嘉南藥理大學 2018 - Unity 互動科技：RobotSim 機器手臂模擬

課程簡介

這是 2018 年在嘉南藥理大學開設的「互動科技」課程，主題為 Unity + RobotSim 機器手臂模擬。

課程理念

Unity 不只能做遊戲、APP 或 AR/VR！

這門課程要教大家如何把工具當作工具用，利用 Unity 解決實際的工業問題。透過 RobotSim 機器手臂模擬系統，學習：

• Unity 3D 在工業自動化的應用
• 機器手臂的基本原理與操作
• 程式設計與流程控制
• 從模擬到實際應用的完整流程

課程特色

用工具解決問題的思維

問題解決流程：

1. 發現問題
2. 假設解決辦法
3. 使用工具製作出解決辦法
4. 使用解決辦法來解決問題

實際案例：RobotSim WebPlayer

問題： 機器手臂一台幾十到幾百萬，客戶在購買之前對它不了解，降低了購買意願。

假設解決辦法： 製作線上可以模擬機器手臂運作的模擬器，讓客戶可以線上試玩。

使用工具： Unity 可以製作完成後輸出成 WebGL，在瀏覽器中模擬 3D 畫面。

解決方案： RobotSim WebPlayer

課程內容

1. Unity 應用案例

展示 Unity 在不同領域的應用：

• Unity + Kinect：體感互動遊戲（愛之味體感互動）
• Unity + 紅外線雷射 + 攝影機：互動射擊裝置
• Unity + Leap Motion：手勢控制機器手臂

2. RobotSim 基礎操作

機器手臂基本概念：

• 座標系統：WORLD、BASE、TOOL
• 操作方式：XYZ ABC（空間座標）、AXIS（軸角度）
• 運動指令：PTP（點對點）、LIN（直線）、CIRC（圓弧）
• 軸極限：A1~A6 各軸的運動範圍
• 程式執行方式：先教點 → 用指令讓手臂重現動作

RobotSim 操作流程：

1. 下載、安裝、試用 RobotSim
2. 教點、編寫程式、模擬動作
3. 設定 Tool（工具坐標）、更新點位
4. 設定 Base（基座坐標）、匯出程式

3. RobotSim 程式設計

基礎程式元素：

• 變數 (Value)：儲存數值與資料
• 動作 (Motion)：控制機器手臂運動
• 流程控制 (Flow)：IF、FOR、WHILE 等流程控制

RobotCommand 擴充：

• 學習 Unity C# 腳本開發
• 自訂 RobotCommand 指令
• 整合 Unity 物理引擎與 UI 系統

4. 實作專案：夾娃娃機控制

專案特色：

• UI 控制：使用 Unity UI 系統控制手臂移動
• 夾爪控制：實作夾爪開關功能
• 程式設計：自訂 RobotCommandControlRobot 指令
• 即時互動：結合 Unity 的即時渲染與物理模擬

技術要點：

• UI Button 事件綁定
• Transform 位置更新
• Inverse Kinematics (IK) 應用
• 夾爪 GripperLock 控制

學習成果

學生將學會：

1. Unity 3D 工業應用
   • 從遊戲開發工具轉換到工業模擬應用
   • 理解 Unity 的多元應用可能性
2. 機器手臂基本知識
   • 座標系統與運動指令
   • 軸限制與安全操作
   • 從模擬到實際的流程
3. 程式設計能力
   • C# 腳本開發
   • 物件導向程式設計
   • 流程控制與邏輯設計
4. 問題解決思維
   • 發現問題 → 假設解決方案 → 實作驗證
   • 工具選擇與整合能力

課程資源

完整教學網站： https://yazelin.github.io/cnu2018-RobotSim/

GitHub 開源專案： https://github.com/yazelin/cnu2018-RobotSim

參考影片：

• RobotSim 下載-安裝-試用
• RobotSim 教點-程式-模擬
• RobotSim 設定Tool-更新點位
• RobotSim 設定Base-匯出程式

相關連結：

• RobotSim 技術詳解
• YouTube Demo 影片集

課程資訊

• 學校：嘉南藥理大學
• 課程名稱：互動科技 - Unity - RobotSim
• 授課時間：2018 年
• 授課教師：Yaze Lin