當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于焊接、裝配、搬運(yùn)、噴漆及打磨等領(lǐng)域，任務(wù)的復(fù)雜程度不斷增加，而用戶對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、效率的追求越來越高。在這種形式下，工業(yè)機(jī)器人的編程方式、編程效率和質(zhì)量顯得越來越重要。降低編程的難度和工作量，提高編程效率，實(shí)現(xiàn)編程的自適應(yīng)性，從而提高生產(chǎn)效率，是機(jī)器人編程技術(shù)發(fā)展的終極追求。

       那么，工業(yè)機(jī)器人編程技術(shù)有哪些呢？本文先為大家介紹第一種：示教編程。

       示教編程也分為四個(gè)小類：

       1、在線示教編程

       通常由操作人員通過示教盒控制機(jī)械手工具末端到達(dá)指定的姿態(tài)和位置，記錄工業(yè)機(jī)器人位姿數(shù)據(jù)并編寫機(jī)器人運(yùn)動(dòng)指令，完成機(jī)器人在正常加工中的軌跡規(guī)劃、位姿等關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)信息的采集、記錄。

       示教盒示教具有在線示教的優(yōu)勢(shì)，操作簡(jiǎn)便直觀。如下左圖所示，示教盒主要有編程式和遙感式兩種。例如，采用工業(yè)機(jī)器人對(duì)汽車車身進(jìn)行點(diǎn)焊，首先由操作人員控制機(jī)器人達(dá)到各個(gè)焊點(diǎn)對(duì)各個(gè)點(diǎn)焊軌跡通過人工示教，在焊接過程中通過示教再現(xiàn)的方式，再現(xiàn)示教的焊接軌跡，從而實(shí)現(xiàn)車身各個(gè)位置各個(gè)焊點(diǎn)的焊接。

       車身機(jī)器人點(diǎn)焊過程如下右圖所示。但在焊接中車身的位置很難保證每次都完全一樣，故在實(shí)際焊接中，通常還需要增加激光傳感器等對(duì)焊接路徑進(jìn)行糾偏和校正。

       2、激光傳感輔助示教

       在空間探索、水下施工、核電站修復(fù)等極限環(huán)境下，操作者不能身臨現(xiàn)場(chǎng)，焊接任務(wù)的完成必須借助于遙控方式。環(huán)境的光照條件差，視覺信息不能完全地反饋現(xiàn)場(chǎng)的情況，采用立體視覺作為視覺反饋手段，示教周期長(zhǎng)。

       激光視覺傳感能夠獲取焊縫輪廓信息，反饋給機(jī)器人控制器實(shí)時(shí)調(diào)整焊槍位姿跟蹤焊縫。哈爾濱工業(yè)大學(xué)高洪明等提出了用于遙控焊接的激光視覺傳感輔助遙控示教技術(shù)，克服了基于立體視覺顯示遙控示教的缺點(diǎn)。通過激光視覺傳感提取焊縫特征點(diǎn)作為示教點(diǎn)，提高了識(shí)別精度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)平面曲線焊縫和復(fù)雜空間焊縫的遙控示教（見下圖）。

       3、力覺傳感輔助示教

       由于視覺誤差，立體視覺示教精度低，激光視覺傳感能夠獲取焊縫輪廓信息，反饋給工業(yè)機(jī)器人控制器實(shí)時(shí)調(diào)整焊槍位姿跟蹤焊縫。但也無法適應(yīng)所有遙控焊接環(huán)境，如工件表面狀態(tài)對(duì)激光輔助示教有一定影響，不規(guī)則焊縫特征點(diǎn)提取困難，為此哈爾濱工業(yè)大學(xué)高洪明等提出了“遙控焊接力覺遙示教技術(shù)”，采用力傳感器對(duì)焊縫進(jìn)行辨識(shí)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，反應(yīng)靈敏度高，力覺傳感與焊縫直接接觸，示教精度高。

       通過力覺遙示教焊縫辨識(shí)模型和自適應(yīng)控制模型，實(shí)現(xiàn)遙示教局部自適應(yīng)控制，通過共享技術(shù)和視覺臨場(chǎng)感實(shí)現(xiàn)人對(duì)遙控焊接遙示教宏觀全局監(jiān)控。

       4、專用工具輔助示教

       為了使得工業(yè)機(jī)器人在三維空間示教過程更直觀，一些輔助示教工具被引入在線示教過程，輔助示教工具包括位置測(cè)量單元和姿態(tài)測(cè)量單元，分別來測(cè)量空間位置和姿態(tài)。由兩個(gè)手臂和一個(gè)手腕組成，有6個(gè)自由度，通過光電編碼器來記錄每個(gè)關(guān)鍵的角度。

操作時(shí)，由操作人員手持該設(shè)備的手腕，對(duì)加工路徑進(jìn)行示教，記錄下路徑上每個(gè)點(diǎn)的位置和姿態(tài)，再通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為機(jī)器人的加工路徑值，實(shí)現(xiàn)示教編程，操作簡(jiǎn)便， 精度高，不需要操作者實(shí)際操作機(jī)器人，這對(duì)很多非專業(yè)的操作人員來說是非常方便的。

       借助激光等裝置進(jìn)行輔助示教，提高了工業(yè)機(jī)器人使用的柔性和靈活性，降低了操作的難度，提高了工業(yè)機(jī)器人加工的精度和效率，這在很多場(chǎng)合是非常實(shí)用的。