數控機器人編程

⑴ 淺談機器人示教編程和離線編程的區別

隨著科學技術日新月異的進步，工業機器人已成為當今工業生產上重要的組成部分，它可以很精確的完成形形**的任務和操作。相比於人類的局限性而言它們有更為廣泛的應用空間。機器人技術的提出大約也有五六十年的時間了，到了七十年代後，隨著計算機的發展，機器人才廣泛應用於工業的生產上。隨著機器人的廣泛應用，機器人技術也由單一的工業生產方面進一步向各個領域延伸和應用，由此出現了一批能夠應用於建築、醫療、飛行領域的機器人。
九十年代以後，由於人工智慧、機械電子和計算機技術以及感測器技術的迅猛發展，使得機器人技術更上一個新的台階，所以說機器人技術將沿著智能化、復雜化的趨勢發展下去。
簡單的說機器人就是一種能夠自動執行程序，完成工作的機械裝置，它可以通過預先設定好的程序進行工作，也可以通過某種通訊設備與人類進行溝通已完成預定的任務。
既然機器人的智能化發展是一個大的趨勢，那麼對於它是如何完成既定的工作的話我們就要談到機器人的編程方式了。
首先說一下機器人編程是為了讓機器人自動執行某項操作任務而人工為其編寫的動作順序程序。根據機器人控制器類型以及晶元復雜程度的不同，通常可採用多種方式為其編程。通常的機器人編程方式有以下兩種：
第一種是手動示教編程即操作人員通過示教器，手動控制機器人的關節運動，以使機器人運動到預定的位置，同時將該位置進行記錄，並傳遞到機器人控制器中，之後的機器人可根據指令自動重復該任務，操作人員也可以選擇不同的坐標系對機器人進行示教。下面是從網上搜到的一個示教編程圖片，看的小萌著實捏了一把汗，看來為了做示教編程，還得馬上減肥去，然後再練練深蹲，劈叉，乾脆還是練瑜伽好了~

然後再說說示教器，各家機器人的示教器可謂五花八門，操作也不一樣，還是現在智能手機好，蘋果和安卓兩家一統下了。下面是小萌從網上搜到的一些示教器的圖片分享給各位想學機器人編程的小夥伴。

這只是小萌搜到的一部分示教器圖片，看到他們，不禁感嘆，縱使小萌我青春年少，可要把他們都學會，得何年何月啊，難道要交給我的接班人小小萌來完成?
以上是對示教編程的一個總結，想必大家對示教編程也有一定的了解了，下面總結一下示教編程的弊端：
1、示教在線編程過程繁瑣、效率低。
2、精度完全是靠示教者的目測決定，而且對於復雜的路徑示教在線編程難以取得令人滿意的效果。
3、示教器種類太多，學習量太大。
4、示教過程容易發生事故，輕則撞壞設備，重則撞傷人。
5、對實際的機器人進行示教時要佔用機器人。
手動示教編程暫且就先說到這里，下面就來說說第二種機器人編程方式即離線編程。
離線編程是當前較為流行的一種編程方式，首先談談什麼是離線編程，在小萌看來，所謂示教編程，因為示教器與機器人要通過線纜連接，而且必須在工作現場編程，所以又可以叫在線編程或現場編程。離線編程，顧名思義，就是不用在環境吵雜的現場，這對小萌這樣愛美的小女子來說，是多大的福音啊，感覺瞬間變的高大上了，彷彿從卓大師的《摩登時代》一下跨進了美國大片《阿凡達》。言歸正傳，離線編程，是通過軟體，是在電腦里重建整個工作場景的三維虛擬環境，然後軟體可以根據要工加零件的大小、形狀、材料，同時配合軟體操作者的一些操作，自動生成機器人的運動軌跡，即控制指令。離線編程克服了在線示教編程的很多缺點，充分利用了計算機的功能，減少了編寫機器人程序所需要的時間成本，同時也降低了在線示教編程的不便。
說到離線編程就不得不說說離線編程軟體了，提到這里大家能聽過的像RobotArt、RobotMaster、RobotWorks、RobotStudio等，這些都是在離線編程行業中首屈一指的大牛。以北京華航的RobotArt離線編程軟體為例，這款離線編程軟體雖說是國產的，但其公司技術背景一是北航機器人研究所與CAD中心數十年的航空航天項目經驗，二是數幾十人的優秀研發團隊，所以說和RobotMaster、RobotWorks、RobotStudio相比起來功能卻一點也不遜色，而且有航空航天背景，是目前離線編程軟體國內品牌中的頂尖的軟體。軟體最大特點是根據虛擬場景中的零件形狀，自動生成加工軌跡，並且可以控制大部分主流機器人，對國內機器人支持也是棒棒噠!軟體根據幾何數模的拓撲信息生成機器人運動軌跡，之後軌跡模擬、路徑優化、後置代碼一氣呵成，同時集碰撞檢測、場景渲染、動畫輸出於一體，可快速生成效果逼真的模擬動畫。廣泛應用於打磨、去毛刺、焊接、激光切割、數控加工等領域。下圖就是這款軟體的一個界面：

總結一下這款軟體的優點在於：
1.支持多種格式的三維CAD模型，可導入擴展名為step、igs、stl、x_t、prt(UG)、prt(ProE)、CATPart、sldpart等格式;
2.支持多種品牌工業機器人離線編程操作，如ABB、KUKA、Fanuc、Yaskawa、Staubli、KEBA系列、新時達、廣數等);
3.擁有大量航空航天高端應用經驗;
4.自動識別與搜索CAD模型的點、線、面信息生成軌跡;
5.軌跡與CAD模型特徵關聯，模型移動或變形，軌跡自動變化;
6.一鍵優化軌跡與幾何級別的碰撞檢測;
7.支持多種工藝包，如切割、焊接、噴塗、去毛刺、數控加工;
8.支持將整個工作站模擬動畫發布到網頁、手機端;
不過這款軟體對國外的一些小品牌的機器人暫且還不支持。
機器人離線編程系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。在某些具體的應用領域可以實現參數化，極大的簡化了用戶的操作。同時機器人離線編程技術對機器人的推廣應用及其工作效率的提升有著重要的意義，離線編程可以大幅度節約製造時間，實現機器人的實時模擬，為機器人的編程和調試提供靈活的工作環境所以說離線編程是機器人發展的一個大的方向。

⑵ 數控編程人員在數控編程和加工時使用的坐標系是什麼坐標系

數控編程人員在數控編程和加工時使用的坐標系是：工件坐標系。

工件坐標系是編程時使用的坐標系，又稱編程坐標系，該坐標系是人為設定的。建立工件坐標系是數控車床加工前的必不可少的一步。不同的系統，其方法各不相同。

工件坐標系是以工件為基準來描述TCP運動的虛擬笛卡爾直角坐標系，工件坐標系方向的確定同樣是根據右手定則來確定的。

通過建立工件坐標系，機器人需要對不同位置的工件進行相同作業時，只需改變工件坐標系的數據（wobjdata），就能保證TCP到達規定的指令點，而無需對程序進行其他修改。

(2)數控機器人編程擴展閱讀

坐標系的作用是，在測量機行程的3D空間內定義零件位置和方向，它能具體的告訴測量機零件擺放在哪裡（X/Y/Z的零點），是一個什麼樣的角度（I/J/K矢量）。而如果零件尚沒有建立坐標系，那麼它會擁有六個自由度：旋轉的三個度（關於 X/Y/Z軸）和平移的三個度（關於X/Y/Z軸的零點）。

坐標系創建基本法則：找正、旋轉、原點

1、找正

約束旋轉的兩個度，使找正的軸匹配於選定特徵的矢量。

要求：這是一個主要基準而且必須是具備矢量的3D特徵。

典型特徵：平面，圓柱，圓錐或者一個構造3D特徵。

2、旋轉

約束旋轉的一個度。以找正的軸為中心使旋轉的軸匹配於選定特徵的矢量。

要求：這是第二或者是第三基準，且必須是具備矢量2D或3D特徵。

典型特徵：平面，圓柱，圓錐或者一個構造的2D/3D特徵，例如選擇任何兩個點類型特徵來構造一條用於旋轉的直線。

3、原點

在X，Y，Z軸約束平移的三個度（原點）。

要求：按照第一，第二，第三基準的順序或者根據圖紙具體要求設置原點。

典型特徵：任何特徵。