概述

龍門架是工業生產中十分常見的自動化設備，由於其具備三維空間內的多自由度運動特性，通常被作為堆垛機，廣泛應用在倉儲物流領域。也可以作為直角坐標機器人，在大型結構件的搬運、焊接、打磨、噴塗中使用。

在機器人虛擬仿真時，龍門架也是經常使用的外圍設備，安川機器人的虛擬仿真軟體（MotoSimEG-VRC）能夠自動生成龍門架模型，並內置獨立於機器人的控制系統。龍門架模型作為外部設備，實現與機器人平級仿真運行。

龍門架添加與屬性配置

在MotoSimEG-VRC軟體中同樣可以自動創建簡易的龍門架模型，軟體「Controller」菜單欄下的「External Device」命令組中，點擊「New」命令按鈕，在其下拉菜單中點擊「Gantry」，彈出Gantry對話框。

在對話框中有兩個選項可供選擇，它們具體含義如下：

Serial Type：系列類型，決定龍門架旋轉軸的配置情況，勾選後龍門架的旋轉軸為串行配置，取消勾選後龍門架的旋轉軸為並行配置。

Make Model：製作模型，如果要創建默認龍門架模型，那麼就一定要勾選此選項。

默認情況下，對話框中的這兩個選項都處於已勾選狀態，直接點擊「OK」即可。

在彈出的Add Robot對話框中，可以自定義龍門架控制器的名稱（Name），這裡同樣保持默認，點擊「OK」按鈕。

這樣，在軟體的視圖區就自動添加了龍門架模型，同時軟體左側的Cad Tree中也會出現同名的龍門架控制器（GANTRYB）文件。

龍門架軟限位設定

龍門架模型添加完成後，可以先設置一下它的各個關節的運動範圍，也就是軟限位。

在「Controller」菜單欄下的「External Device」命令組中，點擊「Soft Limit」命令按鈕，彈出SoftLimit Setting對話框。

按照龍門架模型各個關節的實際運動範圍，分別在設定X、Y、Z的正負極限值，如下圖所示，限值單位可以選擇脈衝（pulse）或毫米（mm）。

與衝壓機模型一樣，龍門架模型也可以在位置面板（Position Panel）中進行手動運行操作，龍門架的三個運動關節分別對應於位置面板中的X、Y、Z。

龍門架示教編程

MotoSimEG-VRC軟體默認生成的龍門架模型由三個直線運動關節組成，並且龍門架具有一個與機器人同級的獨立控制器（RCS），三個關節相互協調能夠在三維空間內實現直線插補運動。如果在控制器中編寫了運動程序，還可以實現程序控制下的運動再現。因此，我們也可以將龍門架看作是一個直角坐標機器人。

參考衝壓機外部設備的示教編程操作方法，使用「Job Panel」命令打開龍門架作業編輯器面板。

先點擊「Move…」按鈕，在彈出的Interpolation對話框中，設定龍門架的運動類型、運動速度、定位等級等指令參數，如下圖所示。

由於龍門架具有多個運動關節，每一個運動關節由一個軸單獨進行驅動。為了能夠一次性添加多個軸的運動數據，可以使用「AxisInput」工具。

在龍門架作業編輯器面板中點擊「AxisInput」按鈕，彈出Axis Data Input對話框，在此對話框中可以添加龍門架各個軸的運動數據。

先點選「Rectangle」，將數據輸入類型切換為坐標矩陣形式。再點擊「Line Insert」按鈕，彈出Axis Input對話框。在其中輸入龍門架模型沿著X、Y、Z坐標軸的運動數據，點擊「OK」按鈕，即可插入三個驅動軸的運動數據。

重複上述步驟，按龍門架各個關節運動位置的先後順序將所有的驅動軸運動數據插入，如下圖所示，點擊「OK」按鈕。

此時，在龍門架作業編輯器面板的程序顯示區內出現運動程序，如下圖所示。

參考衝壓機運動程序的修改與優化方法，添加龍門架運動程序語句的定位等級數據，並在合適的位置處再添加定時器延時指令（TIMER），如下圖所示。

仿真運行

程序全部編寫完成後就可以仿真運行了，仿真運行效果如下方動態圖所示，可以看到龍門架的各個運動關節按照編寫的程序運動到了指定位置，並且能夠很好地實現空間三維插補運動。

The End

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