機(jī)器人焊接技術(shù)主講人：劉立君哈爾濱理工大學(xué)材料成型系二〇〇四年九月0課程內(nèi)容內(nèi)容：機(jī)器人基本知識(shí)工業(yè)機(jī)器人工作原理弧焊機(jī)器人離線編程及標(biāo)定技術(shù)機(jī)器人焊接系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)主要參考教材：林尚揚(yáng)等,《焊接機(jī)器人及其應(yīng)用》機(jī)械工業(yè)出版社,2000年7月吳林等，《智能化焊接技術(shù)》國(guó)防工業(yè)出版社，2000年8月陳善本等,《焊接過程現(xiàn)代控制技術(shù)》哈工大出版社,2001年5月1機(jī)器人焊接的特點(diǎn)早期的焊接自動(dòng)化程度低，基本是手工操作，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)某個(gè)產(chǎn)品只能由某個(gè)人或某幾個(gè)人完成的情況，出現(xiàn)了“王麻子菜刀”、“張小泉剪刀”、“張氏陀螺”。手工操作受操作人員情緒等個(gè)人狀態(tài)的影響，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。所以現(xiàn)代企業(yè)要盡量擺脫這種對(duì)專門人員的依賴，采用自動(dòng)化的機(jī)器設(shè)備來保證產(chǎn)品質(zhì)量及效率。20世紀(jì)70年代：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)被應(yīng)用到焊接領(lǐng)域，焊接自動(dòng)化程度發(fā)生了質(zhì)的飛躍，焊接質(zhì)量及效率得到顯著提高。2機(jī)器人焊接的特點(diǎn)根據(jù)對(duì)產(chǎn)品的適應(yīng)能力，焊接自動(dòng)化系統(tǒng)可以分為：“剛性”自動(dòng)化系統(tǒng)，也稱專機(jī)，主要針對(duì)大批量定型產(chǎn)品，特點(diǎn)為成本低、效率高，但適應(yīng)的產(chǎn)品單一。一旦產(chǎn)品換型，生產(chǎn)線就要更換?！叭嵝浴弊詣?dòng)化系統(tǒng)，主要指通過編程可改變操作的機(jī)器，產(chǎn)品換型時(shí)，只需通過改變相應(yīng)程序，便可適應(yīng)新產(chǎn)品。機(jī)器人屬于典型的具有柔性的設(shè)備。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，企業(yè)的產(chǎn)品從單一品種大批量生產(chǎn)變?yōu)槎嗥贩N小批量，要求生產(chǎn)線具有更大的柔性。所以焊接機(jī)器人在生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，機(jī)器人焊接已成為焊接自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。3采用機(jī)器人焊接，具有如下優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)焊接產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定和提高，保證其均一性；提高生產(chǎn)率，一天可24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)，機(jī)器人不會(huì)疲倦；改善工人勞動(dòng)條件，可在有害環(huán)境下長(zhǎng)期工作；降低對(duì)工人操作技術(shù)難度的要求；縮短產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期，減少相應(yīng)的設(shè)備投資；可實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品焊接自動(dòng)化；可作為數(shù)字化制造的一個(gè)環(huán)節(jié)。機(jī)器人焊接的特點(diǎn)4第一章機(jī)器人工作原理第一節(jié)機(jī)器人基本知識(shí)第二節(jié)機(jī)器人工作原理5第一節(jié)機(jī)器人基本知識(shí)一機(jī)器人的概念二機(jī)器人的發(fā)展及現(xiàn)狀三機(jī)器人的分類四工業(yè)機(jī)器人常用術(shù)語6一、機(jī)器人的概念“Robot”的來源1920年，捷克作家KarelCapek的科幻劇《Rossum‘sUniversalRobots》（羅薩姆的萬能機(jī)器人），劇中描寫了一批能從事各項(xiàng)勞動(dòng)、聽命于人的機(jī)器，取名為“Robota”（捷克語），含義為：forcedworker（奴隸）。英語：Robot

德語：Robot

日語：ロボツト俄語：робот漢字：機(jī)器人KarelCapek

（1890－1938）7一、機(jī)器人的概念機(jī)器人的定義：國(guó)際上對(duì)機(jī)器人的定義很多TheWebsterdictionary(Webster,1993):

“Anautomaticdevicethatperformsfunctionsnormallyascribedtohumansoramachineintheformofahuman.”一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備，它能執(zhí)行通常由人執(zhí)行的任務(wù)；或一個(gè)人型的機(jī)器美國(guó)機(jī)器人學(xué)會(huì)（TheRobotInstituteofAmerica，1979):

“Areprogrammable,multifunctionalmanipulatordesignedtomovematerials,parts,tools,orspecializeddevicesthroughvariousprogrammedmotionsfortheperformanceofavarietyoftasks.”一個(gè)可再編程的多功能操作器，用來移動(dòng)材料、零部件、工具等；或一個(gè)通過編程用于完成各種任務(wù)的專用設(shè)備。ISO，1987：

工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制的操作和移動(dòng)功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。8二、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及現(xiàn)狀1954年，美國(guó)人G.Devol和J.Engleberger設(shè)計(jì)了一臺(tái)可編程的機(jī)器人1961年，他們生產(chǎn)了世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人“Unimates”，并獲得了專利1962年，Engleberger成立了Unimation公司，他被稱為“機(jī)器人之父”日本從上世紀(jì)70年代中后期開始開發(fā)工業(yè)機(jī)器人，15年后就成為產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的世界工業(yè)機(jī)器人“王國(guó)”。Unimates機(jī)器人9二、工工業(yè)機(jī)機(jī)器人人的發(fā)發(fā)展及及現(xiàn)狀狀2000年年，統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)表表明，，全世世界工工業(yè)機(jī)機(jī)器人人總量量為757,000臺(tái)，，其中中日本，，402,200臺(tái)臺(tái)美國(guó)，，92,900臺(tái)臺(tái)德國(guó)，，81,200臺(tái)臺(tái)新加坡坡，5,300臺(tái)臺(tái)灣，，6,400臺(tái)臺(tái)這些機(jī)機(jī)器人人中45％％為焊焊接機(jī)機(jī)器人人（點(diǎn)點(diǎn)焊、、弧焊焊）我國(guó)大大陸地地區(qū)工工業(yè)機(jī)機(jī)器人人用戶戶700多多家，，擁有有工業(yè)業(yè)機(jī)器器人約約3500臺(tái)，，其中中焊接接機(jī)器器人約約1000臺(tái)，，與國(guó)國(guó)外的的差距距是明明顯的的。值得欣欣喜的的是，，我國(guó)國(guó)機(jī)器器人應(yīng)應(yīng)用發(fā)發(fā)展較較快，，1996年我我國(guó)焊焊接機(jī)機(jī)器人人僅為為500臺(tái)臺(tái)，目目前以以每年年30％以以上的的速度度增長(zhǎng)長(zhǎng)。10二、工工業(yè)機(jī)機(jī)器人人的發(fā)發(fā)展及及現(xiàn)狀狀主要機(jī)機(jī)器人人廠家家日本：：Motoman、OTC、Panasonic、FANUC等美國(guó)：：Adept等歐洲：：奧地地利IGM、德國(guó)CLOOS、KUKA、、瑞典ABB韓國(guó)：：HYUNDAI沈陽新新松FANUC11三、機(jī)機(jī)器人人的分分類機(jī)器人人分類類方法法很多多按照技技術(shù)水水平劃劃分：：第一代代：示示教再再現(xiàn)型型，具具有記記憶能能力。。目前前，絕絕大部部分應(yīng)應(yīng)用中中的工工業(yè)機(jī)機(jī)器人人均屬屬于這這一類類。缺缺點(diǎn)是是操作作人員員的水水平影影響工工作質(zhì)質(zhì)量。。第二代代：初初步智智能機(jī)機(jī)器人人，對(duì)對(duì)外界界有反反饋能能力。。部分分已經(jīng)經(jīng)應(yīng)用用到生生產(chǎn)中中。第三代代：智智能機(jī)機(jī)器人人，具具有高高度的的適應(yīng)應(yīng)性，，有自自行學(xué)學(xué)習(xí)、、推理理、決決策等等功能能，處處在研研究階階段。。12三、機(jī)機(jī)器人人的分分類按照基基本結(jié)結(jié)構(gòu)劃劃分：：直角坐坐標(biāo)型型，也也稱稱“機(jī)機(jī)床型型”圓柱坐坐標(biāo)型型球坐標(biāo)標(biāo)型全關(guān)節(jié)節(jié)型13三、機(jī)機(jī)器人人的分分類按照受受控運(yùn)運(yùn)動(dòng)方方式劃劃分：：點(diǎn)位控控制（（PTP）型，PointtoPoint,如點(diǎn)焊焊、搬搬運(yùn)機(jī)機(jī)器人人連續(xù)軌軌跡控控制（（CP））型，ContinousPath，，如弧焊焊、噴噴漆機(jī)機(jī)器人人按驅(qū)動(dòng)動(dòng)方式式劃分分：氣壓驅(qū)驅(qū)動(dòng)（（壓縮縮空氣氣）液壓驅(qū)驅(qū)動(dòng)（（重型型機(jī)器器人，，如搬搬運(yùn)、、點(diǎn)焊焊機(jī)器器人））電驅(qū)動(dòng)動(dòng)（電電動(dòng)機(jī)機(jī)），，應(yīng)用用最多多14三、機(jī)機(jī)器人人的分分類按照應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域劃劃分：：工業(yè)機(jī)機(jī)器人人，面面向工工業(yè)領(lǐng)領(lǐng)域的的多關(guān)關(guān)節(jié)機(jī)機(jī)械手手或多多自由由度機(jī)機(jī)器人人。特種機(jī)機(jī)器人人，用用于非非制造造業(yè)的的各種種機(jī)器器人，，服務(wù)務(wù)機(jī)器器人、、水下下機(jī)器器人、、農(nóng)業(yè)業(yè)機(jī)器器人、、軍用用機(jī)器器人等等15三、機(jī)機(jī)器人人的分分類華宇I(lǐng)型弧焊焊機(jī)器器人16三、機(jī)機(jī)器人人的分分類弧焊機(jī)機(jī)器人人點(diǎn)點(diǎn)焊焊機(jī)器器人17三、機(jī)機(jī)器人人的分分類伐根機(jī)機(jī)器人人摘摘果果機(jī)器器人18三、機(jī)機(jī)器人人的分分類擦玻璃璃機(jī)器器人無無人潛潛水器器19三、機(jī)機(jī)器人人的分分類排爆機(jī)機(jī)器人人外外科科手術(shù)術(shù)機(jī)器器人20三、機(jī)機(jī)器人人的分分類雙足仿仿人機(jī)機(jī)器人人球球機(jī)機(jī)器人人21三、工工業(yè)機(jī)機(jī)器人人常用用術(shù)語語自由度度（degreeoffreedom，DOF））,物體能能夠?qū)?duì)坐標(biāo)標(biāo)系進(jìn)進(jìn)行獨(dú)獨(dú)立運(yùn)運(yùn)動(dòng)的的數(shù)目目稱為為自由由度，，對(duì)于于自由由剛體體，具具有6個(gè)自自由度度。通通常作作為機(jī)機(jī)器人人的技技術(shù)指指標(biāo)，，反映映機(jī)器器人靈靈活性性，對(duì)對(duì)于焊焊接機(jī)機(jī)器人人一般般具有有5－－6個(gè)個(gè)自由由度位姿（Pose），指工具的的位置和和姿態(tài)。。末端操作作器（EndEffector）），位于機(jī)器器人腕部部末端，，直接執(zhí)執(zhí)行工作作要求的的裝置，，如夾持持器、焊焊槍、焊焊鉗等額定負(fù)載載（Payload），也稱為持持重弧焊機(jī)器器人：5～20kg點(diǎn)焊機(jī)器器人：50～200kg22三、工業(yè)業(yè)機(jī)器人人常用術(shù)術(shù)語工作空間間（WorkingSpace），機(jī)器人工工作時(shí)，，其腕軸軸交點(diǎn)能能在空間間活動(dòng)的的范圍。。重復(fù)位姿姿精度（PoseRepeatability）），在同一條條件下，，重復(fù)N次所測(cè)得得的位姿姿一致程程度。軌跡重復(fù)復(fù)精度（PathRepeatability）），沿同一軌軌跡跟隨隨N次，所測(cè)測(cè)得的軌軌跡之間間的一致致程度23第二章機(jī)機(jī)器人人運(yùn)動(dòng)學(xué)學(xué)分析第一節(jié)位位置和和姿態(tài)的的表示第二節(jié)坐坐標(biāo)變變換第三節(jié)機(jī)機(jī)器人人連桿參參數(shù)及連連桿坐標(biāo)標(biāo)系第四節(jié)連連桿坐坐標(biāo)變換換及運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)方程程第五節(jié)運(yùn)運(yùn)動(dòng)學(xué)學(xué)逆問題題的相關(guān)關(guān)問題24機(jī)器人運(yùn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的的研究?jī)?nèi)內(nèi)容一般可以以將機(jī)器器人看作作是一個(gè)個(gè)開鏈?zhǔn)绞蕉噙B桿桿機(jī)構(gòu)，，始端連連桿就是是機(jī)器人人的機(jī)座座，末端端連桿與與工具相相連，相相鄰連桿桿之間用用一個(gè)關(guān)關(guān)節(jié)連接接在一起起。機(jī)器人運(yùn)運(yùn)動(dòng)學(xué)包包括兩方方面問題題：運(yùn)動(dòng)學(xué)正正問題：：已知各各關(guān)節(jié)角角值，求求工具在在空間的的位置和和姿態(tài)。。實(shí)際上上，這是是建立運(yùn)運(yùn)動(dòng)學(xué)方方程的過過程。運(yùn)動(dòng)學(xué)逆逆問題：：已知工工具的位位姿，求求各關(guān)節(jié)節(jié)角值，，這是求求解運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)方程程的問題題。25第一節(jié)位位置和和方位的的表示為了描述述機(jī)器人人本身各各連桿之之間、機(jī)機(jī)器人和和環(huán)境之之間的運(yùn)運(yùn)動(dòng)關(guān)系系，通常常將它們們看作剛剛體。剛體的位位置和姿姿態(tài)描述述在直角坐坐標(biāo)系｛｛A｝中，任意意一點(diǎn)P的位置可可以用3×1列列向量表表示。稱稱為位置矢量量26第一節(jié)位位置和和方位的的表示為了確定定剛體B的姿態(tài)（（也稱方方位），，設(shè)一個(gè)個(gè)坐標(biāo)系系｛B｝與該剛體體固接。。用坐標(biāo)標(biāo)系的三三個(gè)單位位主矢量量xB，yB，zB相對(duì)于參參考坐標(biāo)標(biāo)系｛A｝的方向余余弦組成成的3××3矩陣陣表示剛剛體B相對(duì)于坐坐標(biāo)系｛｛A｝的姿態(tài)。。稱為旋轉(zhuǎn)矩陣陣，也可表表示成：：旋轉(zhuǎn)矩陣陣是正交交的。27第一節(jié)位位置和和方位的的表示按照上述述定義，，繞x軸旋轉(zhuǎn)了了θ角的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩陣，，為同樣也可可以寫出出R（y，，θ），，R（z，θ））總之，用位置矢矢量描述述剛體的的位置，，用旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩陣描描述剛體體的姿態(tài)態(tài)（方位））28第一節(jié)位位置和和方位的的表示為了完全全描述剛剛體B在空間的的位置和和姿態(tài)，，通常將將剛體B與某一坐坐標(biāo)系相相固接，，通常記記為｛B｝，｛｛B｝的原點(diǎn)一一般選在在剛體B的特征點(diǎn)點(diǎn)上，如如質(zhì)心或或?qū)ΨQ中中心等。。對(duì)弧焊焊機(jī)器人人中的焊焊槍可以以將原點(diǎn)點(diǎn)選在焊焊槍電極極端部。。則相對(duì)于于參考坐坐標(biāo)系｛｛A｝，用位置矢矢量ApB0和旋轉(zhuǎn)矩矩陣分分別描述述｛B｝原點(diǎn)位置置及坐標(biāo)標(biāo)系的方方位，即即剛體B的位置和和姿態(tài)可可由坐標(biāo)標(biāo)系｛B｝來描述：：當(dāng)表示位位置時(shí)，，旋轉(zhuǎn)矩矩陣為單單位陣；；當(dāng)表示姿姿態(tài)時(shí)，，位置矢矢量等于于零。29第二節(jié)坐坐標(biāo)變變換1、坐標(biāo)標(biāo)平移坐標(biāo)系｛｛B｝與｛A｝具有相同同的方位位，但｛｛B｝的原點(diǎn)與與｛A｝的原點(diǎn)不不重合，，則空間間任意點(diǎn)點(diǎn)P在｛A｝中的描述述可以表表示為：：稱為坐標(biāo)標(biāo)平移方方程30第二節(jié)坐坐標(biāo)變變換2、坐標(biāo)標(biāo)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系｛｛B｝與｛A｝原點(diǎn)重合合，但兩兩者的方方位不同同，則空空間任意意點(diǎn)P在｛A｝中的描述述可以表表示為：：稱為坐標(biāo)標(biāo)旋轉(zhuǎn)方方程3、一般般變換坐標(biāo)系｛｛B｝與｛A｝既不共原原點(diǎn)，方方位亦不不同，此此時(shí)，31第二節(jié)坐坐標(biāo)變變換4、齊次次坐標(biāo)變變換用4×1列向量量表示三三維空間間坐標(biāo)系系中的點(diǎn)點(diǎn)：稱為齊次次坐標(biāo)，，齊次坐坐標(biāo)具有有不唯一一性。引引入齊次次坐標(biāo)后后，一般般變換變變?yōu)椋?2第二節(jié)坐坐標(biāo)變變換稱為齊次次變換矩矩陣33第二節(jié)坐坐標(biāo)變變換舉例：如如果xB與yA同向；yB與zA同向；zB與xA同向。則，34第三節(jié)機(jī)機(jī)器人人連桿參參數(shù)及連連桿坐標(biāo)標(biāo)系對(duì)于一個(gè)個(gè)6自由由度機(jī)器器人，有有6個(gè)連連桿和6個(gè)關(guān)節(jié)節(jié)組成。。編號(hào)時(shí)時(shí)，機(jī)座座稱為連連桿0，，不包含含在這6個(gè)連桿桿內(nèi)，連連桿1與與機(jī)座由由關(guān)節(jié)1相連，，連桿2通過關(guān)關(guān)節(jié)2與與連桿1相連，，依此類類推。關(guān)節(jié)1關(guān)節(jié)2關(guān)節(jié)3關(guān)節(jié)4關(guān)節(jié)5關(guān)節(jié)6連桿0連桿1連桿2連桿3連桿4連桿5連桿6如前所述述，可以以將機(jī)器器人看作作是一個(gè)個(gè)開鏈?zhǔn)绞蕉噙B桿桿機(jī)構(gòu)，，始端連連桿就是是機(jī)器人人的機(jī)座座，末端端連桿與與工具相相連，相相鄰連桿桿之間用用一個(gè)關(guān)關(guān)節(jié)連接接在一起起。35第三節(jié)機(jī)機(jī)器人人連桿參參數(shù)及連連桿坐標(biāo)標(biāo)系1、連桿桿參數(shù)（1）連連桿長(zhǎng)度度ai-1連桿兩端端軸線間間的距離離連桿i-1軸i-1軸i（2）連連桿扭角角連桿兩端端軸線間間的夾角角，方向向?yàn)閺膇-1軸到i軸36第三節(jié)機(jī)機(jī)器人人連桿參參數(shù)及連連桿坐標(biāo)標(biāo)系2、連桿桿連接參參數(shù)（1）連連桿之間間的距離離diai,ai-1之間的距距離（2）關(guān)關(guān)節(jié)角ai,ai-1之間的夾夾角，方方向?yàn)閺膹腶i-1到ai連桿i-1軸i-1軸i連桿i37第三節(jié)機(jī)機(jī)器人人連桿參參數(shù)及連連桿坐標(biāo)標(biāo)系以上定義義為一般般情況，，對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)鏈的兩兩端，有有一些習(xí)習(xí)慣約定定：如果關(guān)節(jié)節(jié)1為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)節(jié)，則1是可變的的，習(xí)慣慣上約定定d1=0如果關(guān)節(jié)節(jié)1為移移動(dòng)關(guān)節(jié)節(jié)，則d1是可變的的，習(xí)慣慣上約定定1=0這些約定定同樣適適用于關(guān)關(guān)節(jié)n所以，每每個(gè)連桿桿可以由由四個(gè)參參數(shù)來來描描述，其其中描述的為為連桿i-1本身的性性質(zhì)，描描述述的為連連桿i-1和連桿i之間的關(guān)關(guān)系。當(dāng)機(jī)器人人的連桿桿鏈制作作完成后后，如果果為轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)關(guān)節(jié)，，i為變量，，若為移移動(dòng)關(guān)節(jié)節(jié)，則di為變量，，其余參參數(shù)為常常量。所所以對(duì)于于一個(gè)6自由度度機(jī)器人人，用18個(gè)參參數(shù)描述述其固定定部分，，用6個(gè)個(gè)關(guān)節(jié)變變量描述述其變動(dòng)動(dòng)部分，，這種描描述方法法成為D-H法。（Denavit和Hartenberg提出的））38第三節(jié)機(jī)機(jī)器人人連桿參參數(shù)及連連桿坐標(biāo)標(biāo)系3、連桿桿坐標(biāo)系系為了確定定各連桿桿之間的的相對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)關(guān)系系，在各各連桿上上分別建建立一個(gè)個(gè)坐標(biāo)系系。與機(jī)機(jī)座固接接的坐標(biāo)標(biāo)系記為為｛0｝｝，與連連桿i固接的坐坐標(biāo)系記記為｛i｝坐標(biāo)系｛｛i－1｝的建立過程程：zi-1與軸i-1重合，一般般指向關(guān)節(jié)節(jié)i-1xi-1與ai-1重合，指向向關(guān)節(jié)iyi-1按右手法則則確定，yi-1=zi-1×xi-1原點(diǎn)取在軸軸i-1與ai-1交點(diǎn)上連桿i-1軸i-1軸i連桿i39第三節(jié)機(jī)機(jī)器人連桿桿參數(shù)及連連桿坐標(biāo)系系對(duì)于基坐標(biāo)標(biāo)系｛0｝｝，一般約約定當(dāng)關(guān)節(jié)節(jié)1變量為為零時(shí)，｛｛0｝與｛｛1｝重合合對(duì)于末端連連桿坐標(biāo)系系｛n｝，也約定，當(dāng)當(dāng)關(guān)節(jié)n-1為零時(shí)，｛｛n｝與｛n-1｝重合連桿參數(shù)在在坐標(biāo)系中中的含義：：連桿i-1軸i-1軸i連桿i40第四節(jié)連連桿坐標(biāo)變變換及運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)方程在各連桿上上建立坐標(biāo)標(biāo)系之后，，可以進(jìn)行行連桿坐標(biāo)標(biāo)系之間的的變換。｛｛i｝到｛i-1｝的變換矩陣陣用表表示示。根據(jù)連桿坐坐標(biāo)系的定定義，｛｛i｝到｛i-1｝的變換如下下：先假設(shè)｛i｝與｛i-1｝重合得到坐標(biāo)系系｛i｝41第四節(jié)連連桿坐標(biāo)變變換及運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)方程這就是連桿桿坐標(biāo)系之之間的轉(zhuǎn)換換矩陣，機(jī)機(jī)器人制作作完成后，，每個(gè)關(guān)節(jié)節(jié)只有一個(gè)個(gè)變量，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)關(guān)節(jié)對(duì)于移動(dòng)關(guān)關(guān)節(jié)42第四節(jié)連連桿坐標(biāo)變變換及運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)方程將個(gè)連桿變變換矩陣相相乘，可得得這就是機(jī)器器人的運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)方程，，描述的是是末端連桿桿（工具））相對(duì)于基基坐標(biāo)系之之間的變換換矩陣與關(guān)關(guān)節(jié)變量的的之間的關(guān)關(guān)系。如果通過傳傳感器獲得得各關(guān)節(jié)變變量的值，，就可以確確定機(jī)器人人末端連桿桿上工具的的位置和姿姿態(tài)。這樣樣就解決了了機(jī)器人的的正運(yùn)動(dòng)學(xué)學(xué)問題。43第五節(jié)運(yùn)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問問題的相關(guān)關(guān)問題運(yùn)動(dòng)學(xué)方程程對(duì)于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問題，即已知末端位姿，求各關(guān)節(jié)變量值，也就是已知求（求運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的根）在運(yùn)動(dòng)學(xué)方程兩端左乘，對(duì)于6自由度機(jī)器人，有求解時(shí)，一一般不是聯(lián)聯(lián)立求解12個(gè)方程程，而是找找出方程右右端的常數(shù)數(shù)項(xiàng)，令其其與左端相相應(yīng)項(xiàng)相等等，即找出出僅含有θ1的方程，求求出θ1將θ1代入上面方方程中，利利用同樣方方法，可以以依次求出出θ2θ3θ4θ5θ6求解時(shí)，需需要直覺觀觀察與經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，也可以以采用數(shù)值值解法（復(fù)復(fù)雜）。44第五節(jié)運(yùn)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問問題的相關(guān)關(guān)問題1、解的存存在性和工工作空間指機(jī)器人能能否到達(dá)所所指定的位位姿。例如，對(duì)于于平面2R機(jī)械手，可可直觀地寫寫出其運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)方程運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問問題：45第五節(jié)運(yùn)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問問題的相關(guān)關(guān)問題p點(diǎn)在圓環(huán)內(nèi)內(nèi)有解通常將解存存在的區(qū)域域稱為機(jī)器器人的工作作空間。分分為2類：：靈活工作空空間，工具具能以任意意姿態(tài)到達(dá)達(dá)的目標(biāo)點(diǎn)點(diǎn)集合；可達(dá)工作空空間，機(jī)器器人工具至至少能以一一個(gè)姿態(tài)到到達(dá)的目標(biāo)標(biāo)點(diǎn)集合。。對(duì)于本例，，靈活工作作空間只有有一個(gè)點(diǎn)。。如果末端再再增加一個(gè)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)節(jié)，則靈活活空間會(huì)變變大。即自自由度增多多，機(jī)器人人變靈活。。46第五節(jié)運(yùn)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問問題的相關(guān)關(guān)問題2、解的唯唯一性和最最優(yōu)解隨著自由度度的增多，，運(yùn)動(dòng)學(xué)方方程的解越越多，即達(dá)達(dá)到空間某某一位姿，，各關(guān)節(jié)變變量可以有有多種不同同的組合。。如3R機(jī)械手當(dāng)前前的位姿，，有兩組解解。對(duì)于6自由度機(jī)器人，解的數(shù)量最多可達(dá)16個(gè)。右圖為PUMA560機(jī)器人，工具在當(dāng)前位姿條件下，具有8組解。47第五節(jié)運(yùn)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問問題的相關(guān)關(guān)問題如何選??？？避免碰撞；；最短行程；；多動(dòng)小關(guān)節(jié)節(jié)，少動(dòng)大大關(guān)節(jié)；機(jī)器人動(dòng)力力學(xué)：運(yùn)動(dòng)動(dòng)與受力之之間的關(guān)系系正問題：根根據(jù)關(guān)節(jié)驅(qū)驅(qū)動(dòng)力矩，，計(jì)算操作作臂的運(yùn)動(dòng)動(dòng)（位移、、速度、加加速度）；；逆問題：已已知機(jī)器人人運(yùn)動(dòng)軌跡跡對(duì)應(yīng)的位位移、速度度、加速度度，求所需需每個(gè)關(guān)節(jié)節(jié)的驅(qū)動(dòng)力力矩；48第三章機(jī)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)動(dòng)與控制技技術(shù)第一節(jié)驅(qū)驅(qū)動(dòng)電機(jī)第二節(jié)位位置控制49第一節(jié)驅(qū)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電動(dòng)機(jī)是機(jī)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)中的的執(zhí)行元件件。常采用的電電動(dòng)機(jī)為：：步進(jìn)電機(jī)直流伺服電電機(jī)交流伺服電電機(jī)50第一節(jié)驅(qū)驅(qū)動(dòng)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)經(jīng)常應(yīng)用于于開環(huán)控制制系統(tǒng)，特特點(diǎn)為具有有較大的低低速轉(zhuǎn)矩，，可不配減減速器，直直接驅(qū)動(dòng)。。主要分為為三類：永磁式步進(jìn)進(jìn)電動(dòng)機(jī)：：轉(zhuǎn)子由磁磁性材料制制成，具有有低力矩、、低速度、、低成本的的特點(diǎn)。一一般用于計(jì)計(jì)算機(jī)外圍圍設(shè)備（打打印機(jī)、光光驅(qū)等）變磁阻式步步進(jìn)電動(dòng)機(jī)機(jī)：沒有磁磁性材料，，不通電時(shí)時(shí)，沒有保保持力矩，，也稱感應(yīng)應(yīng)式步進(jìn)電電機(jī)混合式步進(jìn)進(jìn)電動(dòng)機(jī)：：上述原理理的結(jié)合，，是目前應(yīng)應(yīng)用越來越越廣的一種種。51第一節(jié)驅(qū)驅(qū)動(dòng)電機(jī)直流伺服電電機(jī)20世紀(jì)80年代中中期以前被被廣泛使用用，優(yōu)點(diǎn)為為易于控制制，缺點(diǎn)是是需要定期期維護(hù)，速速度不能太太高，功率率不能太大大。定子磁場(chǎng)是是永磁鐵提提供的，線線圈中通入入電流，產(chǎn)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，，轉(zhuǎn)一個(gè)角角度后，需需要換向器器改變電流流方向。受受換向器（（電刷）影影響，需要要定期維護(hù)護(hù)，且速度度不能太高高。由于線線圈繞在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子上，散散熱問題不不易解決，，功率不能能太大。52第一節(jié)驅(qū)驅(qū)動(dòng)電機(jī)交流伺服電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是永磁磁的，線圈圈繞在定子子上，沒有有電刷。線線圈中通交交變電流。。轉(zhuǎn)子上裝裝有碼盤傳傳感器，檢檢測(cè)轉(zhuǎn)子所所處的位置置，根據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的位置置，控制通通電方向。。由于線圈繞繞在定子上上，可以通通過外殼散散熱，可做做成大功率率電機(jī)。沒沒有電刷，，免維護(hù)。。是目前在在機(jī)器人上上應(yīng)用最多多的電動(dòng)機(jī)機(jī)。53第一節(jié)驅(qū)驅(qū)動(dòng)電電機(jī)和步進(jìn)電電機(jī)相比比，伺服服電機(jī)有有以下幾幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)勢(shì)：1、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了位置置，速度度和力矩矩的閉環(huán)環(huán)控制；；克服了了步進(jìn)電電機(jī)失步步的問題題；2、高速速性能好好，一般般額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速能達(dá)達(dá)到2000～～3000轉(zhuǎn)；；

3、、抗過載載能力強(qiáng)強(qiáng)，能承承受三倍倍于額定定轉(zhuǎn)矩的的負(fù)載，，對(duì)有瞬瞬間負(fù)載載波動(dòng)和和要求快快速起動(dòng)動(dòng)的場(chǎng)合合特別適適用；4、低低速運(yùn)行行平穩(wěn)，，低速運(yùn)運(yùn)行時(shí)不不會(huì)產(chǎn)生生類似于于步進(jìn)電電機(jī)的步步進(jìn)運(yùn)行行現(xiàn)象。。5、電機(jī)機(jī)加減速速的動(dòng)態(tài)態(tài)相應(yīng)時(shí)時(shí)間短，，一般在在幾十毫毫秒之內(nèi)內(nèi)；6、發(fā)熱熱和噪音音明顯降降低。54第一節(jié)驅(qū)驅(qū)動(dòng)電電機(jī)減速機(jī)目前，機(jī)機(jī)器人普普遍采用用交流伺伺服電機(jī)機(jī)驅(qū)動(dòng)，，為了提提高控制制精度，，增大驅(qū)驅(qū)動(dòng)力矩矩，一般般均需配配置減速速機(jī)。通通常配備備RV減速機(jī)（（精度高高、剛性性好）55第二節(jié)位位置控控制機(jī)器人是是由多軸軸（關(guān)節(jié)節(jié)）組成成，每軸軸的運(yùn)動(dòng)動(dòng)都影響響機(jī)器人人未端的的位置和和姿態(tài)。。如何協(xié)協(xié)調(diào)各軸軸的運(yùn)動(dòng)動(dòng)，使機(jī)機(jī)器人未未端完成成要求的的軌跡，，是需需要解決決的問題題。由于絕大大多數(shù)機(jī)機(jī)器人是是關(guān)節(jié)式式運(yùn)動(dòng)形形式，很很難直接接檢測(cè)機(jī)機(jī)器人未未端的運(yùn)運(yùn)動(dòng)，只只能對(duì)各各關(guān)節(jié)進(jìn)進(jìn)行控制制。屬于于半閉環(huán)環(huán)系統(tǒng)，，即僅從從電動(dòng)機(jī)機(jī)軸上閉閉環(huán)。位置控制器功率放大光電碼盤給定位置M位置反饋速度反饋電流反饋56第二節(jié)位位置控控制目前機(jī)器器人基本本操作方方式為示示教再現(xiàn)現(xiàn)，示教教時(shí)，不不能將軌軌跡上的的所有點(diǎn)點(diǎn)都示教教一遍，，一是費(fèi)費(fèi)時(shí)，二二是占用用大量的的存儲(chǔ)器器。實(shí)際上，，對(duì)于有有規(guī)律的的軌跡，，僅示教教幾個(gè)特特征點(diǎn)。。對(duì)直線線軌跡，，僅示教教兩個(gè)端端點(diǎn)；對(duì)對(duì)圓弧軌軌跡，示示教三點(diǎn)點(diǎn)（起點(diǎn)點(diǎn)、終點(diǎn)點(diǎn)、中間間點(diǎn)），，軌跡上上其它中中間點(diǎn)的的坐標(biāo)通通過插補(bǔ)補(bǔ)方法獲獲得。逆運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)節(jié)位置控制軌跡的示教點(diǎn)位姿反饋插補(bǔ)算法中間位姿關(guān)節(jié)電機(jī)1上位計(jì)算機(jī)伺服控制器關(guān)節(jié)位置控制反饋關(guān)節(jié)電機(jī)257第二節(jié)位位置控控制插補(bǔ)方式式：定時(shí)插補(bǔ)補(bǔ)

每隔隔一定時(shí)時(shí)間插補(bǔ)補(bǔ)一次，，插補(bǔ)時(shí)時(shí)間間隔隔Ts一般不超超過25ms定距插補(bǔ)補(bǔ)

每隔隔一定距距離插補(bǔ)補(bǔ)一次，，可避免免快速運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，，定時(shí)插插補(bǔ)造成成的軌跡跡失真。。但也受受伺服周周期限制制。插補(bǔ)算法法：直線插補(bǔ)補(bǔ)

將兩兩示教點(diǎn)點(diǎn)之間按按照直線線規(guī)律計(jì)計(jì)算中間間點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)。圓弧插補(bǔ)補(bǔ)按圓弧規(guī)規(guī)律計(jì)算算中間點(diǎn)點(diǎn)。58第二節(jié)位位置控控制直線插補(bǔ)補(bǔ)設(shè)機(jī)器人人末端要要從Po運(yùn)動(dòng)到Pe，運(yùn)動(dòng)速度度v，插補(bǔ)時(shí)間間間隔Ts直線長(zhǎng)度度：插補(bǔ)間隔隔內(nèi)的行行程：d=vTs插補(bǔ)的總總步數(shù)：：N=int(L/d)+1各方向上上的增量量：各插補(bǔ)點(diǎn)點(diǎn)的坐標(biāo)標(biāo)：59第二節(jié)位位置控控制圓弧插補(bǔ)補(bǔ)空間不共共線三點(diǎn)點(diǎn)P1，P2，P3構(gòu)成一段段圓弧。。首先進(jìn)行行坐標(biāo)變變換，把把空間圓圓弧變換換為平面面圓弧。。原點(diǎn)與圓圓弧的圓圓心重合合，Z軸為外法法線方向向。如果ZR與Z0夾角為α，XR與X0夾角為θOR在基坐標(biāo)標(biāo)系中的的坐標(biāo)為為（x0，y0，z0）60第二節(jié)位位置控控制對(duì)于平面面圓?。海喊霃絉總的圓心心角φTs時(shí)間內(nèi)的的角位移移Δθ＝TsV/R插補(bǔ)步數(shù)數(shù)：N=φφ／Δθ＋1小結(jié)：1、將示示教點(diǎn)坐坐標(biāo)轉(zhuǎn)換換為｛R｝坐標(biāo)值2、按平平面圓弧弧插補(bǔ)算算法，得得到插補(bǔ)補(bǔ)點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)（xR，yR）3、轉(zhuǎn)換換到基坐坐標(biāo)系中中61第四章弧弧焊機(jī)機(jī)器人編編程技術(shù)術(shù)第一節(jié)機(jī)機(jī)器人人的編程程基礎(chǔ)第二節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人離離線編程程技術(shù)62第一節(jié)機(jī)機(jī)器人人的編程程基礎(chǔ)通過前面面的知識(shí)識(shí)，我們們知道，，機(jī)器人人是一個(gè)個(gè)軟件可可控的機(jī)機(jī)電裝置置，可通通過編程程定義其其作業(yè)內(nèi)內(nèi)容。目前，對(duì)對(duì)機(jī)器人人編程的的方式可可以分為為以下三三種：示教編程程機(jī)器人語語言編程程離線編程程63第一節(jié)機(jī)機(jī)器人人的編程程基礎(chǔ)1、示教教編程示教編程程是目前前工業(yè)機(jī)機(jī)器人廣廣泛使用用的編程程方法，，根據(jù)任任務(wù)的需需要，將將機(jī)器人人末端工工具移動(dòng)動(dòng)到所需需的位置置及姿態(tài)態(tài)，然后后把每一一個(gè)位姿姿連同運(yùn)運(yùn)行速度度、焊接接參數(shù)等等記錄并并存儲(chǔ)下下來，機(jī)機(jī)器人便便可以按按照示教教的位姿姿再現(xiàn)。。示教方式式有兩種種：手把手示示教示教盒示示教64第一節(jié)機(jī)機(jī)器人人的編程程基礎(chǔ)示教盒控制器現(xiàn)場(chǎng)示教編程程的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：不需要預(yù)預(yù)備知識(shí)識(shí)和復(fù)雜雜的計(jì)算算機(jī)裝置置，方法法簡(jiǎn)單、、易于掌掌握。示教編程程的缺點(diǎn)點(diǎn)：占用生產(chǎn)產(chǎn)時(shí)間，，難于適適應(yīng)小批批量、多多品種的的柔性生生產(chǎn)需要要；編程人員員工作環(huán)環(huán)境差、、強(qiáng)度大大，一旦旦失誤，，會(huì)造成成人員傷傷亡或設(shè)設(shè)備損壞壞；編程效率率低。65第一節(jié)機(jī)機(jī)器人人的編程程基礎(chǔ)2、機(jī)器器人語言言機(jī)器人語語言提供供了一種種通用的的人與機(jī)機(jī)器人之之間的通通訊手段段。它是是一種專專用語言言，用符符號(hào)描述述機(jī)器人人的運(yùn)動(dòng)動(dòng)，與常常用的計(jì)計(jì)算機(jī)編編程語言言相似。。1973年，Stanford人工智能能實(shí)驗(yàn)室室開發(fā)了了第一種種機(jī)器人人語言－－WAVE語言。1974年，該該實(shí)驗(yàn)室室開發(fā)了了AL語言1979年，Unimation公司開發(fā)發(fā)了VAL語言（類類似于BASIC）1984年，該公公司推出出了VALII語言其他的機(jī)機(jī)器人語語言：IBM公司的AML語言及AUTOPASS語言、MIT的LAMA語言、Automatix公司的RAIL語言等。。66第一節(jié)機(jī)機(jī)器人人的編程程基礎(chǔ)根據(jù)作業(yè)業(yè)描述水水平的高高低，機(jī)機(jī)器人語語言通常常分為三三級(jí)：動(dòng)作級(jí)：：每一個(gè)指指令對(duì)應(yīng)應(yīng)于一個(gè)個(gè)動(dòng)作，，如MOVETO<destination>，，優(yōu)點(diǎn)為：：語句簡(jiǎn)簡(jiǎn)潔，易易于編程程，缺點(diǎn)點(diǎn)為：不不能進(jìn)行行復(fù)雜的的運(yùn)算，，不能接接受傳感感器信息息。VAL屬于動(dòng)作作級(jí)。對(duì)象級(jí):是描述操操作物體體間關(guān)系系使機(jī)器器人動(dòng)作作的語言言。具有有運(yùn)動(dòng)控控制（與與動(dòng)作級(jí)級(jí)語言類類似的功功能）、、處理傳傳感信息息、通信信和數(shù)字字運(yùn)算、、良好的的擴(kuò)展性性（用戶戶可根據(jù)據(jù)需要增增加指令令）等特特點(diǎn)。AML、、AUTOPASS屬于對(duì)象象級(jí)。任務(wù)級(jí)：：是比較高高級(jí)的機(jī)機(jī)器人語語言，允允許操作作人員下下達(dá)直接接命令，，不必規(guī)規(guī)定機(jī)器器人的動(dòng)動(dòng)作細(xì)節(jié)節(jié)。如：：焊接工工件A，需要非常常高的智智能，目目前還沒沒有真正正的任務(wù)務(wù)級(jí)語言言。67第一節(jié)機(jī)機(jī)器人人的編程程基礎(chǔ).EDITDEMO.PROGRAMDEMO?OPEN?APPROPICK50?SPEED30?MOVEPICK?CLOSEI?DEPART70?APPROSPLACE75?SPEED20?MOVESPLACE?OPENI?DEPART50?E

啟動(dòng)編輯狀態(tài)VAL響應(yīng)下一步手張開運(yùn)動(dòng)至距PICK位置50mm處下一步降至30％滿速運(yùn)動(dòng)到PICK位置閉合手后退70mm運(yùn)動(dòng)至距PLACE位置75mm處下一步降至20％滿速運(yùn)動(dòng)至PLACE位置在下一步之前手張開后退50mm退出編輯狀態(tài)VAL程序舉例例：將物體從從位置1（PICK）搬運(yùn)到位位置2（（PLACE）68第一節(jié)機(jī)機(jī)器人人的編程程基礎(chǔ)0000NOP0001MOVJVJ＝10.000002MOVLV=8000003ARCONASF#(1)0004MOVLV=1000005ARCOF0006END空操作以10％％關(guān)節(jié)速速度移動(dòng)動(dòng)到焊縫縫起點(diǎn)附附近一點(diǎn)點(diǎn)以800mm/min速度移動(dòng)動(dòng)到焊縫縫起點(diǎn)按照文件件ASF＃＃（1））的參數(shù)起起弧按照100mm/min的焊接速速度焊接接熄弧結(jié)束MOTOMANXRC控制器語語言：焊接一段段直線焊焊縫69第一節(jié)機(jī)機(jī)器人人的編程程基礎(chǔ)3、離線線編程在計(jì)算機(jī)機(jī)中建立立設(shè)備、、環(huán)境及及工件的的三維模模型，在在這樣一一個(gè)虛擬擬的環(huán)境境中對(duì)機(jī)機(jī)器人進(jìn)進(jìn)行編程程。機(jī)器人離離線編程程（OffLineProgramming，OLP））系統(tǒng)是機(jī)機(jī)器人語語言編程程的拓展展，它充充分利用用了計(jì)算算機(jī)圖形形學(xué)的成成果，建建立機(jī)器器人及其其工作環(huán)環(huán)境的模模型，再再利用一一些規(guī)劃劃算法，，通過對(duì)對(duì)圖形的的控制和和操作在在離線的的情況下下進(jìn)行編編程。OLP控制器現(xiàn)場(chǎng)70第一節(jié)機(jī)機(jī)器人人的編程程基礎(chǔ)離線編程程的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)減少機(jī)器器人不工工作時(shí)間間改善了編編程環(huán)境境；使編編程者遠(yuǎn)遠(yuǎn)離危險(xiǎn)險(xiǎn)的工作作環(huán)境提高了編編程效率率與質(zhì)量量；可使使用高級(jí)級(jí)語言對(duì)對(duì)復(fù)雜任任務(wù)編程程便于和CAD系統(tǒng)集成成,實(shí)實(shí)現(xiàn)CAD/CAM／Robotics一體化。。示教編程程離線編程程需要實(shí)際際機(jī)器人人系統(tǒng)和和工作環(huán)環(huán)境編程時(shí)機(jī)機(jī)器人停停止工作作在實(shí)際系系統(tǒng)上試試驗(yàn)程序序編程的質(zhì)質(zhì)量取決決于編程程者的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)很難實(shí)現(xiàn)現(xiàn)復(fù)雜的的機(jī)器人人軌跡路路徑需要機(jī)器器人系統(tǒng)統(tǒng)和工作作環(huán)境的的圖形模模型編程不影影響機(jī)器器人工作作通過仿真真試驗(yàn)程程序用規(guī)劃技技術(shù)可進(jìn)進(jìn)行最佳佳參數(shù)及及路徑規(guī)規(guī)劃可實(shí)現(xiàn)復(fù)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌跡的的編程71第二節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人離離線編程程技術(shù)1、發(fā)展與現(xiàn)現(xiàn)狀2、機(jī)器人離離線編程程原理3、執(zhí)行級(jí)弧弧焊機(jī)器器人離線線編程系系統(tǒng)4、任務(wù)級(jí)弧弧焊機(jī)器器人離線線編程系系統(tǒng)72第二節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人離離線編程程技術(shù)如前所述述，機(jī)器器人離線線編程是是在一個(gè)個(gè)虛擬的的環(huán)境中中對(duì)機(jī)器器人進(jìn)行行編程。。在計(jì)算算機(jī)內(nèi)建建立機(jī)器器人及其其工作環(huán)環(huán)境的模模型，再再利用一一些規(guī)劃劃算法，，通過對(duì)對(duì)圖形的的控制和和操作在在離線的的情況下下進(jìn)行編編程。1、發(fā)展展與現(xiàn)狀狀國(guó)外機(jī)器器人離線線編程的的研究起起步較早早，從70年代代開始進(jìn)進(jìn)行這方方面的研研究工作作。自80年代代以來，，由于機(jī)機(jī)器人離離線編程程軟件是是機(jī)器人人應(yīng)用與與研究不不可缺少少的工具具，美國(guó)國(guó)、英國(guó)國(guó)、法國(guó)國(guó)、德國(guó)國(guó)、日本本等許多多大學(xué)實(shí)實(shí)驗(yàn)室、、研究所所、制造造公司對(duì)對(duì)機(jī)器人人離線編編程與仿仿真技術(shù)術(shù)進(jìn)行了了大的研研究，并并開發(fā)出出原型系系統(tǒng)和應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)。這些些軟件有有些已經(jīng)經(jīng)商品化化，對(duì)機(jī)機(jī)器人技技術(shù)發(fā)展展以及在在各行業(yè)業(yè)的推廣廣應(yīng)用發(fā)發(fā)揮了巨巨大的作作用。73第二節(jié)節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人人離線線編程程技術(shù)術(shù)國(guó)外主主要離離線編編程系系統(tǒng)74第二節(jié)節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人人離線線編程程技術(shù)術(shù)PLACE(PositionLayoutandCellEvaluator)是由美美國(guó)McAuto公司開開發(fā)的的機(jī)器器人軟軟件的的模塊塊之一一。該該軟件件還包包括BUILD、COMMAND和ADJUST模塊。。該軟軟件是是早期期比較較著名名的的的軟件件之一一，用用于設(shè)設(shè)計(jì)、、評(píng)價(jià)價(jià)機(jī)器器人制制造單單元和和機(jī)器器人離離線編編程。。75第二節(jié)節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人人離線線編程程技術(shù)術(shù)ROBCAD是Tecnomatix公司八八十年年代推推出的的、運(yùn)運(yùn)行在在SGI工作站站、UNIX操作系系統(tǒng)下下的大大型機(jī)機(jī)器人人設(shè)計(jì)計(jì)、仿仿真和和離線線編程程系統(tǒng)統(tǒng)。該該軟件件由六六大模模塊組組成：：機(jī)械械設(shè)計(jì)計(jì)、建建模模模塊（（MechanicalModeling）、、工作單單元布布置模模塊（（WorkcellLayout）、、任務(wù)描描述模模塊（（TaskDescription））、仿真模模塊（（Simulation））、機(jī)械制制圖模模塊（（Drafting））和數(shù)據(jù)據(jù)管理理模塊塊（DataManagement）。。機(jī)械設(shè)設(shè)計(jì)、、建模模模塊塊主要要完成成機(jī)器器人及及環(huán)境境的幾幾何建建模、、運(yùn)動(dòng)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)如機(jī)機(jī)器人人、設(shè)設(shè)備的的運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)建建模，，并具具有數(shù)數(shù)據(jù)查查詢、、文件件管理理等功功能。。Workspace是RobotSimulations公司開開發(fā)的的第一一個(gè)商商品化化的基基于微微機(jī)的的機(jī)器器人仿仿真與與離線線編程程軟件件。該該軟件件采用用了ACIS作為建建模核核心，，與一一些基基于微微機(jī)的的CAD系統(tǒng)如如AutoCAD做到了了很好好的數(shù)數(shù)據(jù)交交換。。76第二節(jié)節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人人離線線編程程技術(shù)術(shù)IGRIP，美國(guó)Deneb公司產(chǎn)產(chǎn)品，，卓越越的圖圖形功功能，，不僅僅可運(yùn)運(yùn)行在在SGI、HP等工作作站上上，也也可運(yùn)運(yùn)行在在高檔檔PC機(jī)上。。77第二節(jié)節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人人離線線編程程技術(shù)術(shù)裝甲車車殼體體焊接接自動(dòng)動(dòng)化系系統(tǒng)仿仿真78第二節(jié)節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人人離線線編程程技術(shù)術(shù)國(guó)內(nèi)機(jī)機(jī)器人人離線線編程程技術(shù)術(shù)研究究情況況79第二節(jié)節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人人離線線編程程技術(shù)術(shù)機(jī)器人人離線線編程程技術(shù)術(shù)是以以CAD和圖形形仿真真為基基礎(chǔ)的的技術(shù)術(shù)。因因其顯顯著優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，，引起起國(guó)內(nèi)內(nèi)外的的諸多多研究究與開開發(fā)，，并出出現(xiàn)了了一些些專業(yè)業(yè)公司司，推推動(dòng)了了離線線編程程技術(shù)術(shù)的實(shí)實(shí)用化化。與與國(guó)外外相比比，我我國(guó)的的機(jī)器器人離離線編編程技技術(shù)還還有很很大的的差距距，主主要體體現(xiàn)在在以下下幾點(diǎn)點(diǎn)：幾何建建模：國(guó)外外商品品化系系統(tǒng)的的幾何何建模模功能能比較較強(qiáng)，，且與與其他他外部部CAD系統(tǒng)具具有數(shù)數(shù)據(jù)交交換接接口。。國(guó)內(nèi)內(nèi)自主主開發(fā)發(fā)的系系統(tǒng)由由于投投入小小,功功能能較弱弱,缺缺少少與外外部CAD系統(tǒng)的的數(shù)據(jù)據(jù)交換換接口口。專業(yè)化化：國(guó)外外系統(tǒng)統(tǒng)除提提供通通用性性的功功能之之外，，為了了提高高編程程效率率，往往往在在通用用系統(tǒng)統(tǒng)之上上開發(fā)發(fā)專業(yè)業(yè)化的的模塊塊，如如IGRIP中的的點(diǎn)點(diǎn)焊焊、、弧弧焊焊等等。。而而國(guó)國(guó)內(nèi)內(nèi)的的通通用用系系統(tǒng)統(tǒng)則則無無專專業(yè)業(yè)化化模模塊塊。。標(biāo)定定：國(guó)國(guó)外外系系統(tǒng)統(tǒng)大大多多將將標(biāo)標(biāo)定定作作為為主主要要模模塊塊之之一一，，而而國(guó)國(guó)內(nèi)內(nèi)還還缺缺少少這這方方面面的的研研究究。。機(jī)器器人人程程序序下下載載：國(guó)國(guó)外外商商品品化化系系統(tǒng)統(tǒng)都都有有多多種種機(jī)機(jī)器器人人的的接接口口,可可以以方方便便地地上上下下載載這這些些機(jī)機(jī)器器人人的的程程序序。。而而國(guó)國(guó)內(nèi)內(nèi)系系統(tǒng)統(tǒng)還還主主要要停停留留在在仿仿真真階階段段，，缺缺少少與與實(shí)實(shí)際際機(jī)機(jī)器器人人的的接接口口，，很很少少有有關(guān)關(guān)于于機(jī)機(jī)器器人人程程序序下下載載與與執(zhí)執(zhí)行行的的報(bào)報(bào)道道。。80第二二節(jié)節(jié)弧弧焊焊機(jī)機(jī)器器人人離離線線編編程程技技術(shù)術(shù)2、、機(jī)機(jī)器器人人離離線線編編程程原原理理如前前所所述述，，機(jī)機(jī)器器人人離離線線編編程程是是在在一一個(gè)個(gè)虛虛擬擬的的環(huán)環(huán)境境中中對(duì)對(duì)機(jī)機(jī)器器人人進(jìn)進(jìn)行行編編程程。。在在計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)內(nèi)內(nèi)建建立立機(jī)機(jī)器器人人及及其其工工作作環(huán)環(huán)境境的的模模型型，，再再利利用用一一些些規(guī)規(guī)劃劃算算法法，，通通過過對(duì)對(duì)圖圖形形的的控控制制和和操操作作在在離離線線的的情情況況下下進(jìn)進(jìn)行行編編程程。。一般般離離線線編編程程系系統(tǒng)統(tǒng)主主要要包包括括：：用戶戶接接口口機(jī)器器人人及及環(huán)環(huán)境境的的建建模模運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)學(xué)計(jì)計(jì)算算軌跡跡規(guī)規(guī)劃劃動(dòng)力力學(xué)學(xué)仿仿真真并行行操操作作傳感感器器仿仿真真通信信接接口口誤差差校校正正81第二二節(jié)節(jié)弧弧焊焊機(jī)機(jī)器器人人離離線線編編程程技技術(shù)術(shù)用戶戶接接口口：：一般般工工業(yè)業(yè)機(jī)機(jī)器器人人提提供供兩兩個(gè)個(gè)用用戶戶接接口口：：一一個(gè)個(gè)用用于于示示教教編編程程，，另另一一個(gè)個(gè)用用于于語語言言編編程程。。作作為為機(jī)機(jī)器器人人語語言言的的拓拓展展，，離離線線編編程程系系統(tǒng)統(tǒng)把把機(jī)機(jī)器器人人語語言言作作為為用用戶戶接接口口的的一一部部分分，，另另外外用用戶戶接接口口的的一一個(gè)個(gè)重重要要部部分分，，是是對(duì)對(duì)機(jī)機(jī)器器人人系系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行行圖圖形形編編輯輯，，一一般般設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)成成交交互互式式，，可可利利用用鼠鼠標(biāo)標(biāo)操操作作機(jī)機(jī)器器人人的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)。。機(jī)器器人人及及環(huán)環(huán)境境的的建建模模：：這是是離離線線編編程程的的前前提提，，必必須須構(gòu)構(gòu)建建機(jī)機(jī)器器人人、、夾夾具具、、零零件件和和工工具具的的三三維維幾幾何何模模型型，，最最好好直直接接采采用用零零件件和和工工具具的的CAD模型型。。所所以以離離線線編編程程系系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)應(yīng)包包括括CAD建模模子子系系統(tǒng)統(tǒng)，，可可以以集集成成到到CAD平臺(tái)臺(tái)上上。。若若為為獨(dú)獨(dú)立立系系統(tǒng)統(tǒng)，，應(yīng)應(yīng)具具備備與與外外部部CAD文件件的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換接接口口。。運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)學(xué)計(jì)計(jì)算算：：離線線編編程程系系統(tǒng)統(tǒng)需需要要進(jìn)進(jìn)行行圖圖形形仿仿真真、、碰碰撞撞檢檢測(cè)測(cè)等等任任務(wù)務(wù)，，需需要要進(jìn)進(jìn)行行運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)學(xué)計(jì)計(jì)算算，，包包括括正正運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)學(xué)及及逆逆運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)學(xué)計(jì)計(jì)算算。。要要求求與與機(jī)機(jī)器器人人控控制制器器采采用用一一致致的的逆逆運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)學(xué)算算法法，，或或直直接接提提供供直直角角坐坐標(biāo)標(biāo)給給機(jī)機(jī)器器人人控控制制器器，，由由控控制制器器進(jìn)進(jìn)行行逆逆運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)學(xué)計(jì)計(jì)算算。。82第二二節(jié)節(jié)弧弧焊焊機(jī)機(jī)器器人人離離線線編編程程技技術(shù)術(shù)軌跡跡規(guī)規(guī)劃劃：：離線線編編程程系系統(tǒng)統(tǒng)除除了了對(duì)對(duì)機(jī)機(jī)器器人人靜靜態(tài)態(tài)位位置置進(jìn)進(jìn)行行運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)學(xué)計(jì)計(jì)算算外外，，還還應(yīng)應(yīng)該該對(duì)對(duì)機(jī)機(jī)器器人人在在工工作作空空間間的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌軌跡跡進(jìn)進(jìn)行行仿仿真真。。由由于于不不同同機(jī)機(jī)器器人人廠廠家家所所采采用用的的軌軌跡跡規(guī)規(guī)劃劃算算法法差差別別很很大大，，離離線線編編程程系系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)應(yīng)對(duì)對(duì)機(jī)機(jī)器器人人控控制制器器中中所所采采用用的的算算法法進(jìn)進(jìn)行行仿仿真真。。軌軌跡跡規(guī)規(guī)劃劃模模塊塊根根據(jù)據(jù)起起點(diǎn)點(diǎn)、、終終點(diǎn)點(diǎn)位位置置及及約約束束條條件件，，輸輸出出中中間間點(diǎn)點(diǎn)位位姿姿、、速速度度、、加加速速度度的的時(shí)時(shí)間間序序列列。。還還應(yīng)應(yīng)該該具具備備可可達(dá)達(dá)空空間間計(jì)計(jì)算算及及碰碰撞撞檢檢測(cè)測(cè)等等功功能能。。動(dòng)力學(xué)仿仿真：如果機(jī)器器人工作作在高速速及重負(fù)負(fù)載的情情況下，，必須考考慮動(dòng)力力學(xué)特性性，以防防止產(chǎn)生生比較大大的誤差差。83第二節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人離離線編程程技術(shù)并行操作作：有些場(chǎng)合合常涉及及到兩個(gè)個(gè)或多個(gè)個(gè)機(jī)器人人同時(shí)完完成一個(gè)個(gè)作業(yè)，，有時(shí)，，既使一一個(gè)機(jī)器器人工作作，也常常需要和和變位機(jī)機(jī)、傳送送帶等系系統(tǒng)配合合。因此此，離線線編程系系統(tǒng)應(yīng)能能對(duì)多個(gè)個(gè)設(shè)備進(jìn)進(jìn)行同時(shí)時(shí)仿真。?？梢圆刹捎枚嗵幪幚砥骷技夹g(shù)，通通常采用用單處理理器分時(shí)時(shí)操作（（多任務(wù)務(wù)系統(tǒng)））。84第二節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人離離線編程程技術(shù)傳感器仿仿真：在實(shí)際機(jī)機(jī)器人系系統(tǒng)中，，可能裝裝有各種種傳感器器。在離離線編程程系統(tǒng)中中，對(duì)這這些傳感感器進(jìn)行行建模并并仿真是是很重要要的。傳傳感器主主要分局局部的和和全局的的兩類，，局部傳傳感器有有力覺、、觸覺和和接近覺覺傳感器器。觸覺陣列列的幾何何模型分分解成一一些小塊塊，檢查查每個(gè)幾幾何塊與與物體間間的干涉涉，確定定接觸情情況。接近覺傳傳感器也也可利用用幾何模模型件的的干涉檢檢查來仿仿真，將將長(zhǎng)方體體分成許許多小塊塊，與物物體相交交的塊數(shù)數(shù)可以表表示接近近的程度度。利用相交交部分的的體積可可以仿真真力覺傳傳感器。。85第二節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人離離線編程程技術(shù)通信接口口：連接離線線編程系系統(tǒng)與機(jī)機(jī)器人控控制器。。利用通通信接口口可以把把仿真系系統(tǒng)所生生成的機(jī)機(jī)器人運(yùn)運(yùn)動(dòng)程序序轉(zhuǎn)換成成機(jī)器人人控制器器可以接接受的的的代碼。。由于不不同廠家家生產(chǎn)的的機(jī)器人人所用的的語言系系統(tǒng)不同同，是離離線編程程系統(tǒng)的的通信接接口的通通用性受受到限制制。誤差的校校正：離線編程程系統(tǒng)中中的仿真真模型與與實(shí)際機(jī)機(jī)器人模模型存在在誤差，，需要對(duì)對(duì)這些誤誤差進(jìn)行行校正。。誤差源：：機(jī)器人人連桿制制造誤差差、傳動(dòng)動(dòng)間隙、、機(jī)器人人剛度不不足、相相同型號(hào)號(hào)機(jī)器人人的不一一致性、、控制器器的數(shù)字字精度、、溫度等等外部環(huán)環(huán)境的影影響可增加標(biāo)標(biāo)定模塊塊及傳感感器補(bǔ)償償86第二節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人離離線編程程技術(shù)關(guān)節(jié)級(jí)（JointLevel）例如：將將關(guān)節(jié)節(jié)4向正正方向移移動(dòng)30度執(zhí)行級(jí)（ManipulatorLevel）例如：將將焊槍沿沿X軸反方向向移動(dòng)100毫毫米對(duì)象級(jí)（ObjectLevel））例如：將將焊縫5變換到到15度度上坡焊焊位置任務(wù)級(jí)（TaskLevel）例如：焊焊接焊縫縫3弧焊機(jī)器器人離線線編程系系統(tǒng)的分分類87第二節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人離離線編程程技術(shù)3、執(zhí)行行級(jí)弧焊焊機(jī)器人人離線編編程系統(tǒng)統(tǒng)（哈工工大田勁勁松等人人）開發(fā)方式式：在高性能能PC機(jī)和AutoCAD2000平臺(tái)上，，運(yùn)用其其開發(fā)工工具———ObjectARX進(jìn)行二次次開發(fā)。?？傮w結(jié)構(gòu)構(gòu)：ARX程序建模模塊運(yùn)動(dòng)仿真路徑模塊編程模塊圖形示教程序轉(zhuǎn)換碰撞檢測(cè)標(biāo)定模塊AutoCAD2000用戶界面動(dòng)畫生成程序上載88第二節(jié)弧弧焊機(jī)機(jī)器人離離線編程程技術(shù)建模模塊塊：離線編程程系統(tǒng)中中的建模模模塊要要完成以以下幾個(gè)個(gè)方面的的任務(wù)：：部件建模模；設(shè)備建模模；工作單元元設(shè)計(jì)和和布置。。工作單元元由機(jī)器器人設(shè)備備和變位位機(jī)設(shè)備備以及環(huán)環(huán)境物組組成，而而設(shè)備又又由不同同數(shù)目的的部件組組成，部部件和部部件之間間由各種種關(guān)節(jié)聯(lián)聯(lián)接或直直接連接接。89第二節(jié)弧焊焊機(jī)器人離線線編程技術(shù)建立的工作單單元實(shí)例部件裝配成設(shè)設(shè)備的流程圖圖90第二節(jié)弧焊焊機(jī)器人離線線編程技術(shù)路徑模塊：首先引入標(biāo)簽點(diǎn)（TagPoint）的概念。在離離線編程系統(tǒng)統(tǒng)中，標(biāo)簽點(diǎn)點(diǎn)是一個(gè)以笛笛卡爾坐標(biāo)系系圖形為基礎(chǔ)礎(chǔ)的對(duì)象，其其圖形表征了了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)動(dòng)中的工具坐坐標(biāo)系的位姿姿，其內(nèi)部還還可記錄著該該點(diǎn)的焊接工工藝參數(shù)。標(biāo)標(biāo)簽點(diǎn)圖形是是由三個(gè)互相相垂直的一定定長(zhǎng)度直線、、標(biāo)簽點(diǎn)名稱稱以及X、Y、Z字符組成，不不隨用戶觀察察視點(diǎn)變化，，便于用戶觀觀察與利用。。路徑（Path）是一系列標(biāo)簽簽點(diǎn)的集合。。路徑分為普普通路徑和焊焊接路徑，普普通路徑只記記錄機(jī)器人運(yùn)運(yùn)動(dòng)過程，而而在焊接路徑徑中，標(biāo)簽點(diǎn)點(diǎn)還要記錄其其性質(zhì)如起弧弧點(diǎn)、熄弧點(diǎn)點(diǎn)等，以及焊焊接參數(shù)。一一條路徑必須須屬于某個(gè)部部件。91第二節(jié)弧焊焊機(jī)器人離線線編程技術(shù)路徑功能是離離線編程的一一大特點(diǎn)，使使得機(jī)器人工工具的運(yùn)動(dòng)過過程能可視的的記錄下來，，以便于用戶戶的編輯，也也可保存相應(yīng)應(yīng)位置點(diǎn)的工工藝參數(shù)。用用戶可以利用用提供的命令令對(duì)單個(gè)標(biāo)簽簽點(diǎn)或整條路路徑進(jìn)行修改改，從而改變變機(jī)器人工具具的運(yùn)動(dòng)過程程或焊接參數(shù)數(shù)，這要比示示教編程的方方便得多。由由于路徑屬于于部件，所以以路徑將與部部件一起運(yùn)動(dòng)動(dòng)。這樣，當(dāng)當(dāng)工件重新裝裝夾或變位機(jī)機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，用用戶以前的工工作將隨路徑徑被一起保留留下來，而避避免了示教方方式所需的重重新示教操作作。因此，路路徑功能使離離線編程的效效率比示教編編程的效率高高得多。平焊上坡焊92第二節(jié)弧焊焊機(jī)器人離線線編程技術(shù)編程模塊：為了用語言描描述機(jī)器人工工作單元的工工作過程，本本文定義了機(jī)機(jī)器人執(zhí)行級(jí)級(jí)離線編程語語言（MOPL）。。MOPL是一種解釋性性的語言，可可對(duì)系統(tǒng)圖形形進(jìn)行實(shí)時(shí)操操作。利用MOPL中的命令書寫寫程序，便可可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人人工作單元的的離線編程。。ProgramStart，編程開始$Device，指定當(dāng)前設(shè)備備$Motype，指定當(dāng)前運(yùn)動(dòng)動(dòng)類型$Speed，，指定當(dāng)前運(yùn)動(dòng)動(dòng)速度MoveTo，工具移動(dòng)到某某一標(biāo)簽點(diǎn)MoveHome，設(shè)備移動(dòng)到零零位MoveJoint，移動(dòng)設(shè)備的某某個(gè)關(guān)節(jié)MoveJoints，，移動(dòng)設(shè)備的多多個(gè)關(guān)節(jié)MoveAlong，工具沿某條路路徑移動(dòng)MoveVia，經(jīng)中間標(biāo)簽點(diǎn)點(diǎn)移到目標(biāo)標(biāo)標(biāo)簽點(diǎn)OrientTag，變位機(jī)標(biāo)簽點(diǎn)點(diǎn)MoveRelative，工具以笛卡爾爾方式相對(duì)移移動(dòng)//，注釋語語句執(zhí)行級(jí)離線編編程器93第二節(jié)弧焊焊機(jī)器人離線線編程技術(shù)程序?qū)嵗篜rogramStart$Device=robot$Speed=5.000MoveToseam_1$Motype=Straight$Speed=10.000MoveAlongseamFrom2To16$Motype=JointMoveHome94第二節(jié)弧焊焊機(jī)器人離線線編程技術(shù)程序轉(zhuǎn)換模塊塊：通過離線編程程器編制的MOPL程序只能在離離線編程系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行仿真真，不能直接接下載給機(jī)器器人。而且各各種機(jī)器人接接受的機(jī)器人人語言各不相相同，因此需需要將MOPL文件轉(zhuǎn)換為特特定機(jī)器人可可接受的程序序。MOPL程序程序轉(zhuǎn)換模塊塊特定的機(jī)器人程序程序轉(zhuǎn)換模塊塊的作用95第二節(jié)弧焊焊機(jī)器人離線線編程技術(shù)自定義的九自自由度機(jī)器人人程序的基本本格式2ASX引弧標(biāo)志及焊焊接參數(shù)設(shè)定定AE熄弧標(biāo)志END程序結(jié)束標(biāo)志志序號(hào)運(yùn)動(dòng)方式代碼碼機(jī)器人關(guān)節(jié)角角變位機(jī)關(guān)節(jié)角角機(jī)器人速度變位機(jī)時(shí)間96第二節(jié)弧焊焊機(jī)器人離線線編程技術(shù)MOPL文件機(jī)器人類型機(jī)器人程序進(jìn)度顯示程序轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)程序轉(zhuǎn)換器的的界面97第二節(jié)弧焊焊機(jī)器人離線線編程技術(shù)機(jī)器人程序轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換實(shí)例98第二節(jié)弧焊焊機(jī)器人離線線編程技術(shù)碰撞檢測(cè)模塊塊：碰撞檢測(cè)是機(jī)機(jī)器人離線編編程系統(tǒng)的必必要功能之一一。在CAD技術(shù)中，碰撞撞檢測(cè)也稱為為實(shí)體求交。。在機(jī)器人工作作單元中，有有眾多個(gè)部件件，如果每?jī)蓛蓚€(gè)部件之間間都進(jìn)行碰撞撞檢測(cè)，則每每一步碰撞檢檢測(cè)將花費(fèi)相相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間間。為了解決決這一問題，，需要用戶根根據(jù)自己的知知識(shí)判斷可能能發(fā)生碰撞的的部件。因此此，需要提供供一種記錄用用戶指定的可可能發(fā)生碰撞撞的部件的功功能。該功能能也稱為碰撞撞檢測(cè)列表。。碰撞檢測(cè)列表表的結(jié)構(gòu)碰撞檢測(cè)列表表對(duì)話框99第二節(jié)弧焊焊機(jī)器人離線線編程技術(shù)碰撞檢測(cè)結(jié)果果焊槍與工件發(fā)發(fā)生碰撞傳感器與變位位機(jī)發(fā)生碰撞撞100第二節(jié)弧焊焊機(jī)器人離線線編程技術(shù)4、任務(wù)級(jí)弧弧焊機(jī)器人離離線編程系統(tǒng)統(tǒng)（哈工大田田勁松等人））近年來，機(jī)器器人離線編程程技術(shù)發(fā)展迅迅速，逐漸向向自動(dòng)編程方方向發(fā)展，出出現(xiàn)了任務(wù)級(jí)級(jí)離線編程（（TaskLevelOLP）概念，它采用用更高級(jí)的指指令系統(tǒng)，用用戶只需要輸輸入簡(jiǎn)單的命命令，即可完完成編程工作作，例如用戶戶發(fā)出“焊接接零件A”的指令，系統(tǒng)統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)生生成零件A上的焊縫