淺談機器人示教編程和離線編程的區別

　　隨著科學技術日新月異的進步，工業機器人已成為當今工業生產上重要的組成部分，它可以很精確的完成形形色色的任務和操作。相比于人類的局限性而言它們有更為廣泛的應用空間。機器人技術的提出大約也有五六十年的時間了，到了七十年代后，隨著計算機的發展，機器人才廣泛應用于工業的生產上。隨著機器人的廣泛應用，機器人技術也由單一的工業生產方面進一步向各個領域延伸和應用，由此出現了一批能夠應用于建筑、醫療、飛行領域的機器人。

　　九十年代以后，由于人工智能、機械電子和計算機技術以及傳感器技術的迅猛發展，使得機器人技術更上一個新的臺階，所以說機器人技術將沿著智能化、復雜化的趨勢發展下去。

　　簡單的說機器人就是一種能夠自動執行程序，完成工作的機械裝置，它可以通過預先設定好的程序進行工作，也可以通過某種通訊設備與人類進行溝通已完成預定的任務。

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

　　首先說一下機器人編程是為了讓機器人自動執行某項操作任務而人工為其編寫的動作順序程序。根據機器人控制器類型以及芯片復雜程度的不同，通?？刹捎枚喾N方式為其編程。通常的機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，手動控制機器人的關節運動，以使機器人運動到預定的位置，同時將該位置進行記錄，并傳遞到機器人控制器中，之后的機器人可根據指令自動重復該任務，操作人員也可以選擇不同的坐標系對機器人進行示教。下面是從網上搜到的一個示教編程圖片，看的小萌著實捏了一把汗，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，各家機器人的示教器可謂五花八門，操作也不一樣，還是現在智能手機好，蘋果和安卓兩家一統下了。下面是小萌從網上搜到的一些示教器的圖片分享給各位想學機器人編程的小伙伴。

　　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總結，想必大家對示教編程也有一定的了解了，下面總結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，學習量太大。

　　4、示教過程容易發生事故，輕則撞壞設備，重則撞傷人。

　　5、對實際的機器人進行示教時要占用機器人。

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

　　離線編程是當前較為流行的一種編程方式，首先談談什么是離線編程，在小萌看來，所謂示教編程，因為示教器與機器人要通過線纜連接，而且必須在工作現場編程，所以又可以叫在線編程或現場編程。離線編程，顧名思義，就是不用在環境吵雜的現場，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《摩登時代》一下跨進了美國大片《阿凡達》。言歸正傳，離線編程，是通過軟件，是在電腦里重建整個工作場景的三維虛擬環境，然后軟件可以根據要工加零件的大小、形狀、材料，同時配合軟件操作者的一些操作，自動生成機器人的運動軌跡，即控制指令。離線編程克服了在線示教編程的很多缺點，充分利用了計算機的功能，減少了編寫機器人程序所需要的時間成本，同時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的，但其公司技術背景一是北航機器人研究所與CAD中心數十年的航空航天項目經驗，二是數幾十人的優秀研發團隊，所以說和RobotMaster、RobotWorks、RobotStudio相比起來功能卻一點也不遜色，而且有航空航天背景，是目前離線編程軟件國內品牌中的頂尖的軟件。軟件最大特點是根據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器人，對國內機器人支持也是棒棒噠！軟件根據幾何數模的拓撲信息生成機器人運動軌跡，之后軌跡仿真、路徑優化、后置代碼一氣呵成，同時集碰撞檢測、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。廣泛應用于打磨、去毛刺、焊接、激光切割、數控加工等領域。下圖就是這款軟件的一個界面：

　　總結一下這款軟件的優點在于：

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

　　2.支持多種品牌工業機器人離線編程操作，如ABB、KUKA、Fanuc、Yaskawa、Staubli、KEBA系列、新時達、廣數等）;

　　3.擁有大量航空航天高端應用經驗;

　　4.自動識別與搜索CAD模型的點、線、面信息生成軌跡;

　　5.軌跡與CAD模型特征關聯，模型移動或變形，軌跡自動變化;

　　6.一鍵優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、數控加工;

　　8.支持將整個工作站仿真動畫發布到網頁、手機端;

　　不過這款軟件對國外的一些小品牌的機器人暫且還不支持。

　　機器人離線編程系統正朝著一個智能化、專用化的方向發展，用戶操作越來越簡單方便，并且能夠快速生成控制程序。在某些具體的應用領域可以實現參數化，極大的簡化了用戶的操作。同時機器人離線編程技術對機器人的推廣應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約制造時間，實現機器人的實時仿真，為機器人的編程和調試提供靈活的工作環境所以說離線編程是機器人發展的一個大的方向。