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前此课内容回顾;第二节 工业机器人操作机结构; 2.4 工业机器人编程及仿真 机器人本来应该能自主地进行运动，但是，现阶段的机器人还没达到这个水平，为了让机器人产生出我们所希望的动作，就必须预先设计机器人的运动过程和编制完成这种运动过程的先后顺序，这和计算机中编制程序的概念是一样的。 早期的机器人编程是人通过手把手地示教进行的，示教时把机器人各个关节的角度用多通道记录仪记录下来，然后根据所记录的信号让机器人再现与这些关节角度一样的动作，从而实现人们对机器人的编程。这个过程很像录音机在录制完声音后再重放这种声音的过程。这种方式在机器人技术中叫做示教再现 (teaching play-back)。 后来，人们使用一种形式语言来描述机器人的运动，这种形式语言叫做机器人语言(robot language)。 ; 机器人语言出现后，人们可以使用示教盒和机器人语言来对机器人进行编程。 方法是:用示教盒将机器人移动到作业位置，然后用机器人语言记录这些位置信息、运动形式和作业内容，形成一个用机器人语言编写的机器人作业程序。执行这些程序，机器人就完成了预定的作业任务。 通过机器人运动而对其进行示教的方法叫做在线编程 (on-line programming)示教法。 与此对应，不需要机器人运动而对其进行示教的方法叫做离线编程 (off-line programming)示教法。在离线编程示教法中，一般使用机器人语言和CAD技术进行编程。 ;2.4.1 机器人编程的种类与特征 (1) 机器人语言的定义及其特征 机器人编程定义是:“一种期望机器人完成某种作业的动作顺序的描述”。 机器人语言就是为了方便地进行这种描述而发明的一种编程语言。 机器人语言是 “一种程序语言，一种用于向机器人系统进行输人的形式语言，这种形式语言以人们容易理解的方式，使机器人能够完成人们所期望完成的作业或动作”。 机器人语言的含义是:机器人语言是在人与机器人之间的一种记录信息或交换信息的程序语言。 ;机器人语言具有下述四方面的特征: 1)实时系统; 2)三维空间的运动系统; 3)良好的人机接口; 4)实际的运动系统。 ;2.4.2 机器人的语言功能 机器人的语言功能是对机器人动作进行描述和控制作业的流程。机器人运动轨迹的控制方式有两种。 (1) CP控制方式 CP是英文continuous path control 的缩写，表示一种机器人连续轨迹控制方式，或表示指定机器人全部运动轨迹的控制方式。 (2) PTP控制方式 PTP是英文Point-to-Point control的缩写，是机器人轨迹上的一种点位控制，它仅考虑控制的点位是否到达，而不考虑各点位之间的轨迹形态。 ; 一般工业机器人的插补轨迹分为三种类型: 一种是直角坐标系中的直线插补，目的是使机器人的末端沿直线运动; 另一种是圆弧的插补，它使机器人末端沿圆弧运动; 第三种是关节空间中的插补，它只能使机器人从某一点到另一点，而不保证机器人末端的任何轨迹。 在机器人作业中，根据不同的作业要求，选取相应的轨迹插补方式，一般情况下是儿种插补方法的混合使用。 ;2.4.3 仿真技术 (1) 概述 机器人仿真技术 若要通过计算机自动控制机器人产生人们所期望的动作，就必须在计算机内部建立某种模型，机器人根据这种模型对动作进行规划，并自动地生成完成这些动作的目标程序。为了达到这个目的，需要把机器人操作机和机器人所在的作业环境抽象为某种模型，并且必须对人们所设计的机器人动作进行仿真。 仿真技术在机器人的设计和应用中起着重要作用。一般来说，机器人仿真技术涉及的范围很广，但是大致可以把机器人仿真技术分为两大类: a. 设计机器人时结构分析和运动分析的仿真技术; b. 支持机器人编程的仿真技术。 ;机器人作业示教的仿真 由于引人了仿真技术，在对机器人进行作业示教的编程系统申就能实现如下的功能:? a. 不用让机器人动作就能 预先对其运动情况进行检查; b. 能以对话形式对机器人 运动进行示教; C. 能对机器人的运动进行 规划，自动生成运动轨迹， 使机器人自主地工作。 ;（2）机器人建模 在机器人的仿真技术中，建模技术是核心，把计算机辅助设计系统 (CAD)和机器人编程系统综合在一起，是机器人仿真系统的重要的研究方向之一