技术丨工业机器人编程技术解读及发展趋势

工业机器人的应用极大地提高了工厂的生产效率，在帮助企业应对人工成本上涨、劳动力供给不足等方面提供了可供选择的方式，赢得了企业的广泛关注。目前，机器人广泛应用于焊接、装配、搬运、喷漆、打磨等领域。

目前常用的编程方式有两种：一种是示教编程，一种是离线编程。

示教编程方法包括示教、轨迹再现，可以通过示教盒示教和导引式示教两种途径实现。

示教编程特点：

◆ 需要实际机器人系统和工作环境

◆ 编程时机器人停止工作

◆ 在实际机器人上试验程序

◆ 编程的质量取决于编程者的经验

◆ 难以实现复杂的机器人运行轨迹

离线编程是指操作者在编程软件里构建整个机器人工作应用场景的三维虚拟环境，然后根据加工工艺等相关需求，进行一系列操作。

与示教编程相比，离线编程又有什么优势呢?

过于复杂的机器人动作是难以通过手动示教完成的，相比依靠老员工经验的传统手动示教，离线编程软件可对复杂任务进行编程，能够基于CAD三维模型中的几何特征自动生成轨迹，可最大程度地避免人为因素造成的产品质量不稳定。

离线编程尤其适合这样的企业：

◆ 采用多品种小批量产线的企业 

◆ 同时需要多品牌的机器人进行协作的企业 

◆ 生产工序复杂，参数变化多，机器人运动轨迹复杂 

◆ 非标准自动化集成，意识到自行开发的成本过高 

离线编程系统使用范围广，可以对各种机器人进行编程；较为主流的编程软件都可以支持多种品牌工业机器人离线编程操作，包括ABB、KUKA、Fanuc、Yaskawa、Staubli以及国产品牌机器人等等。

一般说来，机器人离线编程系统包括以下一些主要模块：传感器、机器人系统CAD建模、离线编程、图形仿真、人机界面以及后置处理等。

离线编程的步骤可概括为以下几点：

◆ 在虚拟环境中创建加工场景，将现实中的生产线还原到软件中

◆ 设置加工工艺（如焊接、激光切割等）

◆ 编排机器人运动路径，在软件中完成仿真

◆ 对不同品牌的机器人生成相应的控制指令，完成机器人编程

随着视觉技术、传感技术，智能控制，网络和信息技术以及大数据等技术的发展，未来的机器人编程技术将会发生根本的变革。

主要表现在以下几个方面：

◆ 编程将会变得简单、快速、可视、模拟和仿真立等可见；

◆ 基于视觉、传感，信息和大数据技术，感知、辨识、重构环境和工件等的CAD三维模型，自动获取加工路径的几何信息；

◆ 基于互联网技术实现编程的网络化、远程化、可视化；

◆ 基于增强现实技术实现离线编程和真实场景的互动。

未来，离线编程技术将会得到进一步发展，并与CAD/CAM、视觉技术、传感技术，互联网、大数据、增强现实等技术深度融合，自动感知、辨识和重构工件和加工路径等，实现路径的自主规划，自动纠偏和自适应环境。