淺談機(jī)器人示教編程和離線編程的區(qū)別

　　隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人已成為當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)上重要的組成部分，它可以很精確的完成形形色色的任務(wù)和操作。相比于人類的局限性而言它們有更為廣泛的應(yīng)用空間。機(jī)器人技術(shù)的提出大約也有五六十年的時(shí)間了，到了七十年代后，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，機(jī)器人才廣泛應(yīng)用于工業(yè)的生產(chǎn)上。隨著機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人技術(shù)也由單一的工業(yè)生產(chǎn)方面進(jìn)一步向各個(gè)領(lǐng)域延伸和應(yīng)用，由此出現(xiàn)了一批能夠應(yīng)用于建筑、醫(yī)療、飛行領(lǐng)域的機(jī)器人。

　　九十年代以后，由于人工智能、機(jī)械電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)以及傳感器技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得機(jī)器人技術(shù)更上一個(gè)新的臺階，所以說機(jī)器人技術(shù)將沿著智能化、復(fù)雜化的趨勢發(fā)展下去。

　　簡單的說機(jī)器人就是一種能夠自動執(zhí)行程序，完成工作的機(jī)械裝置，它可以通過預(yù)先設(shè)定好的程序進(jìn)行工作，也可以通過某種通訊設(shè)備與人類進(jìn)行溝通已完成預(yù)定的任務(wù)。

　　既然機(jī)器人的智能化發(fā)展是一個(gè)大的趨勢，那么對于它是如何完成既定的工作的話我們就要談到機(jī)器人的編程方式了。

　　首先說一下機(jī)器人編程是為了讓機(jī)器人自動執(zhí)行某項(xiàng)操作任務(wù)而人工為其編寫的動作順序程序。根據(jù)機(jī)器人控制器類型以及芯片復(fù)雜程度的不同，通?？刹捎枚喾N方式為其編程。通常的機(jī)器人編程方式有以下兩種：

　　第一種是手動示教編程即操作人員通過示教器，手動控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)運(yùn)動，以使機(jī)器人運(yùn)動到預(yù)定的位置，同時(shí)將該位置進(jìn)行記錄，并傳遞到機(jī)器人控制器中，之后的機(jī)器人可根據(jù)指令自動重復(fù)該任務(wù)，操作人員也可以選擇不同的坐標(biāo)系對機(jī)器人進(jìn)行示教。下面是從網(wǎng)上搜到的一個(gè)示教編程圖片，看的小萌著實(shí)捏了一把汗，看來為了做示教編程，還得馬上減肥去，然后再練練深蹲，劈叉，干脆還是練瑜伽好了~

　　然后再說說示教器，各家機(jī)器人的示教器可謂五花八門，操作也不一樣，還是現(xiàn)在智能手機(jī)好，蘋果和安卓兩家一統(tǒng)下了。下面是小萌從網(wǎng)上搜到的一些示教器的圖片分享給各位想學(xué)機(jī)器人編程的小伙伴。

　　這只是小萌搜到的一部分示教器圖片，看到他們，不禁感嘆，縱使小萌我青春年少，可要把他們都學(xué)會，得何年何月啊，難道要交給我的接班人小小萌來完成？

　　以上是對示教編程的一個(gè)總結(jié)，想必大家對示教編程也有一定的了解了，下面總結(jié)一下示教編程的弊端：

　　1、示教在線編程過程繁瑣、效率低。

　　2、精度完全是靠示教者的目測決定，而且對于復(fù)雜的路徑示教在線編程難以取得令人滿意的效果。

　　3、示教器種類太多，學(xué)習(xí)量太大。

　　4、示教過程容易發(fā)生事故，輕則撞壞設(shè)備，重則撞傷人。

　　5、對實(shí)際的機(jī)器人進(jìn)行示教時(shí)要占用機(jī)器人。

　　手動示教編程暫且就先說到這里，下面就來說說第二種機(jī)器人編程方式即離線編程。

　　離線編程是當(dāng)前較為流行的一種編程方式，首先談?wù)勈裁词?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/離線編程">離線編程，在小萌看來，所謂示教編程，因?yàn)槭窘唐髋c機(jī)器人要通過線纜連接，而且必須在工作現(xiàn)場編程，所以又可以叫在線編程或現(xiàn)場編程。離線編程，顧名思義，就是不用在環(huán)境吵雜的現(xiàn)場，這對小萌這樣愛美的小女子來說，是多大的福音啊，感覺瞬間變的高大上了，仿佛從卓大師的《摩登時(shí)代》一下跨進(jìn)了美國大片《阿凡達(dá)》。言歸正傳，離線編程，是通過軟件，是在電腦里重建整個(gè)工作場景的三維虛擬環(huán)境，然后軟件可以根據(jù)要工加零件的大小、形狀、材料，同時(shí)配合軟件操作者的一些操作，自動生成機(jī)器人的運(yùn)動軌跡，即控制指令。離線編程克服了在線示教編程的很多缺點(diǎn)，充分利用了計(jì)算機(jī)的功能，減少了編寫機(jī)器人程序所需要的時(shí)間成本，同時(shí)也降低了在線示教編程的不便。

　　說到離線編程就不得不說說離線編程軟件了，提到這里大家能聽過的像RobotArt、RobotMaster、RobotWorks、RobotStudio等，這些都是在離線編程行業(yè)中首屈一指的大牛。以北京華航的RobotArt離線編程軟件為例，這款離線編程軟件雖說是國產(chǎn)的，但其公司技術(shù)背景一是北航機(jī)器人研究所與CAD中心數(shù)十年的航空航天項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，二是數(shù)幾十人的優(yōu)秀研發(fā)團(tuán)隊(duì)，所以說和RobotMaster、RobotWorks、RobotStudio相比起來功能卻一點(diǎn)也不遜色，而且有航空航天背景，是目前離線編程軟件國內(nèi)品牌中的頂尖的軟件。軟件最大特點(diǎn)是根據(jù)虛擬場景中的零件形狀，自動生成加工軌跡，并且可以控制大部分主流機(jī)器人，對國內(nèi)機(jī)器人支持也是棒棒噠！軟件根據(jù)幾何數(shù)模的拓?fù)湫畔⑸蓹C(jī)器人運(yùn)動軌跡，之后軌跡仿真、路徑優(yōu)化、后置代碼一氣呵成，同時(shí)集碰撞檢測、場景渲染、動畫輸出于一體，可快速生成效果逼真的模擬動畫。廣泛應(yīng)用于打磨、去毛刺、焊接、激光切割、數(shù)控加工等領(lǐng)域。下圖就是這款軟件的一個(gè)界面：

　　總結(jié)一下這款軟件的優(yōu)點(diǎn)在于：

　　1.支持多種格式的三維CAD模型，可導(dǎo)入擴(kuò)展名為step、igs、stl、x_t、prt（UG）、prt（ProE）、CATPart、sldpart等格式;

　　2.支持多種品牌工業(yè)機(jī)器人離線編程操作，如ABB、KUKA、Fanuc、Yaskawa、Staubli、KEBA系列、新時(shí)達(dá)、廣數(shù)等）;

　　3.擁有大量航空航天高端應(yīng)用經(jīng)驗(yàn);

　　4.自動識別與搜索CAD模型的點(diǎn)、線、面信息生成軌跡;

　　5.軌跡與CAD模型特征關(guān)聯(lián)，模型移動或變形，軌跡自動變化;

　　6.一鍵優(yōu)化軌跡與幾何級別的碰撞檢測;

　　7.支持多種工藝包，如切割、焊接、噴涂、去毛刺、數(shù)控加工;

　　8.支持將整個(gè)工作站仿真動畫發(fā)布到網(wǎng)頁、手機(jī)端;

　　不過這款軟件對國外的一些小品牌的機(jī)器人暫且還不支持。

　　機(jī)器人離線編程系統(tǒng)正朝著一個(gè)智能化、專用化的方向發(fā)展，用戶操作越來越簡單方便，并且能夠快速生成控制程序。在某些具體的應(yīng)用領(lǐng)域可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)化，極大的簡化了用戶的操作。同時(shí)機(jī)器人離線編程技術(shù)對機(jī)器人的推廣應(yīng)用及其工作效率的提升有著重要的意義，離線編程可以大幅度節(jié)約制造時(shí)間，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的實(shí)時(shí)仿真，為機(jī)器人的編程和調(diào)試提供靈活的工作環(huán)境所以說離線編程是機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)大的方向。