一、概述当前机器人广泛应用于焊接、装配、搬运、喷漆及打磨等领域,任务的复杂程度不断增
加,而用户对产品的质量、效率的追求越来越高。在这种形式下,机器人的编程方式、编程效率和质量显得越来越重要。降低编程的难度和工作量,提高编程效率,实现编程的自适应性,从而提高生产效率,是机器人编程技术发展的终极追求。
本文将就机器人编程技术的发展作一介绍,希望能给读者带来一些启发。二、编程技术的发展及应用情况对工业机器人来说,主要有三类编程方法:在线编程、离线编程以及自主编程三类。在当前机器人的应用中,手工示教仍然主宰着整个机器人焊接领域,离线编程适合于结构化焊接环境,但对于轨迹复杂的三维焊缝,手工示教不但费时而且也难以满足焊接精度要求,因此在视觉导引下由计算机控制机器人自主示教取代手工示教已成为发展趋势。1示教编程技术(1)在线示教编程通常由操作人员通过示教盒控制机械手工具末端到达指定的姿态和位置,记录机器人位姿数据并编写机器人运动指令,完成机器人在正常加工中的轨迹规划、位姿等关节数据信息的采集、记录。示教盒示教具有在线示教的优势,操作简便直观。如图1所示,示教盒主要有编程式和遥感式两种。例如,采用机器人对汽车车身进行点焊,首先由操作人员控制机器人达到各个焊点对各个点焊轨迹通过人工示教,在焊接过程中通过示教再现的方式,再现示教的焊接轨迹,从而实现车身各个位置各个焊点的焊接。车身机器人点焊过程如图2所示。但在焊接中车身的位置很难保证每次都完全一样,故在实际焊接中,通常还需要增加激光传感器等对焊接路径进行纠偏和校正。
图1机器人示教盒
f图2汽车车身机器人点焊(2)激光传感辅助示教在空间探索、水下施工、核电站修复等极限环境下,操作者不能身临现场,焊接任务的完成必须借助于遥控方式。环境的光照条件差,视觉信息不能完全地反馈现场的情况,采用立体视觉作为视觉反馈手段,示教周期长。激光视觉传感能够获取焊缝轮廓信息,反馈给机器人控制器实时调整焊枪位姿跟踪焊缝。哈尔滨工业大学高洪明等提出了用于遥控焊接的激光视觉传感辅助遥控示教技术,克服了基于立体视觉显示遥控示教的缺点。通过激光视觉传感提取焊缝特征点作为示教点,提高了识别精度,实现了对平面曲线焊缝和复杂空间焊缝的遥控示教(见图3)。
f图3基于激光辅助示教的遥控操作系统(3)力觉传感辅助示教由于视觉误差,立体视觉示教精度低,激光视觉传感能够获r