本书以 KUKA 工业机器人官方虚拟仿真软件 KUKA.Sim Pro 3.1 为
对象，采用图文结合的方式对 KUKA.Sim Pro 软件进行全面系统的介绍。
本书先从软件安装、功能模块、对接面板组、基本操作、文件管理等方
面对软件总体进行认识，到布局的创建、机器人示教与编程、设备组合
管理、AGV 应用、搭建机器人工作站，运用设备组件快速搭建和测试
多种设备的协同作业，再到使用任务管理进行工作站布局和工艺工序管
理，并利用工程图制作将 3D 视图中的布局按比例生成二维图形，便于
现场施工安装，其中还介绍了组件建模创建自定义的机械装置，与西门
子 S7-1500 和 TwinCAT PLC 连通进行虚拟仿真调试应用以及用户定制
设置等功能碳酸钠、然后通过机器人拆垛与码垛工作站和机器人焊接、机床上
下料、码垛流水线两个完整案例进行实际仿真应用。
本书通俗易懂，循序渐进，实用性强，同时为了帮助读者学习，
本书配套的部分学习资源包含模型素材、涉及实操部分的完整虚拟仿真
工作站，可通过手机扫描前言中的二维码下载获取。本书既可以作为工
业机器人相关专业的教学及参考书，又可以作为工业机器人培训机构用
书，同时也可以作为工业机器人设计人员、调试人员、操作人员、相关
专业的技术人员及爱好者的参考用书。
前 言
第 1 章 KUKA.Sim Pro 3.1 基础.1
1.1 KUKA.Sim Pro 的特点 .1
1.2 安装要求 .2
1.2.1 计算机低配置 .2
1.2.2 计算机推荐配置 .3
1.3 软件安装 .3
1.4 许可授权 .6
1.4.1 独立许可证 6
1.4.2 浮动许可证 .8
1.4.3 试用许可证 .10
1.5 功能模块 .10
1.5.1 “开始”选项卡 11
1.5.2 快速访问工具栏 . 11
1.5.3 仿真控制器 .12
1.5.4 迷你工具栏 .14
1.5.5 “建模”选项卡 14
1.5.6 “程序”选项卡 15
1.5.7 “图纸”选项卡 16
1.5.8 “帮助”选项卡 16
1.6 对接面板组 .16
1.6.1 “电子目录”面板 16
1.6.2 “单元组件类别”面板 17
1.6.3 “组件属性”面板 18
1.6.4 “输出”面板 20
1.6.5 “作业图”面板 20
1.6.6 “点动”面板 22
1.6.7 面板定位操作 .23
1.7 基本操作 .23
1.7.1 导入组件 .23
1.7.2 选择组件 .25
1.7.3 变换视图方位 .27
1.7.4 变换组件显示方式 .29
1.7.5 移动和旋转组件 .33
1.7.6 与组件交互 .34
1.7.7 示教与编程 .35
1.7.8 运行仿真 .38
1.7.9 修改运动语句 .38
1.8 文件管理 .39
1.8.1 “文件”选项卡 39
1.8.2 新建布局 .39
1.8.3 保存布局 .40
1.8.4 打开布局 .42
1.8.5 导出布局 .43
1.9 编辑来源并添加收藏 .43
第 2 章 布局的创建46
2.1 给组件添加依附关系 .46
2.2 坐标之间的关系 .47
2.3 添加并验证依附关系 .48
2.4 捕捉对象 .48
2.5 将工件依附到定位器上 .50
2.6 将物料依附到物料箱里 .51
2.7 组件的物理连接 .53
2.7.1 将机器人放置到基座上 .53
2.7.2 传送带与供料器连接 .54
2.8 组件的信号连接 .55
2.9 组件的远程连接 .58
第 3 章 机器人示教与编程61
3.1 机器人吸取和释放工件 .61
3.1.1 导入组件并定位 .61
3.1.2 设置吸盘控制 .62
3.1.3 设置坐标系 .62
3.1.4 编制程序 .62
3.1.5 要点提示 .64
3.2 机器人抓取和释放工作 .66
3.2.1 导入组件并定位 .66
3.2.2 设置夹爪控制 .66
3.2.3 设置坐标 .66
3.2.4 编制程序 .67
3.2.5 设置延时等待 .68
3.2.6 要点提示 .68
3.3 两个机器人交替进行焊接加工 .69
3.3.1 导入组件并定位 .69
3.3.2 设置坐标 .70
3.3.3 编制程序 .70
3.3.4 连接信号端口 .71
3.3.5 设置机器人输入输出信号 .71
3.4 机器人运动轨迹跟踪 .72
3.5 机器人焊接轨迹跟踪 .73
3.5.1 导入布局 .73
3.5.2 设置坐标 .73
3.5.3 编制程序 .74
3.5.4 跟踪焊接轨迹 .74
3.6 更换机器人与碰撞检测 .75
3.6.1 导入组件并定位 .75
3.6.2 设置吸盘控制 .75
3.6.3 设置坐标 .75
3.6.4 连接信号端口 .76
3.6.5 编制主程序 .76
3.6.6 插入子程序 .77
3.6.7 更换机器人 .78
3.6.8 碰撞检测 .78
3.6.9 要点提示 .79
3.7 使用分度工作台 .80
3.7.1 导入组件并定位 .80
3.7.2 设置吸盘控制 .81
3.7.3 设置坐标 .81
3.7.4 连接信号端口 .81
3.7.5 编辑程序 .82
3.8 安装和拆卸工具 .84
3.8.1 导入组件并定位 .84
3.8.2 设置夹爪控制 .85
3.8.3 安装夹爪工具 .85
3.8.4 抓取和释放立方块 .86
3.8.5 拆卸夹爪工具 .89
3.8.6 安装三角夹爪工具 .90
3.8.7 抓取和释放圆柱 .91
3.8.8 拆卸三角夹爪工具 .92
3.9 机器人离线编程 .93
3.9.1 导入组件 .93
3.9.2 编制程序 .93
3.9.3 导出机器人程序 .94
第 4 章 设备组合管理：多工位机床上下料 .96
4.1 查找组件 .96
4.2 组件特性 .97
4.2.1 进料口 .97
4.2.2 出料口 .97
4.2.3 机器人管理器 .98
4.2.4 资源管理器 .99
4.2.5 加工设备 .100
4.3 建立布局 .102
4.4 配置布局 .103
4.5 测试布局 .104
4.6 使用产品筛选器 .104
4.7 拾取和放置打包的组件 .105
4.8 用托盘运送组件 .106
第 5 章 任务管理：搬运分拣107
5.1 查找组件 .107
5.2 组件特性 .108
5.2.1 任务处理器 .108
5.2.2 操作人员 . 117
5.2.3 操作位置 . 117
5.2.4 机器人控制器 . 117
5.2.5 任务控制器 . 117
5.3 工件转运管理 . 118
5.3.1 导入组件并定位 . 118
5.3.2 在“Works Process”中设定任务 . 118
5.3.3 在“Works Process #2”中设定任务 . 119
5.3.4 给机器人设定任务 .120
5.3.5 在“Works Process #3”中设定任务 .120
5.3.6 修改已设定的任务 .122
5.4 工艺工序管理 .123
5.4.1 导入组件并定位 .123
5.4.2 在“Works Process”中设定任务 .124
5.4.3 在“Works Process #2”中设定任务 .124
5.4.4 给“Works Human Resource” 设定任务 .125
5.4.5 在“Labor resource location” 中设定任务 .125
5.4.6 在“Works Process #3”中设定任务 .126
5.4.7 在“Works Process #4”中设定任务 .127
5.4.8 在“Works Process #5”中设定任务 .128
5.4.9 在“Works Process #6”中设定任务 .129
5.4.10 给机器人设定任务 .130
第 6 章 AGV 应用.131
6.1 查找组件 .131
6.2 创建服务区域 .131
6.3 添加控制器和小车 .132
6.4 定义装载与卸料位置 .133
6.5 定义装载计数和堆垛高度 .134
6.6 添加和使用车厢 .135
6.7 定义充电站和充电间隔 .136
6.8 设定运行路线 .137
6.9 定义装载序列 .137
6.10 定义等待位置 .139
第 7 章 工程图制作 141
7.1 创建布局 .141
7.2 使用模板 .143
7.3 添加视图 .144
7.4 添加尺寸和注释 .146
7.4.1 添加尺寸 .146
7.4.2 添加注释 .147
7.5 打印和导出图纸 .148
7.5.1 打印图纸 .148
7.5.2 导出图纸 .148
7.6 创建图纸的主要设置 .149
第 8 章 组件建模应用 150
8.1 组件结构 .150
8.1.1 节点 .151
8.1.2 属性 .151
8.1.3 特征 .151
8.1.4 行为 .151
8.2 创建根节点和特征 .152
8.3 变换特征 .152
8.3.1 创建和分配属性 .152
8.3.2 创建和应用操作特征 .153
8.4 保存组件 .154
8.5 创建和连接行为 .154
8.5.1 创建行为 .155
8.5.2 连接行为 .156
8.6 创建行为的位置 .157
8.6.1 创建参考点 .157
8.6.2 创建和定义路径 .158
8.6.3 切换行为端口连接 .158
8.7 物理连接组件 .159
8.7.1 创建接口节段和字段 .159
8.7.2 连接接口 .160
8.8 创建双向路径组件 .161
8.8.1 创建新组件 .161
8.8.2 创建参考点 .161
8.8.3 定义双向路径 .162
8.8.4 创建输入接口 .162
8.8.5 创建输出接口 .163
8.8.6 连接组件 .164
8.9 组件的结构 .165
第 9 章 与 PLC 和 KUKA.OfficeLite 连通调试 .167
9.1 启用连通性功能 .167
9.2 创建布局 .167
9.3 连接至 TwinCAT PLC 168
9.3.1 在 TwinCAT 中编写 PLC 程序 168
9.3.2 连接模拟器与服务器 .172
9.3.3 变量配对 .173
9.3.4 实现 PLC 控制 .175
9.4 连接至西门子仿真 PLC .177
9.4.1 在西门子博途中创建项目 .177
9.4.2 创建虚拟 PLC 181
9.4.3 下载 PLC 程序至虚拟 PLC .181
9.4.4 连接模拟器与服务器 .183
9.4.5 变量配对 .184
9.4.6 实现 PLC 控制 .186
9.5 与 KUKA.OfficeLite 连接应用 186
9.5.1 物理主机的设置 .187
9.5.2 KUKA.OfficeLite 中安装 VRC Interface .188
9.5.3 物理主机和虚拟机之间的通信 .189
9.5.4 设置物理主机和虚拟机 hosts 文件 192
9.5.5 KUKA.Sim Pro 与 KUKA.OfficeLite 连接 .194
9.5.6 KUKA.Sim pro 与 KUKA.OfficeLite 程序同步运行 .197
第 10 章 用户定制设置.200
10.1 个性化偏好设置 .200
10.2 定制快速访问工具栏 .201
10.3 下载本地副本 .202
10.4 定制收藏 .203
10.5 定制收藏组 .204
10.6 自定义智能收藏 .205
10.7 编辑 / 查看元数据 206
10.8 项目元数据详细信息 .207
10.9 将仿真导出为图像 .208
10.10 将仿真录制为视频 .209
10.11 将仿真录制为动画 .210
10.12 将 3D 视图打印输出 210
第 11 章 机器人拆垛与码垛工作站 212
11.1 导入组件并定位 .213
11.2 在“Works Process”中设定任务 214
11.3 在“Works Process #2”中设定任务 .215
11.4 在“Works Process #3”中设定任务 .215
11.5 连接信号端口 .215
11.6 编制机器人程序 .217
11.6.1 控制传送带停止程序 .217
11.6.2 第一个箱体吸取和放置程序 .217
11.6.3 第一行拆垛与码垛程序 .222
11.6.4 第一层拆垛与码垛程序 .223
11.6.5 第三层拆垛与码垛程序 .226
11.6.6 循环执行拆垛与码垛 .227
第 12 章 机器人焊接、机床上下料、 码垛流水线 .230
12.1 自动出料工序 .230
12.1.1 导入组件并定位 .230
12.1.2 设置组件属性和任务 .231
12.2 人工上料工序 .232
12.2.1 导入组件并定位 .232
12.2.2 设置组件任务 .233
12.3 机器人 1 焊接工序 .234
12.3.1 导入组件并定位 .234
12.3.2 设置组件任务 .235
12.3.3 编制机器人焊接程序 .235
12.3.4 跟踪焊接轨迹 .238
12.4 机器人 2 机床上下料工序 .239
12.4.1 导入组件并定位 .239
12.4.2 设置组件任务 .240
12.4.3 任务处理器之间的信号传递 .243
12.4.4 机器人轨迹优化 .244
12.5 机器人 3 码垛工序 .245
12.5.1 导入组件并定位 .245
12.5.2 设置组件任务 .246
12.5.3 添加其他组件 .248
附录 .249
附录 A “开始”选项卡命令详解表 249
附录 B 仿真设置功能详解表 .251
附录 C “建模”选项卡命令详解表 251
附录Ｄ “程序”选项卡命令详解表 .254
附录 E “图纸”选项卡命令详解表 256
附录 F “帮助”选项卡命令详解表 257
附录 G “文件”选项卡功能详解表 .258
附录 H “连通性”选项卡命令详解表 .258
附录 I 本软件支持的 CAD 文件 259
附录 J 快捷键详解表 260
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