工业机器人的编程技术

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工业机器人的编程方法是与机器人所采用的控制系统相一致的,因而机器人运行程序的编制也有不同的方法。常用的机器人编程方法有示教编程法和离线编程法。
1.示教编程
目前机器人位姿的示教大致有两种方式:直接示教和离线示教,而随着计算机虚拟现实技术的快速发展,出现了虚拟示教。
(1)直接示教 就是指我们通常所说的手把手示教,由人直接搬动机器人的手臂对机器人进行示教,如示教盒示教或操作杆示教等。在这种示教中,为了示教方便以及获取信息的快捷而准确,操作者可以选择在不同坐标系下示教,例如,可以选择在关节坐标系、直角坐标系以及工具坐标系或用户坐标系下进行示教。
(2)离线示教 离线示教与直接示教不同,操作者不对实际作业的机器人直接进行示教,而是脱离实际作业环境生成示教数据,间接地对机器人进行示教。在离线示教法(离线编程)中,通过使用计算机内存储的机器人模型,不要求机器人实际产生运动,便能在示教结果的基础上对机器人的运动进行仿真,从而确定示教内容是否恰当及机器人是否按人们期望的方式运动。
(3)虚拟示教编程 直接示教面向作业环境,相对来说比较简单直接、适用于批量生产场合,而离线编程则充分利用计算机图形学的研究成果,建立机器人及其环境物模型,然后利用计算机可视化编程语言进行作业离线规划、仿真,但是它在作业描述上不能简单直接,对使用者来说要求较高。而虚拟示教编程充分利用了上述两种示教方法的优点,也就是借助于虚拟现实系统中的人机交互装置(例如:数据手套、游戏操纵杆、力觉笔杆等)操作计算机屏幕上的虚拟机器人动作,利用应用程序界面记录示教点位姿、动作指令并生成作业文件,最后下载到机器人控制器后,完成机器人的示教。
2.离线编程
机器人离线编程系统,是利用计算机图形学的成果建立起机器人及其工作环境模型,通过对图形的控制和操作,在离线的情况下进行机器人的轨迹规划,完成编程任务。离线编程和仿真系统包括主控模块、机器人语言处理模块、运动学及规划模块、机器人及环境三维构型模块、机器人运动仿真模块和系统通信等不同模块组成。该系统的工作过程为:首先用系统提供的机器人语言,根据作业任务对机器人进行编程,所编好的程序经过机器人语言处理模块进行处理,形成系统仿真所需的第一级数据;然后对编程结果进行三维图形动态仿真,进行碰撞检测和可行性检测;最后生成所需的控制代码,经过后置处理将代码传到机器人控制柜,使机器人完成所给定的任务。
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