【正文】 路徑功能是離線編程的一大特點(diǎn)，使得機(jī)器人工具的運(yùn)動過程能可視的記錄下來，以便于用戶的編輯，也可保存相應(yīng)位置點(diǎn)的工藝參數(shù)。用戶可以利用提供的命令對單個標(biāo)簽點(diǎn)或整條路徑進(jìn)行修改，從而改變機(jī)器人工具的運(yùn)動過程或焊接參數(shù)，這要比示教編程的方便得多。由于路徑屬于部件，所以路徑將與部件一起運(yùn)動。這樣，當(dāng)工件重新裝夾或變位機(jī)運(yùn)動時，用戶以前的工作將隨路徑被一起保留下來，而避免了示教方式所需的重新示教操作。因此，路徑功能使離線編程的效率比示教編程的效率高得多。 平焊上坡焊92第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)編程模塊： 為了用語言描述機(jī)器人工作單元的工作過程，本文定義了機(jī)器人執(zhí)行級離線編程語言（ MOPL）。 MOPL是一種解釋性的語言，可對系統(tǒng)圖形進(jìn)行實(shí)時操作。利用 MOPL中的命令書寫程序，便可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人工作單元的離線編程。? ProgramStart， 編程開始? $Device， 指定當(dāng)前設(shè)備? $Motype， 指定當(dāng)前運(yùn)動類型? $Speed， 指定當(dāng)前運(yùn)動速度? MoveTo， 工具移動到某一標(biāo)簽點(diǎn)? MoveHome， 設(shè)備移動到零位? MoveJoint， 移動設(shè)備的某個關(guān)節(jié)? MoveJoints， 移動設(shè)備的多個關(guān)節(jié)? MoveAlong， 工具沿某條路徑移動? MoveVia， 經(jīng)中間標(biāo)簽點(diǎn)移到目標(biāo)標(biāo)簽點(diǎn)? OrientTag， 變位機(jī)標(biāo)簽點(diǎn)? MoveRelative， 工具以笛卡爾方式相對移動? //，注釋語句 執(zhí)行級離線編程器93第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)程序?qū)嵗篜rogramStart $Device= robot$Speed= MoveJoints To MoveTo seam_1$Motype= Straight$Speed= MoveAlong seam From 2 To 16$Motype= JointMoveHome94第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)程序轉(zhuǎn)換模塊：通過離線編程器編制的 MOPL程序只能在離線編程系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行仿真，不能直接下載給機(jī)器人。而且各種機(jī)器人接受的機(jī)器人語言各不相同，因此需要將 MOPL文件轉(zhuǎn)換為特定機(jī)器人可接受的程序。MOPL程序程序轉(zhuǎn)換模塊 特定的機(jī)器人程序程序轉(zhuǎn)換模塊的作用95第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)自定義的九自由度機(jī)器人程序的基本格式2 P ASX 引弧標(biāo)志及焊接參數(shù)設(shè)定 AE 熄弧標(biāo)志 END 程序結(jié)束標(biāo)志 序號 運(yùn)動方式代碼 機(jī)器人關(guān)節(jié)角 變位機(jī)關(guān)節(jié)角 機(jī)器人速度 變位機(jī)時間96第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(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)換器的界面97第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)機(jī)器人程序轉(zhuǎn)換實(shí)例98第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)碰撞檢測模塊：碰撞檢測是機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的必要功能之一。在 CAD技術(shù)中，碰撞檢測也稱為實(shí)體求交。在機(jī)器人工作單元中，有眾多個部件，如果每兩個部件之間都進(jìn)行碰撞檢測，則每一步碰撞檢測將花費(fèi)相當(dāng)長的時間。為了解決這一問題，需要用戶根據(jù)自己的知識判斷可能發(fā)生碰撞的部件。因此，需要提供一種記錄用戶指定的可能發(fā)生碰撞的部件的功能。該功能也稱為碰撞檢測列表。 碰撞檢測列表的結(jié)構(gòu) 碰撞檢測列表對話框 99第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù) 碰撞檢測結(jié)果 焊槍與工件發(fā)生碰撞 傳感器與變位機(jī)發(fā)生碰撞 100第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)任務(wù)級弧焊機(jī)器人離線編程系統(tǒng)（哈工大田勁松等人） 近年來，機(jī)器人離線編程技術(shù)發(fā)展迅速，逐漸向自動編程方向發(fā)展，出現(xiàn)了任務(wù)級離線編程（ Task Level OLP） 概念，它采用更高級的指令系統(tǒng)，用戶只需要輸入簡單的命令，即可完成編程工作，例如用戶發(fā)出 “ 焊接零件 A”的指令，系統(tǒng)便會自動生成零件 A上的焊縫軌跡，根據(jù)零件的材料及結(jié)構(gòu)形式，自動給出焊接工藝參數(shù)等，并自動轉(zhuǎn)換成機(jī)器人控制程序。也可稱為 “ 傻瓜編程 ” 。 與執(zhí)行級離線編程相比，任務(wù)級離線編程要用 更抽象 的編程命令編程。為了使抽象的任務(wù)級編程命令能夠解釋成具體的執(zhí)行級編程命令，不但需要被焊工件的各種信息，而且需要根據(jù)這些信息規(guī)劃合適的焊接工藝參數(shù)和機(jī)器人運(yùn)動路徑。因此，機(jī)器人弧焊任務(wù)級離線編程需要如下支撐技術(shù)：? 焊接工件特征建模技術(shù)? 焊接參數(shù)規(guī)劃技術(shù)? 弧焊機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù) 101第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)焊接工件特征建模技術(shù)： 對于任務(wù)級的離線編程系統(tǒng)，不僅要得到工件幾何模型，還要得到工件的加工信息（如焊縫位姿、板厚、材料和坡口等等）。通過實(shí)體模型只能得到工件的幾何要素，不能得到上述加工信息，而從實(shí)體幾何信息中往往不能正確或根本無法提取上述加工信息，因此無法實(shí)現(xiàn)任務(wù)級離線編程對焊接工藝和弧焊機(jī)器人路徑的推理和求解。這同其它 CAD/CAM系統(tǒng)面臨的問題是一樣的，因此必須進(jìn)行焊接工件的特征建模。 特征是用來生成設(shè)計(jì)、分析設(shè)計(jì)或評價設(shè)計(jì)的元素 。由于在弧焊機(jī)器人離線編程系統(tǒng)中，焊接工件的特征模型需要為后續(xù)的焊接參數(shù)規(guī)劃、機(jī)器人路徑規(guī)劃模塊提供充分的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和加工信息，所以特征是否全面準(zhǔn)確地得到定義與劃分，就成了直接影響后繼程序使用的一個重要問題。 102第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)u焊接工件特征的分類和組織 焊接工件特征板特征接頭特征坡口特征材料形狀…形式焊縫…形狀尺寸…板特征包括形狀、材料、尺寸等和板相關(guān)的特征。接頭特征包括形式特征、焊縫特征和裝配特征等。焊縫特征包括焊縫的形狀（圓弧或直線）、關(guān)鍵焊縫點(diǎn)的位置姿態(tài)及其他信息（如和其他特征之間的關(guān)系等等）。裝配特征是指記錄焊板之間相對位置和拓?fù)潢P(guān)系的一組特征（如板號、板之間的面和邊，對應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)等）。坡口特征指坡口形狀、尺寸等信息。103第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)u焊接工件數(shù)據(jù)模型 在實(shí)際焊接結(jié)構(gòu)中，焊板由焊接接頭以一定順序相連接，并且由于不同形式的焊接接頭（如對接、角接等等）都有其固定的分類和描述位置形狀的參數(shù)，這使得焊接連接與裝配連接有相同之處。因此， 焊接工件特征建?？梢钥醋饕环N裝配，板相當(dāng)于零件，而接頭相當(dāng)于裝配關(guān)系。 這里假定一個接頭由兩個板相連，而一個板上則可以連接多個接頭。 104第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)u特征建模系統(tǒng)105第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)u建模系統(tǒng)的主界面及建模結(jié)果 106第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)焊接參數(shù)規(guī)劃技術(shù)： 在某些商品化的離線編程軟件（如 WorkSpace、 IGRIP等）中，機(jī)器人弧焊所需的焊接參數(shù)都是由編程人員手工輸入的，這樣不僅使編程出錯的幾率增多，而且增加了編程的工作量。在任務(wù)級離線編程中，利用以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)的焊接參數(shù)規(guī)劃器自動確定焊接參數(shù)，將有效地提高機(jī)器人編程的效率和質(zhì)量。 用戶首先是在特征建模模塊進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并確定了工件材質(zhì)、板厚、接頭類型、坡口類型等參數(shù)，焊接參數(shù)規(guī)劃器是根據(jù)這些參數(shù)去檢索事例庫，如果事例庫中存在匹配的事例，則直接提供；若事例庫中沒有匹配的事例，程序自動進(jìn)行智能推理，以便給出滿足要求的焊接參數(shù)。 焊接參數(shù)分類 焊前準(zhǔn)備參數(shù)（焊接方法，焊絲等）焊接過程參數(shù)（電流，電壓等）107第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)u焊接參數(shù)規(guī)劃器的結(jié)構(gòu)108第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)u基于 RBR和 CBR的焊前準(zhǔn)備參數(shù)規(guī)劃模塊RBR － RuleBased ReasoningCBR – CaseBased Reasoning109第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)u基于 CBR和 ANN的焊接過程參數(shù)規(guī)劃模塊ANN Artificial Neural Network110第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)弧焊機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)： 焊接路徑規(guī)劃是指在焊接過程中確定實(shí)現(xiàn)最佳焊接質(zhì)量的弧焊機(jī)器人系統(tǒng)各路徑點(diǎn)處的各關(guān)節(jié)值。焊接路徑規(guī)劃存在如下約束：弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)閉鏈約束、弧焊機(jī)器人和工件或卡具之間不發(fā)生碰撞、各關(guān)節(jié)值在關(guān)節(jié)限制之內(nèi)、機(jī)器人靈活度優(yōu)于最差靈活度。焊接路徑規(guī)劃的 目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)最佳焊接質(zhì)量 。 直接影響焊接質(zhì)量的因素有兩方面：? 因焊槍避碰原因而導(dǎo)致實(shí)際焊槍姿態(tài)偏離理想姿態(tài)? 弧焊機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)動的平穩(wěn)性。 所以，焊接路徑規(guī)劃可分成兩步：? 第一步是最小化焊槍姿態(tài)偏離理想姿態(tài)的程度（ 工具級規(guī)劃 ）? 第二步是最優(yōu)化弧焊機(jī)器人系統(tǒng)各關(guān)節(jié)運(yùn)動的平穩(wěn)性（ 機(jī)器人級規(guī)劃 ） 111第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)弧焊機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)動的平穩(wěn)函數(shù) 式中：優(yōu)化模型：112第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)焊接工件特征建模機(jī)器人焊接參數(shù)規(guī)劃弧焊機(jī)器人路徑規(guī)劃任務(wù)級編程執(zhí)行級編程113第二節(jié) 弧焊機(jī)器人離線編程技術(shù)程序編寫與編輯命令解釋焊接工件特征數(shù)據(jù)庫焊接參數(shù)規(guī)劃器機(jī)器人路徑規(guī)劃輔助規(guī)劃任務(wù)級編程程序程序轉(zhuǎn)化路徑用戶界面 執(zhí)行級編程程序任務(wù)級離線編程器的結(jié)構(gòu) 114演講完畢，謝謝觀看