（2）与在线示教编程相比，离线编程具有如 下优点：
• 1) 减少机器人不工作时间。当对机器人下一个任务进行编 程时，机器人仍可在生产线上工作，变成不占用机器人的 工作时间。
• 2) 使编程者远离危险的编程环境。 • 3) 使用范围广。 离线编程系统可对机器人的各种工作对
象进行编程。 • 4) 便于和CAD/CAM系统结合，做CAD/CAM/Robotics一
• 目前用于机器人系统三维几何构型的主要 有以下三种方法：结构的立体几何表示、 扫描变换表示、边界表示。
3、运动学计算
• 运动学计算就是利用运动学方法在给出机 器人运动参数和关节变量的情况下，计算 出机器人的末端位姿；或者是在给定末端 位姿的情况下计算出机器人的关节变量值 。
4、轨迹规划
• 在离线编程系统中，除需要对机器人的静 态位置进行运动学计算之外，还需要对机 器人的空间运动轨迹进行仿真。
二、机器人编程方法
• 目前，应用于机器人的编程方法主要有三种。 • 1、示教编程 • 示教编程是一项成熟的技术，它是目前大多数工业机器人的编程方式。采用这种方法
时，程序编制是在机器人现场进行的。示教编程是目前广泛使用的一种示教编程方式 。 • 2、机器人语言编程 • 机器人语言编程是指采用专用的机器人语言来描述机器人的运动轨迹。 目前应用于 工业中的机器人语言是动作级和对象级语言。 • 3、离线编程 • 离线编程是在专门的软件环境下，用专用或通用程序在离线情况下进行机器人轨迹规 划编程的一种方法。 • 离线编程程序通过支持软件的解释或编译产生目标程序代码，最后生成机器人路径规 划数据。一些离线编程系统带有仿真功能，可以在不接触实际机器人机器工作环境的 情况下，在三维软件中提供一个和机器人进行交互作用的虚拟环境。 • 4.示教编程与离线编程的区别
体化。 • 5) 可使用高级计算机编程语言对复杂任务进行编程。 • 6) 便于修改机器人程序。
三、机器人离线编程系统的组成
• 离线编程系统是当前机器人实际应用的一 个必要手段，也是开发和研究任务级规划 方式的有力工具。
• 离线编程系统主要由用户接口、机器人 系统三维几何构型，运动学计算、轨迹规 划、三维图形动态仿真、通信接口和误差 校正等部分组成。
项目三 ABB机器人RAPID 程序编调
学习目标
• 熟悉工业机器人的编程方法； • 掌握工件坐标和工具坐标的设置方法； • 掌握RAPID程序指令的应用和编程方法； • 掌握RAPID程序调试方法。
知识链接
• 一、编程的定义 • 机器人编程是指为了使机器人完成某项
作业而进行的程序设计。早期的机器人 只具有简单的动作功能，采用固定的程 序进行控制，动作适应性较差。随着机 器人技术的发展及对机器人功能要求的 提高，需要一台机器人通过相应的程序 完成各种工作，并具有较好的通用性。
四、安装工业机器人仿真软件 RobotStudio
• 1、下载 RobotStudio • （1）请登录网址： 进入如下页
面如图3-2所示
图 3-2登录下载网址
图 3-3进入下载页面
1.下载完成后根据安装向导安装软件，这里就不再赘述了。
• （1）如图3-4所示，示教器是进行机器人的手动操作、程 序编写、参数配置以及监控用得手持装置，也是我们最常 打交道的控制装置。
5、三维图形动态仿真
• 机器人动态仿真是离线编程系统的重要组 成部分，它能逼真地模拟机器人的实际工 作过程，为编程者提供直观的可视图形， 进而可以检验编程的正确性和合理性。
6、通信接口
• 在离线编程系统中，通信接口起着连接软 件系统和机器人控制柜的桥梁作用。
7、误差校正
• 离线编程系统中的仿真模型和实际的机器 人模型之间存在误差。产生误差的原因主 要是由于机器人本身结构上的误差、工作 空间内难以准确确定物体（机器人、工件 等）的相对位置和离线编程系统的数字精 度等。
（教编程
离线编程
需要实际机器人系统和工作环境 编程时机器人停止工作 在实际系统上试验程序
编程的质量取决于编程者的经验 难以实现复杂的机器人运行轨迹
需要机器人系统和工作环境的图形模型 编程时不影响机器人工作 通过仿真试验程序
可用CAD方法进行最佳轨迹规划 可实现复杂运行轨迹的编程
A-连接电缆 B-触摸屏 C-急停开关 D-手动操作摇杆 E-USB接口 F-使能器按钮 G-触摸屏用笔 H-示教器复位按钮
图3-4 示教器部件功能
• 设定示教器的显示语言
•
示教器出厂时，默认的显示语言是英
语，为了操作方便，下面介绍把显示语言
设定为中文的步骤。
五、 搭建最小系统步骤 • 桌面双击，打开RobotStudio软件，如图
3-5所示。
图3-5 RobotStudio软件登入界面
2、选择创建空工作站
• 选择“新建”中“空工作站”，点击右侧“创建”空工作 站，进入图3-6界面。
图3-6 空工作站界面
3、导入ABB工业机器人到工作站
• 单击“基本”菜单栏中的，进入“ABB模型库”（图3-7 ），选中IRB120型工业机器人。则在工作站中出现了 ABB IRB120机器人模型（图3-8）。
• 其相互关系如图3-1所示。
图3-1 机器人离线编程系统组成
1、用户接口
• 工业机器人一般提供两个用户接口，一个 用于示教编程，另一个用于语言编程。
• 示教编程可以用示教器直接编制机器人程 序。语言编程则是用机器人语言编制程序 ，使机器人完成给定的任务。
2、机器人系统的三维几何构型
• 离线编程系统中的一个基本功能是利用图 形描述对机器人和工作单元进行仿真，这 就要求对工作单元中的机器人所有的卡具 、零件和刀具等进行三维实体几何构型。
图3-8 添加后ABB IRB120机器人模型 图3-7 ABB模型库
4、为工业机器人添加工装和工件
• 采用与导入工业机器人相同方法，为系统 添加工装和工件（图3-9）。单击“基本” 菜单栏中选择“导入模型库”→“设备 ”→“training object”中的“my tool”和 “curving thing”；