【高工机器人 | 干货】工业机器人四种编程技术，你知道几种？
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。
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。
（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。
（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。但也无法适应所有遥控焊接环境，如工件表面状态对激光辅助示教有一定影响，不规则焊缝特征点提取困难。
（4）专用工具辅助示教：为了使得机器人在三维空间示教过程更直观，一些辅助示教工具被引入在线示教过程，辅助示教工具包括位置测量单元和姿态测量单元，分别来测量空间位置和姿态。由两个手臂和一个手腕组成，有6个自由度，通过光电编码器来记录每个关键的角度。
2. 离线编程技术
与在线编程相比，离线编程具有如下优点：
①减少停机的时间，当对下一个任务进行编程时，机器人可仍在生产线上工作。
②使编程者远离危险的工作环境，改善了编程环境。
③使用范围广，可以对各种机器人进行编程，并能方便地实现优化编程。
④便于和CAD/CAM 系统结合，做到 CAD/CAM/ROBOTICS一体化。
⑤可使用高级计算机编程语言对复杂任务进行编程。
⑥便于修改机器人程序。
3. 自主编程技术
随着技术的发展，各种跟踪测量传感技术日益成熟，人们开始研究以焊缝的测量信息为反馈，由计算机控制焊接机器人进行焊接路径的自主示教技术。
（1）基于激光结构光的自主编程：基于结构光的路径自主规划其原理是将结构光传感器安装在机器人的末端，形成“眼在手上”的工作方式，如图6所示，利用焊缝跟踪技术逐点测量焊缝的中心坐标，建立起焊缝轨迹数据库，在焊接时作为焊枪的路径。
（2）基于双目视觉的自主编程：基于视觉反馈的自主示教是实现机器人路径自主规划的关键技术，其主要原理是：在一定条件下，由主控计算机通过视觉传感器沿焊缝自动跟踪、采集并识别焊缝图像，计算出焊缝的空间轨迹和方位（即位姿），并按优化焊接要求自动生成机器人焊枪（Torch）的位姿参数。
（3）多传感器信息融合自主编程：有研究人员采用力控制器，视觉传感器以及位移传感器构成一个高精度自动路径生成系统。系统配置如图8所示，该系统集成了位移、力、视觉控制，引入视觉伺服，可以根据传感器反馈信息来执行动作。
4. 基于增强现实的编程技术
增强现实技术源于虚拟现实技术，是一种实时地计算摄像机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并互动，增强现实技术使得计算机产生的三维物体融合到现实场景中，加强了用户同现实世界的交互。将增强现实技术用于机器人编程具有革命性意义。
增强现实技术融合了真实的现实环境和虚拟的空间信息，它在现实环境中发挥了动画仿真的优势并提供了现实环境与虚拟空间信息的交互通道。
基于增强现实的机器人编程技术（RPAR）能够在虚拟环境中没有真实工件模型的情况下进行机器人离线编程。
总结：传统的在线示教编程将只在很少的场合得到应用，随着技术的更新，后三种会慢慢增长，有的还是在技术研发期，谁先有突破，都将获得市场。
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