活性，它可以根据特定要求生成机器人程序。 RoboDK为大多数机器人品牌提供后处理器。你可以轻松创建或更改后处理器。有关后处理器的更多信息，可以参考后处理器章节。
程序设置
你可以自定义为机器人生成程序的方式。
按照以下步骤查看生成程序的设置：
1.在工具栏选择：工具➔ 选项。
2.选择：程序选项卡。
以下包含了生成自定义程序的内容
1.将关节动作分割成更小的步骤。
2.将直线运动拆分成更小的步骤。
3.将圆弧运动转换为小的线性运动。
4.将大型机器人程序拆分为子程序。
5.指定机器人程序的默认保存位置。
6.为机器人程序指定默认文本编辑器。。
Tip：为机器人程序指定默认文本编辑器。
圆弧运动转换为直线运动
在为机器人生成程序时，你可以将圆弧运动轻松转换为小幅直线运动。这在控制器不支持圆弧插补功能时非常实用。
如何将圆弧运动生成直线运动：
1.选择：工具➔ 选项。
1.选择：程序选项卡。
2.选择：避免弧线。
3.调整最大圆弧尺寸（mm），它定义沿弧线的线性移动距离。
Note：RoboDK 不会生成小于此窗口中定义的最小步长（mm）的线性运动。因此，如果最小步长（mm）公差大于最大圆弧尺寸（mm）公差，则沿圆弧的线性运动将更大。
拆分长程序
执行长程序可能会超出机器人控制器的限制。控制器一般会限制文件大小或者每个程序的代码行数。例如，用于3D打印或机器人加工的程序代码通常会超过一百万行。这时最好将较长的程序拆分为较小的子程序，包括将一个主程序拆分为几个按顺序运行的子程序。
如何自动拆分一个长程序：
1.选择：工具➔ 选项➔ 程序选项卡。
2.选中：每个程序的最大行数，并填入每个文件生成程序的最大行数。
Tip：大多数后处理器对每个程序的最大行数设有默认限制（变量名为MAX_LINES_X_PROG），可通过此步骤修改或覆盖该限制。
内联子程序
当生成调用子程序的程序时，RoboDK会自动创建调用该子程序的指令。另一方面，也可以自定义程序输出，将子程序直接内联在主程序中，避免使用程序调用。
Note： 部分后处理器会默认将子程序包含在主程序文件中（例如默认的ABB后处理器），而其他后处理器则不会包含子程序，因为这些子程序通常在机器人控制器中是独立文件（例如默认的发那科（Fanuc）后处理器）。
Tip：若控制器需要使用编号程序而非命名程序，此功能会非常实用。
请按照以下步骤内联子程序，以避免调用脱机程序：
1.选择：工具➔ 选项。
2.选择：程序选项卡。
3.勾选内联子程序选项。
从现在开始，当你生成包含子程序的程序时，你将直接在第一个/主程序中获取这些子程序的内容。
后处理器与驱动器
后处理器与机器人驱动程序采用不同的方式控制机器人运动。后处理器支持离线生成程序，而驱动程序则能实现与机器人的实时通信。
后处理器用于离线编程，其作用是将RoboDK机器人程序转换为对应机器人控制器的原生编程语言。例如，ABB后处理器会生成适用于IRC5控制器的.mod文件。后处理器还包含通过FTP等方式将程序上传至机器人控制器的功能。程序中的以下功能均由后处理器处理：
1.生成机器人程序
2.生成机器人程序作为...
3.发送程序到机器人
4.启动机器人（与驱动器结合使用）
通过机器人驱动器，可以使用 RoboDK 从电脑远程控制机器人。该功能支持将RoboDK中的程序指令实时传输至机器人控制器执行，包括调用控制器上的远程程序。例如，ABB驱动程序通过套接字通信传输运动指令。该驱动程序可处理以下功能：
1.选择：在机器人上运行
2.然后双击程序，或选择：运行，即可通过驱动在机器人上运行。
Note：机器人驱动器会逐条发送指令并等待控制器完成操作。对于运动指令而言，这意味着会出现微小延迟（会有明显顿挫）。
Tip：在大多数情况下，离线编程是控制机器人的最佳方式，因为所有运动指令都预先被机器人控制器知晓（预读），使其能够充分利用运动和速度优化功能，例如路径圆滑处理。
Tip：可采用后处理器与驱动器的混合方案，将复杂路径上传至控制器后通过驱动器远程调用。这种方式在使用RoboDK API时尤为高效。
