示教再现机器人的特点与实现

示教再现是一种可重复再现通过示教编程存储起来的作业程序的机器人，示教编程是指通过下述方式完成程序的编制：①由人工导引机器人末端执行器（安装于机器人关节结构末端的夹持器、工具、焊枪、喷枪等）；②由人工操作导引机械模拟装置；③用示教盒（与控制系统相连接的一种手持装置，用于对机器人进行编程或使之运动）来使机器人完成预期的动作，作业程序为一组运动及辅助功能指令，确定机器人特定的预期作业，这类程序通常由用户编制。由于此类机器人的编程通过实时在线示教程序来实现，通过机器人本身的存储和程序调用功能，不断重复再现示教程序。目前应用的大多是此类机器人。

示教再现机器人的基本结构由机器人本体、执行机构、控制系统、示教盒等部分组成。机器人本体一般采用直角坐标型、圆柱坐标型、极坐标型或多关节型。多关节型机器人本体占地面积小、动作范围大、空间速度快、灵活性和通用性好，已逐步成为机器人机械结构的主流。执行机构逐步由液动气动向全电动发展，采用示教再现（Teaching/Playback）方式（简称T/P方式），可使机器人具有通用性和灵活性。T/P方式是用自动化机械代替人工作业的最直接的方法。T/P机器人的控制系统主要功能有：

1）对外部环境的检测、感知功能。

2）对作业知识的记忆功能。

3）位置控制及加减速控制功能。

4）反复动作指定功能。(www.xing528.com)

5）有条件无条件跳转功能。

6）对外部设备的控制功能等。

目前，上述功能是通过微处理机系统的软硬件巧妙结合来实现的。控制方式主要有点位控制和连续轨迹控制两种，点位控制应用于点焊机器人，连续轨迹控制一般应用于弧焊机器人。

自20世纪50年代末至20世纪90年代，世界上应用的工业机器人绝大多数为示教再现工业机器人（即第一代机器人）。在20世纪80年代之前，以人工导引末端执行器（俗称手把手示教）及机械模拟装置两种示教方式居多，在点到点（点位控制）和不需要很精确路径控制的场合，用上述示教方式可降低成本；20世纪80年代后半期至20世纪90年代生产的工业机器人一般都具有人工导引和示教盒示教两种功能。采用示教盒示教可大大提高控制精度，并能控制机器人的速度，且免除了人工导引的繁重操作。自我国“七五”攻关和“八五”期间开始，研制和生产的工业机器人多属示教再现机器人。