淺談Process Simulate軟件碰撞檢測功能的使用方法

李偉廷

摘要：碰撞檢測是機(jī)器人生產(chǎn)線虛擬仿真過程中必不可少的一個(gè)步驟，通過碰撞檢測，可以在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)態(tài)檢測與之發(fā)生碰撞干涉的設(shè)備，這樣就可以對(duì)設(shè)計(jì)方案提出修改與優(yōu)化建議，做到提前預(yù)知、規(guī)避設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。大多數(shù)的機(jī)器人虛擬仿真軟件都具有自動(dòng)碰撞檢測的功能，比如DELMIA軟件中的“Clash”命令，Robotstudio軟件中的“碰撞監(jiān)控”功能等。Process Simulate軟件中也同樣提供了這樣的功能，因此文章主要介紹碰撞檢測的使用方法。

關(guān)鍵詞：碰撞檢測;仿真運(yùn)行;使用方法

一、碰撞查看器窗口介紹

Process Simulate軟件中，機(jī)器人碰撞檢測功能是在Collision Viewer（碰撞查看器）窗口中實(shí)現(xiàn)的，默認(rèn)情況下Collision Viewer窗口已經(jīng)打開，可以直接查看。若是CollisionViewer窗口未打開，可以在軟件“Home”菜單欄下，“Viewers”按鈕的下拉菜單中點(diǎn)擊“Collision Viewer”，Collision Viewer窗口將會(huì)顯示在軟件工作區(qū)的最下方。

Collision Viewer窗口由三個(gè)功能區(qū)域組成，以下分別詳細(xì)介紹。左側(cè)功能區(qū)域主要用于創(chuàng)建和管理碰撞檢測集合。中間功能區(qū)域顯示碰撞檢測結(jié)果，并包含碰撞結(jié)果查看操作選項(xiàng)。其中，主碰撞對(duì)象碰撞檢測結(jié)果以紅色顯示，與之發(fā)生碰撞的對(duì)象以藍(lán)色顯示。右側(cè)功能區(qū)域顯示所選碰撞的碰撞曲線，每條曲線以其碰撞對(duì)象命名。創(chuàng)建碰撞檢測集合在進(jìn)行碰撞檢測之前，要先創(chuàng)建碰撞檢測集合。Collision Viewer窗口中左側(cè)功能區(qū)域中點(diǎn)擊“New Collision Set”命令按鈕，彈出Collision Set Editor對(duì)話框。在Collision SetEditor對(duì)話框中可以設(shè)置待檢測的碰撞對(duì)象，其中Check列表用于添加待碰撞檢測的主對(duì)象，With列表用于添加與主碰撞檢測對(duì)象存在碰撞可能性的對(duì)象。對(duì)于機(jī)器人點(diǎn)焊工藝仿真，一般情況下主碰撞檢測對(duì)象設(shè)置為點(diǎn)焊焊槍、機(jī)器人，碰撞對(duì)象設(shè)置為工裝夾具等周邊設(shè)備。

碰撞檢測集合創(chuàng)建完成后將在CollisionViewer窗口的左側(cè)功能區(qū)域列表中顯示，默認(rèn)顯示名稱為new_collision_set。若是創(chuàng)建多個(gè)碰撞檢測集合，則碰撞檢測集合名稱后會(huì)自動(dòng)添加集合編號(hào)后綴。此時(shí)，點(diǎn)擊“EmphasizeCollision Set”命令按鈕，軟件工作區(qū)中碰撞檢測集合中選定的主碰撞檢測對(duì)象（Check列表）將以黃色高亮顯示，與之有碰撞可能的對(duì)象（With列表）將以藍(lán)色高亮顯示，若是二者中任意機(jī)構(gòu)發(fā)生了碰撞，則相互碰撞的對(duì)象將以紅色高亮顯示。

二、碰撞檢測測試

在執(zhí)行碰撞檢測之前，可以先對(duì)碰撞檢測選項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行配置。在Collision Viewer窗口的中間功能區(qū)域，點(diǎn)擊上方的“Collision Options”命令按鈕，彈出Collision Option對(duì)話框。在此對(duì)話框中可以配置相關(guān)碰撞檢測參數(shù)，如碰撞檢測允許接近范圍、碰撞結(jié)果輸出等級(jí)、碰撞輸出效果等。這里，可以在Collision Options選項(xiàng)區(qū)域下勾選“Stop Simulation when a Violation is Detected”，碰撞發(fā)生時(shí)停止虛擬仿真過程。

Collision Viewer窗口左側(cè)功能區(qū)域中確認(rèn)已選擇創(chuàng)建好的碰撞檢測集合，然后在中間功能區(qū)域中點(diǎn)擊“CollisionMode On/Off”命令按鈕，激活碰撞檢測模式。切換到Path Editor窗口，對(duì)需要碰撞檢測的機(jī)器人工藝路徑進(jìn)行虛擬仿真運(yùn)行操作。開啟仿真運(yùn)行后，再次切換回Collision Viewer窗口。機(jī)器人在運(yùn)行過程中，若是檢測到碰撞，則Process Simulate軟件會(huì)輸出碰撞提示音，同時(shí)在中間的功能區(qū)域中顯示碰撞檢測結(jié)果，機(jī)器人停止仿真運(yùn)行。

軟件工作區(qū)中，發(fā)生碰撞的機(jī)構(gòu)模型將以紅色高亮顯示

再次點(diǎn)擊仿真運(yùn)行按鈕，機(jī)器人將繼續(xù)后續(xù)的仿真運(yùn)行操作。當(dāng)再次發(fā)生碰撞時(shí)，將再次輸出碰撞檢測結(jié)果，并停止仿真運(yùn)行。

三、碰撞檢測結(jié)果操作

在CollisionViewer窗口的中間功能區(qū)域中，點(diǎn)擊任意一條碰撞檢測結(jié)果，然后點(diǎn)擊上方的“Show ＼Hide Colliding Contour”命令按鈕，在右側(cè)功能區(qū)域中顯示碰撞曲線。點(diǎn)選任意一條碰撞曲線，上的“Zoomto Selection”命令按鈕將被激活，點(diǎn)擊此按鈕，軟件工作區(qū)視圖將快速切換到發(fā)生碰撞的位置處。可以看到數(shù)模碰撞接合部位以黃色高亮顯示，點(diǎn)選的碰撞曲線以藍(lán)色高亮顯示。

點(diǎn)擊“Export toExcel”命令按鈕，可以將當(dāng)前的碰撞檢測數(shù)據(jù)輸出到Excel表格中，表格文件格式為*.CSV，表格數(shù)據(jù)的詳細(xì)程度與Filter Collision Results命令選項(xiàng)保持一致。點(diǎn)選任意一條碰撞檢測結(jié)果，然后點(diǎn)擊“Collision Depth”命令按鈕，彈出Collision Depth對(duì)話框，在此對(duì)話框中可以顯示發(fā)生碰撞的對(duì)象，以及碰撞向量坐標(biāo)與碰撞深度數(shù)據(jù)，同時(shí)在軟件工作區(qū)中發(fā)生碰撞的位置處也會(huì)顯示碰撞向量與碰撞深度數(shù)據(jù)。

結(jié)語：

碰撞檢測是機(jī)器人生產(chǎn)線虛擬仿真過程中必不可少的一個(gè)步驟，通過碰撞檢測，可以在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)態(tài)檢測與之發(fā)生碰撞干涉的設(shè)備，這樣就可以對(duì)設(shè)計(jì)方案提出修改與優(yōu)化建議，做到提前預(yù)知、規(guī)避設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。