机器人仿真与编程技术(机器人仿真与编程技术百度网盘)

机器人的主要编程方式有哪些

焊接机器人作为一种可编程装置，按照其编程方式可分为示

教编程、离线编程和自主编程三种。

(1)示教编程

示教编程是指操作人员通过人工手动的方式，利用示教板移动机器人末端焊枪跟踪焊缝，适时记录焊件焊缝轨迹和焊接工艺参数，机器人根据记录信息采用逐点示教的方式再现焊接过程。这种逐点记录焊枪姿态再重现的方法需要操作人员充当外部传感的角色，机器人自身缺乏外部信息传感，灵活性较差，而且对于结构复杂的焊件，需要操作人员花费大量的时间进行示教，编程效率低。当焊接环境参数发生变化时，需要重新示教焊接过程，不能适应焊接对象和任务变化的场合，焊接精度差

(2)离线编程

离线编程采用部分传感技术，主要依靠计算机图形学技术，建立机器人工作模型，对编程结果进行三维图形学动画仿真以检测编程可靠性，最后将生成的代码传递给机器人控制柜控制机器人运行。与示教编程相比，离线编程可以减少机器人工作时间，结合CAD技术，简化编程。国外机器人离线编程技术研究成熟，各工业机器人产商都配有各自机器人专用的离线编程软件系统。比如ABB的Robot studio仿真编程软件，既可以做仿真分析又可以离线编程。离线编程能够构造模拟的焊接环境，依据工况条件，应用CAD技术构造相应的夹具、零件和工具的几何模型。但缺乏真实焊接环境的传感数据，所构造的几何模型对真实焊接目标也只是部分的描述，在焊接过程中必须做出偏差调节，因此离线编程难以描述真实的三维运动，不是特别可靠，在焊接过程中必须进行实时的偏差控制以满足焊接工艺的要求

(3)自主编程

自主编程技术是实现机器人智能化的基础。自主编程技术应用各种外部传感器使得机器人能够全方位感知真实焊接环境，识别焊接工作台信息，确定工艺参数。

自主编程技术无需繁重的示教，减少了机器人的工作时间和工人的劳动时间，也无需根据工作台信息实时对焊接过程中的偏差进行纠正，大大提高了机器人的自主性和适应性而成为未来机器人发展的趋势。

目前，常用的传感器有视觉传感器、超声波传感器、电弧传感器、接触式传感器等使机器人具备视觉、听觉和触觉等。

机器人的视觉传感器主要应用电荷藕合器件(CCD一一Charged Coupled Device)摄像机模拟人眼获取外部信息，具备与工件无接触、抗电磁干扰、检测精度高、获取信息丰富等优点。超声波传感器价格低廉、测距方向性好，但是超声波易受焊接噪声、保护气流因素的干扰而衰减，影响测量精度。电弧传感器则充分利用焊接过程的电弧参数对焊缝进行测量，不需要附加其他传感器就可以计算出焊枪与工件之间的距离，广泛应用于对称坡口焊缝如V型焊缝的焊接，对于复杂焊缝无良好检测能力。接触式传感器依靠探针沿焊缝运动，检测探针的偏移得到焊枪与焊缝之间的偏差，传感器价格低廉、原理简单、方便实现。但是随着探针磨损和变形的加剧，检测精度逐步降低，对于复杂焊缝以及高速焊接场合检测能力一般。

对比而言，视觉传感器采集自然光焊缝图像、激光结构光图像和电弧光图像，激光传感器单色性好、亮度高，对焊接过程的视觉采集起到很好的辅助作用，对复杂焊缝检测能力良好。因此，具有视觉检测能力的焊接机器人更能适应环境变化，实现机器人智能化。

机器人仿真焊接机器人仿真编程实验原理

示教再现。根据查询机器人仿真编程资料显示，机器人仿真焊接机器人仿真编程实验原理是示教再现。即由用户导引机器人，一步步按实际任务操作一遍，机器人在导引过程中自动记忆示教的每个动作的位置、姿态、运动参数、焊接参数等，并自动生成一个连续执行全部操作的程序。

机器人系统仿真的发展概况

国外很早便认识到机器人仿真在机器人研究和应用方面的重要作用，并从70年代开始进行了这方面的研究工作。在许多从事机器人研究的部门都装备有功能较强的机器人仿真软件系统， 它们为机器人的研究提供了灵活和方便的工具。例如， 美国Cornell大学开发了一个通用的交互式机器人图形仿真系统INEFFABELLE，它不是针对某个具体机器人， 而是利用它可以很容易建立所需要的机器人及环境的模型，并且具有图形显示和运动的功能。西德Saarlandes大学开发了一个机器人仿真系统R0BSIM，它能进行机器人系统的分析、综合及离线编程，美国Maryland大学开发了一个机械手设计和分析的工具DYNAMAN， 它能产生机械手的动力学模型，根据需要可以自动产生F0RTRAN 的仿真程序， 同时也可产生符号表示的雅可比矩阵。MIT开发了一个机器人CAD软件包OPTARMⅡ，它可用于时间最优轨迹规划的研究。Michigan大学开发了一个机器人图形编程系统——PROGRESS， 其特点是菜单驱动和光标控制， 并能有2D图形符号来仿真外界的传感器和执行部件， 以使用户获得更加接近真实的编程环境．

自80年代以来国外已建成了许多用于机器人工作站设计和离线编程的仿真系统，例如美国McAuto公司开发了机器人仿真系统PLACE， 它主要用于机器人工作站的设计；PIRensselaerPolytechnicInstitute)研制了GRASP Calma公司在GRAsP的基础上开发了Robot—SIM 软件，它主要用于工作站设计和机器人选型。通用电气公司的研究开发部对Robot-SIM 进行丁改进工作。Intergraph公司也研制了一个机器人仿真系统， 它更加强调机器人的动力学特性和控制系统对精度及整个性能的影响。Computervision公司开发了软件包obographix， 它具有产生机器人工作路径、仿真机器人运动及碰撞检测等多种功能。目前它能对8种常用的机器人进行仿真。Autosimu]ations公司研制了两个机器人仿真软件包AutoMod和AutoGram AutoGram是利用GPSS仿真语言的建模软件，AutoMod是图形显示软件。Deneb公司开发了IGRIP软件，它主要用于工作站设计和离线编程 SRI国际部研制了仿真软件包RCODE，它具有几乎实时的碰撞检测功能 西德Kadsruke大学建立了机器人仿真系统ROSI和ROS2。法国LAMM 开发了CARO系统，它主要强调三维数据库设计技术，快速性及能在小机器上运行是其追求的目标。以色列OSHAP公司推出了ROBCAD， 它主要用于工作站设计和离线编程， 并能将程序下装到系统内。在以上介绍的软件中．大部分已经商品化，并已在很多生产和研究部f J获得了广泛应用。

国内从80年代后期起，许多单位也开始从事机器人仿真技术的研究工作。在国家高技术计划自动化领域智能机器凡号题中，清华大学 浙江大学、沈阳自动化所及上海交大等单位承担了机器人系统仿真的研制任务，取得了多项研究成果，本文后面还将对此工作专门介绍。哈工大、北航、国防科大等单位承担了机器人机构仿真的任务，摄后也研制成功一个大型的机器人仿真软件。 还有不少单位针对某一具体方面进行了广泛深入的机器人仿真技术的研究。

机器人如何编程

机器人编程的方法：

第一种，示教器编程，通过链接在机器人控制柜上的，这个厂家配套的示教器，可以对机器人进行实时的操作控制，以及程序编写，特别适用于码垛搬运等示教点数较小的项目。

第二种，离线编程，先在电脑软件上编写好机器人程序，做好仿真验证，再通过U盘或者网线把程序导入机器人当中，机器人就会按照你之前编好的程序运动。一般适用于轨迹比较复杂或者程序语句较多的中大型项目。

执行原理

计算机对除机器语言以外的源程序不能直接识别、理解和执行，都必须通过某种方式转换为计算机能够直接执行的。这种将高级程序设计语言编写的源程序转换到机器目标程序的方式有两种：解释方式和编译方式。

解释方式下，计算机对高级语言书写的源程序一边解释一边执行，不能形成目标文件和执行文件。

机器人仿真哪里学

机器人仿真可以在很多地方学到，比如：小学，中学，大学开设的专业或者课外去培训机构学习，也可以通过互联网学习网课内容。

主要课程：《电工基础》、《机械制图与CAD》、《机械基础》、《电工日常设备及线路安装与检修》、《工业机器人应用认知与现场编程》、《步进与伺服技术》、《传感器与PLC综合应用》、《工业机器人工作站的安装与调试》等课程。

就业方向：面向机器人及其关联设备制造企业，从事机器人及其相关机电设备的应用、编程、调试和系统集成；面向机器人及其关联设备销售企业(主要代理公司)，从事机器人及其相关机电设备的应用、编程、调试和维护；面向拥有机器人及其关联设备的公司(主要自动化企业)，从事机器人及其相关机电设备的运行维护和系统集成。