机器人离线编程国内外发展现状与前景预测

进入21世纪，机器人已经蜕变为现代工业的不可或缺的工具，象征着工业的现代化步伐。随着计算机技术、微电子技术以及网络技术的突飞猛进，机器人技术也获得了空前的发展。机器人是一种可编程的机械装置，其功能的灵活性和智能性在很大程度上依赖于编程能力的高低。

随着机器人应用领域的不断拓展以及任务复杂性的不断提升，机器人工作任务的编制已成为一个至关重要的课题。传统的示教方式因其局限而逐渐被淘汰，取而代之的是新兴的离线编程技术。

相较于传统的示教编程，离线编程展现出了如下显著优势：

1. 减少了机器人的停机时间。在对下一个任务进行编程时，机器人仍可以在生产线上继续作业，从而大大提高了生产效率。

2. 使编程者远离危险的工作环境，极大地改善了编程环境，保障了人员安全。

3. 离线编程系统具有广泛的应用范围，可以适应各种机器人的编程需求，并方便实现优化编程。

4. 能够应对复杂任务的编程挑战。

5. 方便了机器人的程序修改与调整。

离线编程技术引起了广泛的关注，并势必成为机器人领域中的一个活跃的研究方向。

早在70年代末，国外就开始了对机器人离线编程规划和系统的研究。在众多的机器人仿真与离线编程系统中，Robcad机器人计算机辅助设计及仿真系统尤为突出。该系统由以色列Tecnomatic公司在1986年推出，集通用化、完整化、交互式计算机图形化、智能化和商品化为一体。

近年来，国内外许多大中型企业都引入了自动化加工设备和计算机辅助设备与系统，为计算机编程技术的推广提供了坚实的基础，使得离线编程的实用化成为研究的重点。

谈及离线编程软件，RobotArt、RobotMaster、Robotworks、ROBCAD、DELMIA、RobotStudio、Robomove等名字广为人知。

虽然国内在离线编程方面的起步较国外晚，但由于投入大、重视度高，发展速度令人瞩目。其中，北京华航唯实推出的RobotArt离线编程软件尤为出色。这款软件能够根据虚拟场景中的零件形状自动生成加工轨迹，并控制大部分主流机器人。其最大特点是根据几何数模的拓扑信息生成机器人运动轨迹，之后进行轨迹仿真、路径优化、后置代码处理，同时集成碰撞检测、场景渲染、动画输出等功能，可快速生成逼真的模拟动画。广泛应用于打磨、去毛刺、焊接、激光切割、数控加工等领域。

再来看国外的软件发展：

RobotMaster来自加拿大，是上海傲卡自动化代理的顶尖软件之一。它在机器人生成数控轨迹方面表现出色。由于是在MasterCAM上做的二次开发，其专业性可见一斑。

Robotworks是来自以色列的机器人离线编程仿真软件。与RobotMaster类似，它是基于Solidworks做的二次开发。这款软件交互性稍逊于RobotArt，可能是因为Solidworks提供的开发接口相对较少。

ROBCAD是西门子旗下的软件，功能强大但价格昂贵。其重点在于生产线仿真而非机器人轨迹生成与控制。软件支持多种仿真功能如离线点焊等。

DELMIA是达索旗下的CAM软件，其Robotics解决方案涵盖了多个领域的应用需求。与RobotArt和RobotMaster相比，DELMIA在机器人模块方面只是其众多模块之一。

RobotStudio是瑞士ABB公司配套的软件，是机器人本体商中软件表现最好的一款。这款软件为机器人的高效运行提供了强大的支持。Robostudio是机器人生命周期的全方位支持平台。它以图形化编程为核心，通过编辑和调试机器人系统，打造出流畅运行的机器人程序。它的独特之处在于强大的仿真功能，能够根据几何模型自动生成精准轨迹。与RobotArt和RobotMaster相比，它在轨迹生成方面几乎是零，且仅限于ABB品牌的机器人。尽管如此，它在机器人运行模拟和优化现有程序方面表现出色。

来自意大利的QD公司推出的Robomove软件，也被誉为工业界的佼佼者。它支持市面上大多数品牌的机器人，机器人加工轨迹由外部CAM软件导入。与其他软件不同，Robomove注重个性化定制，根据每个项目的独特需求进行定制开发。值得一提的是，与RobotArt和RobotMaster相比，Robomove并不具备轨迹生成功能，它专注于轨迹导入和仿真。借助CATIA或UG等CAM软件生成的轨迹，Robomove能够实现精准仿真，其强大的后置代码仿真能力成为其亮点。

总体而言，机器人离线编程对于工业机器人的应用和编程效率的提升具有重大意义。离线编程不仅能大幅节省制造时间，实现计算机的实时仿真，更能为机器人编程和调试提供灵活的编程环境。离线编程的应用无疑是一个蓬勃发展的大趋势。QD公司的Robomove软件和Robostudio等平台在这个领域的发展前景十分广阔。