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摘要:机器人离线编程系统(Robot“off-line-programming System)是当前机器人研究领域最活跃最前沿的研究方向,因而引起了众多研究人员的注意。本文介绍了国内外机器人离线鳊程系统的发展现状,离线鳊程系统的构成及今后的发展趋势。
关键词:机器人离线编程
1 引言
进入21世纪,机器人已经成为现代工业不可缺少的工具,它标志着工业的现代化程度。近年来,随着计算机技术、微电子技术及网络技术等的快速发展,机器人技术也得到了飞速发展。它集机械工程、电子工程、自动控制工程以及人工智能等多种学科的最新科研成果于一体,目前已有许多类型的机器人投入工程应用,创造了巨大的经济和社会效益。机器人是一个可编程的机械装置,其功能的灵活性和智能性很大程度上决定于机器人的编程能力。由于机器人应用范围的扩大和所完成任务复杂程度不断增加,机器人工作任务的编制已经成为一个重要问题。通常,机器入编程方式可分为示教再现编程和离线编程。目前,在国内外生产中应用的机器人系统大多为示教再现型。示教再现型机人在实际生产应用中存在的主要技术问题有:?机器人的在线示教编程过程繁琐、效率低;?示教的精度完全靠示教者的经验目测决定,对于复杂路径难以取得令人满意的示教果;?对于一些需要根据外部信息进行实时决策的应用无能为力。而离线编程系统可以简机器人编程进程,提高编程效率,是实现系统集成的必要的软件支撑系统。与示教编程相比,离线编程系统具有如下优点:?减少机器人停机的时间,当对下一个任务进行编程时,机器人可仍在生产线上工作;?使编程者远离危险的工作环境,改善了编程环境;?离线编程系统使用范围广,可以对各种机器人进行
编程,并能方便地实现优化编程;?便于和CAD,CAM系统结合,做CAD/CAM/ROBOTICS一体化;?可使用高级计算机编程语言对复杂任务进行编程;?便于修改机器人程序。因此,离线编程引起了人们的广泛重视,并成为
机器人学中一个十分活跃的研究方向。
2 机器人离线编程系统概述
2(1机器人离线编程的概念和技术内容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的几何模型,再利用一些规划算法,通过对图形的控制和操作,在离线的情况下进行轨迹规划。通过对编程结果进行三维图形动画仿真,以检验编程的正确性,最后将生成的代码传到机器人控制柜,以控制机器人运动,完成给定任务。机器人离线编程系统已被证明是一个有力的工具,可以增加安全性,减少机器人不工作时间和降低成本。机器人离线编程系统是机器人编程语言的拓广,通过该系统可以建立机器人和CAD,CAM之
间的联系。设计一个离线编程系统应具备以下几点:
1)所编程的工作过程的知识;
2)机器人和工作环境三维实体模型;
3)机器人几何学、运动学和动力学的知识;
4)基于图形显示的软件系统、可进行机器人运动的图形仿真;
5)轨迹规划和检查算法,如检查机器人关节角超限、检测碰撞以及规划机器
人在工作空间的运动轨迹等;
6)传感器的接口和仿真,以利用传感器的信息进行决策和规划;
7)通信功能,以完成离线编程系统所生成的运动代码到各种机器人控制柜的
通信;
8)用户接口,以提供有效的人机界面,便于人工干预和进行系统的操作。
此外,由于离线编程系统是