對工業(yè)機器人來說，主要有三類編程方法：在線編程、離線編程以及自主編程三類。在當前機器人的應用中，手工示教仍然應用于整個機器人領域，離線編程適合于結構化焊接環(huán)境，但對于軌跡復雜的三維焊縫，手工示教不但費時而且也難以滿足精度要求，因此在視覺導引下由計算機控制機器人自主示教取代手工示教已成為發(fā)展趨勢。

示教編程技術

在線示教編程通常由操作人員通過示教盒控制機械手工具末端到達指定的姿態(tài)和位置，記錄機器人位姿數(shù)據(jù)并編寫機器人運動指令，完成機器人在正常加工中的軌跡規(guī)劃、位姿等關節(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，操作簡便直觀。

例如，采用機器人對汽車車身進行點焊，首先由操作人員控制機器人達到各個焊點對各個點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，從而實現(xiàn)車身各個位置各個焊點的焊接。但在焊接中車身的位置很難保證每次都完全一樣，故在實際焊接中，通常還需要增加激光傳感器等對焊接路徑進行糾偏和校正。

便于CAD/CAM系統(tǒng)結合，做到CAD/CAM/ROBOTICS一體化；可使用高級計算機編程語言對復雜任務進行編程；便于修改機器人程序。

機器人離線編程是利用計算機圖形學的成果，通過對工作單元進行三維建模，在仿真環(huán)境中建立與現(xiàn)實工作環(huán)境對應的場景，采用規(guī)劃算法對圖形進行控制和操作，在不使用實際機器人的情況下進行軌跡規(guī)劃，進而產(chǎn)生機器人程序。

例如：下列產(chǎn)品為大眾汽車模具的一部分，需要對其表面進行激光熔覆，由于表面較為復雜，采用人工示教方式確定路徑無幾可能，故采用離線編程軟件進行解決。商業(yè)離線編程軟件一般包括：幾何建模功能、基本模型庫、運動學建模功能、工作單元布局功能、路徑規(guī)劃功能、自動編程功能、多機協(xié)調編程與仿真功能。

自主編程技術

隨著技術的發(fā)展，各種跟蹤測量傳感技術日益成熟，如焊接技術，人們開始研究以焊縫的測量信息為反饋，由計算機控制焊接機器人進行焊接路徑的自主示教技術。

基于激光結構光的自主編程，基于結構光的路徑自主規(guī)劃其原理是將結構光傳感器安裝在機器人的末端，形成“眼在手上”的工作方式，利用焊縫跟蹤技術逐點測量焊縫的中心坐標，建立起焊縫軌跡數(shù)據(jù)庫，在焊接時作為焊槍的路徑。

基于雙目視覺的自主編程基于視覺反饋的自主示教是實現(xiàn)機器人路徑自主規(guī)劃的關鍵技術，其主要原理是：在一定條件下，由主控計算機通過視覺傳感器沿焊縫自動跟蹤、采集并識別焊縫圖像，計算出焊縫的空間軌跡和方位（即位姿），并按優(yōu)化焊接要求自動生成機器人焊槍（Torch）的位姿參數(shù)。

基于增強現(xiàn)實的編程技術

增強現(xiàn)實技術源于虛擬現(xiàn)實技術，是一種實時地計算攝像機影像的位置及高度并加上相應圖像的技術，這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實世界并互動，增強現(xiàn)實技術使得計算機產(chǎn)生的三維物體融合到現(xiàn)實場景中，加強了用戶同現(xiàn)實世界的交互，將增強現(xiàn)實技術用于機器人編程具有革命性意義。

增強現(xiàn)實的機器人編程技術（RPAR）能夠在虛擬環(huán)境中沒有真實工件模型的情況下進行機器人離線編程。由于能夠將虛擬機器人添加到現(xiàn)實環(huán)境中，所以當需要原位接近的時候該技術是一種非常有效的手段，這樣能夠避免在標定現(xiàn)實環(huán)境和虛擬環(huán)境中可能碰到的技術難題。增強現(xiàn)實編程的架構，由虛擬環(huán)境、操作空間、任務規(guī)劃以及路徑規(guī)劃的虛擬機器人仿真和現(xiàn)實機器人驗證等環(huán)節(jié)組成。

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