1：工業機器人離線編程技術現狀和發展趨勢
2：工業機器人離線編程軟件係統介紹
3：國內外常用離線編程軟件介紹
4：華數工業機器人離線編程軟件介紹
1.1 引 言
進入21 世紀，工業機器人已經成為現代工業不可缺少的工具，它標誌著工業的現代化程度。隨著計算機技術、微電子技術及網絡技術等的快速發展，工業機器人技術也得到了飛速發展。
由於工業機器人應用範圍的擴大和所完成任務複雜程度不斷增加，工業機器人工作任務的編製已經成為一個重要問題。通常，工業機器人編程方式可分為示教再現編程和離線編程。
1.2 示教與離線編程
示教再現型機人在實際生產應用中存在的主要技術問題有：
工業機器人的在線示教編程過程繁瑣、效率低；
示教的精度完全靠示教者的經驗目測決定，對於複雜路徑難以取得令人滿意的示教果；
對於一些需要根據外部信息進行實時決策的應用無能為力。而離線編程係統可以簡化工業機器人編程進程，提高編程效率，是實現係統集成的必要的軟件支撐係統。
與示教編程相比，離線編程係統具有如下優點：
減少工業機器人停機的時間，當對下一個任務進行編程時，工業機器人可仍在生產線上工作；
使編程者遠離危險的工作環境，改善了編程環境；
離線編程係統使用範圍廣，可以對各種工業機器人進行編程，並能方便地實現優化編程；
便於和CAD／CAM 係統結合，做CAD/CAM/ROBOTICS 一體化；
可使用高級計算機編程語言對複雜任務
進行編程；
便於修改工業機器人程序。
1.3 發展曆史和技術現狀
早在70年代末，國外就開始了工業機器人離線編程規劃和係統的研究。在眾多的工業機器人仿真與離線編程係統中，由以色列Tecnomatix公司在1986年推出的Robcad工業機器人計算機輔助設計及仿真係統具代表性，其集通用化、完整化、交互式計算機圖形化、智能化和商品化為一體。
九十年代以後，由於人工智能、機械電子和計算機技術以及傳感器技術的迅猛發展，使得工業機器人技術更上一個新的台階，這些技術使得離線編程的實用化成為研究的重點，先後出現一係列優秀的商業化離線編程軟件產品，國外如RobotMaster 、 Robotworks、ROBCAD、DELMIA、RobotStudio等，國內如InteRobot、RobotArt等。
工業機器人離線編程係統正朝著一個智能化、專用化的方向發展，用戶操作越來越簡單方便，並且能夠快速生成控製程序。
1.4 發展趨勢
近年來，國內外許多大中型企業都裝備了自動化加工設備和計算機輔助設計係統，且CAD／CAM技術已趨於成熟，其高效便捷的建模手段和集成技術，使之成為工業機器人編程中的有力工具。工業機器人離線編程係統的研製和開發涉及的問題很多，以下幾個方麵必不可少。
多傳感器的融合技術的建模與仿真。
各種規劃算法的進一步研究。
錯誤檢測和修複技術。
研究一種通用有效的誤差標定技術，以應用於各種實際應用場合的工業機器人的標定。
多媒體技術在工業機器人離線編程中的研究和應用。
2.1 工業機器人離線編程的基本概念
工業機器人離線編程係統是利用計算機圖形學的成果，建立起工業機器人及其工作環境的幾何模型，再利用一些規劃算法，通過對圖形的控製和操作，在離線的情況下進行軌跡規劃。通過對編程結果進行三維圖形動畫仿真，以檢驗編程的正確性，將生成的代碼傳到工業機器人控製櫃，以控製工業機器人運動，完成給定任務。
2.2 工業機器人離線編程的組成
工業機器人離線編程係統不僅要在計算機上建立起工業機器人係統的物理模型，而且要對其進行編程和動畫仿真，以及對編程結果後置處理。一般說來。工業機器人離線編程係統包括以下一些主要模塊：工業機器人係統CAD 建模、編程、圖形仿真以及後置處理等。
1、CAD 建模的任務
CAD 建模的任務是零件建模、設備建模、係統設計和布置、幾何模型圖形處理。因為利用現有的CAD 數據及工業機器人理論結構參數所構建的工業機器人模型與實際模型之間存在著誤差，所以必須對工業機器人進行標定，對其誤差進行測量、分析及不斷校正所建模型。
2、編程的任務
編程的任務包括工業機器人及設備的作業任務描述(包括路徑點的設定)、建立變換方程、求解未知矩陣及編製任務程序等。在進行圖形仿真以後，根據動態仿真的結果，對程序做適當的修正，以達到滿意效果，在線控製工業機器人運動以完成作業。
3、圖形仿真的任務
圖形仿真的任務將工業機器人仿真的結果以圖形的形式顯示出來，直觀地顯示出工業機器人的運動狀況，從而可以得到從數據曲線或數據本身難以分析出來的許多重要信息，離線編程的效果正是通過這個模塊來驗證的。
4、後置處理的任務
後置處理的主要任務是把離線編程的源程序編譯為工業機器人控製係統能夠識別的目標程序。一般采用後置處理將離線編程的結果翻譯成目標工業機器人控製櫃可以接受的代碼形式，然後實現加工文件的上傳及下載。
2.3 工業機器人四大編程語言
伴隨著工業機器人的發展，工業機器人語言也得到了發展和完善，工業機器人語言已經成為工業機器人技術的一個重要組成部分。
VAL語言：是美國Unimation公司於1979年推出的一種工業機器人編程語言，是一種專用的動作類描述語言。
SIGLA語言：是僅用於直角坐標式裝配型工業機器人運動控製時的一種編程語言，是20世紀70年代後期由意大利Olivetti公司研製的一種簡單的非文本語言。
IML語言：是一種著眼於末端執行器的動作級語言，能人機對話，由日本九州大學開發而成。
AL語言：是20世紀70年代中期美國斯坦福大學研製的一種工業機器人語言，AL語言設計的原始目的是用於具有傳感器信息反饋的多台工業機器人或機械手的並行或協調控製編程。
3.1 國內外主流離線編程軟件介紹-通用
RobotMaster離線編程軟件特色：CAD/CAM文件自動生成優化的軌跡自動解決奇點、碰撞、連接和範圍限製問題獨特的“點擊拖拽”仿真環境，微調軌跡和過渡優化部件定位、工具傾斜度和有效控製外部軸針對可定製特定流程（如焊接等）控製的應用屏幕。
RobotWorks離線編程軟件特色：全麵的數據接口，強大的工業機器人數據庫，完美的仿真模擬，開放的工藝庫定義
DELMIA離線編程軟件特色：從可搜索的含有超過400種以上的工業機器人的資源目錄中，下載工業機器人和其它的工具資源。利用工廠布置規劃工程師所完成的工作。加入工作單元中工藝所需的資源進一步細化布局。
Robot Studio離線編程軟件特色：CAD導入方便。AutoPath功能。程序編輯器。路徑優化
直接上傳和下載。
RoboGuide離線編程軟件特色：可以進行係統方案的布局設計，工業機器人幹涉性可達性的分析。
係統的節拍估算，進行工業機器人故障的診斷和程序的優化
KUKA Sim離線編程軟件特色：實現了虛擬的庫卡控製、周期時間分析和工業機器人程序的生成。
使用與KUKA.Sim Layout 一起提供的大量電子目錄組件或者從網上下載模型
4.1 InteRobot離線編程關鍵模塊
關鍵技術模塊介紹：工業機器人庫管理模塊；工具庫管理模塊；工業機器人控製管理模塊；路徑規劃模塊；運動學計算模塊；運動仿真模塊；後置處理模塊。
用中國工業機器人，裝備中國製造！
