文档介绍：课程论文 题目示教再现机器人学院机械交通学院专业机械制造及其自动化班级机制104班姓名杨皓然学号103731431指导教师刘小勇职称教授2013年6月21日示教再现机器人杨皓然摘要:针对工业机器人,本文介绍了不同的示教编程方法并且分析了机器人语言系统的构成,最后阐述了用于MOTOM工业机器人的在线示教编程方法及其虚拟示教编程方法。关键词:机器人;示教;再现1 引言用机器人代替人进行作业时,必须预先对机器人发出指示,规定机器人进行应该完成的动作和作业的具体内容。这个过程就称为对机器人的示教或对机器人的编程。对机器人的示教有不同的方法,要想让机器人实现人们所期望的动作,必须赋予机器人各种信息,先是机器人动作顺序的信息及外部设备的协调信息;其次是与机器人工作时的附加条件信息;再次是机器人的位置和姿态信息。前两个方面很大程度上是与机器人要完成的工作以及相关的工艺要求有关,位置和姿态的示教通常是机器人示教的重点。2 示教的分类目前机器人位姿的示教大致有两种方式:直接示教和离线示教,而随着计算机虚拟现实技术的快速发展,出现了虚拟示教编程系统。位姿示教框图见图1。图1 直接示教所谓直接示教,就是指我们通常所说的手把手示教,由人直接搬动机器人的手臂对机器人进行示教,如示教盒示教或操作杆示教等。在这种示教中,为了示教方便以及获取信息的快捷而准确,操作者可以选择在不同坐标系下示教,例如,可以选择在关节坐标系(JointCoordinates)、直角坐标系(RectangularCo2ordinates)以及工具坐标系(ToolCoordinates)或用户坐标系(Us2erCoordinates)下进行示教。 离线示教离线示教与直接示教不同,操作者不对实际作业的机器人直接进行示教,而是脱离实际作业环境生成示教数据,间接地对机器人进行示教。在离线示教法(离线编程)中,通过使用计算机内存储的机器人模型(CAD模型),不要求机器人实际产生运动,便能在示教结果的基础上对机器人的运动进行仿真,从而确定示教内容是否恰当及机器人是否按人们期望的方式运动。 虚拟示教编程直接示教面向作业环境,相对来说比较简单直接、适用于批量生产场合,而离线编程则充分利用计算机图形学的研究成果,建立机器人及其环境物模型,然后利用计算机可视化编程语言VisualC++(或VisualBasic)进行作业离线规划、仿真,但是它在作业描述上不能简单直接,对使用者来说要求较高。而虚拟示教编程充分利用了上述两种示教方法的优点,也就是借助于虚拟现实系统中的人机交互装置(例如:数据手套、游戏操纵杆、力觉笔杆等)操作计算机屏幕上的虚拟机器人动作,利用应用程序界面记录示教点位姿、动作指令并生成作业文件(),最后下载到机器人控制器后,完成机器人的示教。3 机器人语言分类上述示教方法的实现都离不开机器人语言的掌握。目前,人们一般按照作业描述水平的高低将机器人语言分为三类:动作级、对象级和任务级。其中动作级语言是以机器人的运动作为描述中心,由一系列命令组成,一般一个命令对应一个动作,语言简单,易于编程,缺点是不能进行复杂的数学运算。而对象级语言是以描写操作物之间的关系为中心的语言。相比较而言任务级是比较高级的机器人语言,这类语言允许使用者对工作任务