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機(jī)器人離線編程與機(jī)器人編程趨勢(shì)

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工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用極大地提高了工廠的生產(chǎn)效率,在幫助企業(yè)應(yīng)對(duì)人工成本上漲、勞動(dòng)力供給不足等方面提供了可供選擇的方式,贏得了企業(yè)的廣泛關(guān)注。目前,機(jī)器人廣泛應(yīng)用于焊接、裝配、搬運(yùn)、噴漆、打磨等領(lǐng)域。 目前常用的編程方式有兩種:一種是示教編程,一種是離線編程。離線編程因?yàn)橄鄬?duì)于示教編程具有許多優(yōu)勢(shì),應(yīng)用范圍日趨廣泛。 協(xié)作機(jī)器人示教編程 需要實(shí)際機(jī)器人系統(tǒng)和工作環(huán)境 編程時(shí)機(jī)器人停止工作 在實(shí)際系統(tǒng)上試驗(yàn)程序 編程的質(zhì)量取決于編程者的經(jīng)驗(yàn) 難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的機(jī)器人運(yùn)行軌跡 機(jī)器人離線編程 離線編程特點(diǎn): 需要機(jī)器人系統(tǒng)和工作環(huán)境的圖形模型 編程時(shí)不影響機(jī)器人工作 通過仿真試驗(yàn)程序 可用CAD方法進(jìn)行最佳軌跡規(guī)劃 可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)行軌跡的編程 1.離線編程優(yōu)點(diǎn) 2.離線編程系統(tǒng)構(gòu)成 一般說來,機(jī)器人離線編程系統(tǒng)包括以下一些主要模塊:傳感器、機(jī)器人系統(tǒng)CAD建模、離線編程、圖形仿真、人機(jī)界面以及后置處理等。如圖所示: 3.離線編程關(guān)鍵技術(shù) 機(jī)器人離線編程系統(tǒng)正朝著集成的方向前進(jìn),其中包含了多個(gè)領(lǐng)域中的多個(gè)學(xué)科,為推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,以下幾個(gè)方面的技術(shù)是關(guān)鍵: 多傳感器融合技術(shù)的建模與仿真。隨著機(jī)器人智能化的提高,傳感器技術(shù)在機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越重要。因而需要在離線編程系統(tǒng)中對(duì)多傳感器進(jìn)行建模,實(shí)現(xiàn)多傳感器的通訊,執(zhí)行基于多傳感器的操作。 錯(cuò)誤檢測(cè)和修復(fù)技術(shù)。系統(tǒng)執(zhí)行過程中發(fā)生錯(cuò)誤是難免的,應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)以監(jiān)視錯(cuò)誤的發(fā)生,并采用相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)。 各種規(guī)劃算法的進(jìn)一步研究,其包括路徑規(guī)劃、放置規(guī)劃和微動(dòng)規(guī)劃等。規(guī)劃一方面要考慮到環(huán)境的復(fù)雜性、連續(xù)性和不確定性,另一方面又要充分注意計(jì)算的復(fù)雜性。 通用有效的誤差標(biāo)定技術(shù),以應(yīng)用于各種實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的機(jī)器人的標(biāo)定。 具體應(yīng)用的工藝支持。如弧焊,作為離線編程應(yīng)用比較困難的領(lǐng)域,不止是姿態(tài)、軌跡的問題,而且需要更多的工藝方面的研究以及相應(yīng)的專家系統(tǒng)。 4.離線編程誤差 第一種是外部誤差,包括機(jī)器人和工裝的安裝誤差,工裝的加工誤差等。 第二種是內(nèi)部誤差,即機(jī)器人本體在加工制造時(shí)產(chǎn)生的誤差。 減小誤差方式: 安裝誤差校準(zhǔn) Motocalv進(jìn)行安裝誤差校準(zhǔn)的原理是在仿真軟件中工件的三個(gè)特征位置生成一個(gè)三點(diǎn)程序,然后在現(xiàn)場(chǎng)工件上同樣三個(gè)位置生成一個(gè)三點(diǎn)程序,程序點(diǎn)順序和軟件中相同。通過這兩個(gè)程序、機(jī)器人系統(tǒng)參數(shù)和工具尖端點(diǎn)數(shù)據(jù),可計(jì)算得到現(xiàn)場(chǎng)和軟件中工件與機(jī)器人相對(duì)位置差值。用這個(gè)差值去補(bǔ)償離線程序,縮小偏差。 這種方法需要到現(xiàn)場(chǎng)示教校準(zhǔn)程序,遁入電腦,計(jì)算誤差,補(bǔ)償離線程序之后再遁入機(jī)器人,操作步驟較多,比較麻煩 用戶坐標(biāo)系校準(zhǔn)法 5.離線編程軟件應(yīng)用領(lǐng)域 6.離線編程主流廠商 7.機(jī)器人編程趨勢(shì) 隨著視覺技術(shù)、傳感技術(shù),智能控制,網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)以及大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展,未來的機(jī)器人編程技術(shù)將會(huì)發(fā)生根本的變革,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: ①編程將會(huì)變得簡(jiǎn)單、快速、可視、模擬和仿真立等可見。 ②基于視覺、傳感,信息和大數(shù)據(jù)技術(shù),感知、辨識(shí)、重構(gòu)環(huán)境和工件等的CAD模型,自動(dòng)獲取加工路徑的幾何信息。 ③基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)編程的網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)程化、可視化。 ④基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)離線編程和真實(shí)場(chǎng)景的互動(dòng)。 ⑤根據(jù)離線編程技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)獲取的幾何信息自主規(guī)劃加工路徑、焊接參數(shù)并進(jìn)行仿真確認(rèn)。 總之,在不遠(yuǎn)的將來,傳統(tǒng)的在線示教編程將只在很少的場(chǎng)合得到應(yīng)用,比如空間探索、水下、核電等,而離線編程技術(shù)將會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展,并與CAD/CAM、視覺技術(shù)、傳感技術(shù),互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)深度融合,自動(dòng)感知、辨識(shí)和重構(gòu)工件和加工路徑等,實(shí)現(xiàn)路徑的自主規(guī)劃,自動(dòng)糾偏和自適應(yīng)環(huán)境。

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