當前工業(yè)機器人廣泛應(yīng)用于焊接、裝配、搬運、噴漆及打磨等領(lǐng)域，任務(wù)的復(fù)雜程度不斷增加，而用戶對產(chǎn)品的質(zhì)量、效率的追求越來越高。在這種形式下，工業(yè)機器人的編程方式、編程效率和質(zhì)量顯得越來越重要。降低編程的難度和工作量，提高編程效率，實現(xiàn)編程的自適應(yīng)性，從而提高生產(chǎn)效率，是機器人編程技術(shù)發(fā)展的終極追求。

       那么，工業(yè)機器人編程技術(shù)有哪些呢？本文先為大家介紹第一種：示教編程。

       示教編程也分為四個小類：

       1、在線示教編程

       通常由操作人員通過示教盒控制機械手工具末端到達指定的姿態(tài)和位置，記錄工業(yè)機器人位姿數(shù)據(jù)并編寫機器人運動指令，完成機器人在正常加工中的軌跡規(guī)劃、位姿等關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)信息的采集、記錄。

       示教盒示教具有在線示教的優(yōu)勢，操作簡便直觀。如下左圖所示，示教盒主要有編程式和遙感式兩種。例如，采用工業(yè)機器人對汽車車身進行點焊，首先由操作人員控制機器人達到各個焊點對各個點焊軌跡通過人工示教，在焊接過程中通過示教再現(xiàn)的方式，再現(xiàn)示教的焊接軌跡，從而實現(xiàn)車身各個位置各個焊點的焊接。

       車身機器人點焊過程如下右圖所示。但在焊接中車身的位置很難保證每次都完全一樣，故在實際焊接中，通常還需要增加激光傳感器等對焊接路徑進行糾偏和校正。

       2、激光傳感輔助示教

       在空間探索、水下施工、核電站修復(fù)等極限環(huán)境下，操作者不能身臨現(xiàn)場，焊接任務(wù)的完成必須借助于遙控方式。環(huán)境的光照條件差，視覺信息不能完全地反饋現(xiàn)場的情況，采用立體視覺作為視覺反饋手段，示教周期長。

       激光視覺傳感能夠獲取焊縫輪廓信息，反饋給機器人控制器實時調(diào)整焊槍位姿跟蹤焊縫。哈爾濱工業(yè)大學(xué)高洪明等提出了用于遙控焊接的激光視覺傳感輔助遙控示教技術(shù)，克服了基于立體視覺顯示遙控示教的缺點。通過激光視覺傳感提取焊縫特征點作為示教點，提高了識別精度，實現(xiàn)了對平面曲線焊縫和復(fù)雜空間焊縫的遙控示教（見下圖）。

       3、力覺傳感輔助示教

       由于視覺誤差，立體視覺示教精度低，激光視覺傳感能夠獲取焊縫輪廓信息，反饋給工業(yè)機器人控制器實時調(diào)整焊槍位姿跟蹤焊縫。但也無法適應(yīng)所有遙控焊接環(huán)境，如工件表面狀態(tài)對激光輔助示教有一定影響，不規(guī)則焊縫特征點提取困難，為此哈爾濱工業(yè)大學(xué)高洪明等提出了“遙控焊接力覺遙示教技術(shù)”，采用力傳感器對焊縫進行辨識，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，反應(yīng)靈敏度高，力覺傳感與焊縫直接接觸，示教精度高。

       通過力覺遙示教焊縫辨識模型和自適應(yīng)控制模型，實現(xiàn)遙示教局部自適應(yīng)控制，通過共享技術(shù)和視覺臨場感實現(xiàn)人對遙控焊接遙示教宏觀全局監(jiān)控。

       4、專用工具輔助示教

       為了使得工業(yè)機器人在三維空間示教過程更直觀，一些輔助示教工具被引入在線示教過程，輔助示教工具包括位置測量單元和姿態(tài)測量單元，分別來測量空間位置和姿態(tài)。由兩個手臂和一個手腕組成，有6個自由度，通過光電編碼器來記錄每個關(guān)鍵的角度。

操作時，由操作人員手持該設(shè)備的手腕，對加工路徑進行示教，記錄下路徑上每個點的位置和姿態(tài)，再通過坐標轉(zhuǎn)換為機器人的加工路徑值，實現(xiàn)示教編程，操作簡便， 精度高，不需要操作者實際操作機器人，這對很多非專業(yè)的操作人員來說是非常方便的。

       借助激光等裝置進行輔助示教，提高了工業(yè)機器人使用的柔性和靈活性，降低了操作的難度，提高了工業(yè)機器人加工的精度和效率，這在很多場合是非常實用的。