(作者：工控老武 ）講到工業(yè)機器人離線編程軟件，就不得不先說道說道另外一種機器人編程方式----手工示教編程。相信大家在接觸工業(yè)機器人的時候，最先認(rèn)識的就是機器人示教器了。示教器和機器人的控制系統(tǒng)相連接，操作人員可以通過示教器直接控制機器人的運動軌跡，速度和運動方式。利用示教器上的操作手柄或者操作按鍵，我們可以很直觀的看到機器人每個軸或者每個關(guān)節(jié)的運動姿態(tài)，速度。示教器的學(xué)習(xí)和使用，是學(xué)習(xí)工業(yè)機器人的第一步，也是非常重要的一步。
但是，示教器的操作和使用不是我們今天講解的重點。我們要通過使用示教器的經(jīng)驗和體會，來說說機器人離線編程軟件的優(yōu)勢。
從1959年，英格伯格和德沃爾聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人起，示教器和示教編程就是使用和操作機器人的最主要手段和途徑。半個世紀(jì)過去了，現(xiàn)代社會中，高度自動化，智能化的工廠中，通過示教器來示教編輯機器人的軌跡點，依然是最主流的做法。但是，示教編程的方式越普及，也越暴露出其弊端和不足。舉個例子，示教編程需要在工作現(xiàn)場進行作業(yè)，作業(yè)的同時，生產(chǎn)線上的所有設(shè)備都必須停工，這對老板來說，損失極大。另外，當(dāng)機器人運動軌跡過于復(fù)雜或者精度要求過高，手工示教再靠操作人員來完成，就有點心有余而力不足了。這時，離線編程軟件應(yīng)運而生。它的出現(xiàn)，本意并不是要替代手工示教編程，而是彌補其個中不足。所以，當(dāng)我們再提起離線編程軟件的時候，不應(yīng)過度神化，而是要正確的看待手工示教 和離線編程的作用，讓其在不同情況下各自發(fā)揮優(yōu)勢。
離線編程軟件的出現(xiàn)，也不是一天兩天了。本人從事工業(yè)自動化十幾年，從早先數(shù)控機床的大規(guī)模應(yīng)用，到現(xiàn)在工業(yè)機器人的逐步興起。從硬件的更新?lián)Q代，到軟件的日益出新，都或多或少的做過一些研究和學(xué)習(xí)。時代變化太快，但是作為一個老工控，我始終堅信，科技是第一生產(chǎn)力。
好多剛接觸工業(yè)機器人的新人，示教器還沒學(xué)會，手工編輯了一些運動軌跡以后就抱怨說，手工示教編程太難了，太復(fù)雜了。甚至說落后了，吵著要學(xué)離線軟件編程。對于這樣的新人，我想說，學(xué)東西不應(yīng)該好高騖遠(yuǎn)，手工示教編程，是掌握機器人，學(xué)習(xí)機器人最基本，也是最好的方式。使用離線軟件編程的時候也會需要很多示教方面的知識。
今天，想跟大家聊聊，目前國內(nèi)外市場上幾款主流的機器人離線編程軟件，看看他們的區(qū)別和各自優(yōu)勢。希望大家在學(xué)習(xí)的時候，能夠選擇適合自己的軟件。
我們常說的機器人離線編程軟件，大概可以分為兩類：
一類是通用型離線編程軟件，這類軟件一般都由第三方軟件公司負(fù)責(zé)開發(fā)和維護，不單獨依賴某一品牌機器人。換句話說，通用型離線編程軟件，可以支持多款機器人的仿真，軌跡編程和后置輸出。這類軟件優(yōu)缺點很明顯，優(yōu)點可以支持多款機器人，缺點就是對某一品牌的機器人的支持力度不如第二類專用型離線軟件的支持力度高。
二類是專用型離線編程軟件，這類軟件一般由機器人本體廠家自行或者委托第三方軟件公司開發(fā)維護。這類軟件有一個特點，就是只支持本品牌的機器人仿真，編程和后置輸出。由于開發(fā)人員可以拿到機器人底層數(shù)據(jù)通訊接口，所以這類離線編程軟件可以有更強大和實用的功能，與機器人本體兼容性也更好。
基于這種情況，我們不好單單說出性價比，誰更高。這里，我們從另外一個角度給大家推薦一下。如果是教育領(lǐng)域，個人學(xué)習(xí)，我們推薦通用型離線編程軟件。如果是工廠設(shè)計，工業(yè)上選用，我建議選擇正在使用的機器人品牌的專用型離線編程軟件。
下面我們就具體分析下這兩類軟件
通用型離線編程軟件：
1.RobotMaster：目前市面上頂級的通用型機器人離線編程仿真軟件，由加拿大軟件公司Jabez科技（已被美國海寶收購）開發(fā)研制。目前是由上海傲卡自動化作為中國區(qū)代理。Robotmaster在Mastercam中無縫集成了機器人編程、仿真和代碼生成等功能，大大提高了機器人編程速度。
優(yōu)點：可以按照產(chǎn)品數(shù)模，生成程序，適用于切割、銑削、焊接、噴涂等工業(yè)領(lǐng)域。獨家的優(yōu)化功能，運動學(xué)規(guī)劃和碰撞檢測非常精確，支持外部軸（直線導(dǎo)軌系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)），并支持復(fù)合外部軸組合系統(tǒng)。缺點：暫時不支持多臺機器人同時模擬仿真
2. RobotoWorks：在工業(yè)領(lǐng)域，相比較其他離線軟件，RobotoWorks應(yīng)用算是比較廣泛。全面的數(shù)據(jù)接口，加上基于Solidworks平臺開發(fā)，使其可以輕松的通過IGES,DXF,DWG,PrarSolid,Step,VDA,SAT等標(biāo)準(zhǔn)接口進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。RobotoWorks 強大的編程能力，完美的仿真模擬，開放的工藝庫定義，使其在同類軟件中更是脫穎而出。
優(yōu)點：生成軌跡方式多樣、支持多種機器人、支持外部軸。缺點：Robotworks基于solidworks，solidworks本身不帶CAM功能，編程繁瑣，機器人運動學(xué)規(guī)劃策略智能化程度低。
3.Robotmove：來自意大利，同樣支持市面上大多數(shù)品牌的機器人，機器人加工軌跡由外部CAM導(dǎo)入，與其他軟件不同的是，Robomove走的是私人定制路線，根據(jù)實際項目進行定制。軟件操作自由，功能完善，支持多臺機器人仿真。
缺點：需要操作者對機器人有較為深厚的理解，策略智能化程度與Robotmaster有較大差距。
4.RobotCAD：SIEMENS（西門子） 公司的一款離線編程軟件，在車廠占統(tǒng)治地位，是做方案和項目規(guī)劃的利器。ROBCAD 軟件支持離線點焊、支持多臺機器人仿真、支持非機器人運動機構(gòu)仿真，精確的節(jié)拍仿真。 ROBCAD 主要應(yīng)用于產(chǎn)品生命周期中的概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩個前期階段。
缺點：價格昂貴，離線功能較弱，Unix移植過來的界面，人機界面不友好。
5. DELMIA：法國達(dá)索軟件旗下產(chǎn)品（開發(fā)大名鼎鼎的Catia軟件的公司）在車廠也有廣泛的使用，與Robcad各有千秋。DELMIA 解決方案涵蓋汽車領(lǐng)域的發(fā)動機、總裝和白車身（ Body-in-White），航空領(lǐng)域的機身裝配、維修維護，以及一般制造業(yè)的制造工藝。DELMIA 的機器人模塊 ROBOTICS 是一個可伸縮的解決方案，利用強大的 PPR集成中樞快速進行機器人工作單元建立、仿真與驗證，是一個完整的、可伸縮的、柔性的解決方案。使用 DELMIA 機器人模塊，用戶能夠容易地：
（ 1） 從可搜索的含有超過 400 種以上的機器人的資源目錄中，下載機器人和其它的工具資源。
（ 2） 利用工廠布置規(guī)劃工程師所完成的工作。
（ 3） 加入工作單元中工藝所需的資源進一步細(xì)化布局。
缺點： DELMIA,和Process&Simulate等都屬于專家型軟件，操作難度太高，不適宜高職學(xué)生學(xué)習(xí)，需要機器人專業(yè)研究生以上學(xué)生使用；DELMIA,Process&Simulte功能雖然十分強大，但是工業(yè)正版單價也在百萬級別。
6.RobotArt：北京華航唯實出的一款國產(chǎn)離線編程軟件，老實說，雖然與國外同類的RobotMaster，DELMIA相比，功能稍遜一些，但是在國內(nèi)離線編程軟件里面，也算是出類拔萃。曾經(jīng)和他們的開發(fā)經(jīng)理有過一面之緣，得知他們技術(shù)來自北航機器人所，也有一些自己的專利，號稱首款商業(yè)化離線編程軟件，怎么說呢，算是填補了國產(chǎn)離線編程的一個空白吧。一站式解決方案，從軌跡規(guī)劃，軌跡生成，仿真模擬，到最后后置代碼，使用簡單，學(xué)習(xí)起來比較容易上手。官網(wǎng)可以下載軟件，并免費試用。
優(yōu)點：能根據(jù)模型的幾何拓?fù)渖绍壽E，軌跡的仿真和優(yōu)化功能比較突出。根據(jù)不同行業(yè)，工藝包數(shù)據(jù)比較強大。強調(diào)服務(wù)，重視企業(yè)訂制。資源豐富的在線教育系統(tǒng)，非常適合學(xué)校教育和個人學(xué)習(xí)。因為是國產(chǎn)軟件，所以在通用型離線編程軟件中，算是價格最便宜的了。缺點：軌跡編程這塊還需要再強大。
7.還有一些其他通用型離線編程軟件，這里就不多做介紹了。他們通常也有著不錯的離線仿真功能，但是由于技術(shù)儲備之類的原因，尚還屬于第二梯隊。比如，SprutCAM，RobotSim，川思特，天皇，亞龍，旭上，匯博等等。
專用型離線編程軟件：
1.Robot Studio： ABB原廠的離線軟件
2. RoboGuide：Fanuc原廠的離線軟件
3. KUKA Sim：KUKA原廠的離線軟件
這類專用型離線編程軟件，優(yōu)點和缺點都很類似且明顯。因為都是機器人本體廠家自行或者委托開發(fā)，所以能夠拿到底層數(shù)據(jù)接口，開發(fā)出更多功能，軟件與硬件通訊也更流暢自然。所以，軟件的集成度很多，也都有相應(yīng)的工藝包。缺點，就是只支持本公司品牌機器人，機器人間的兼容性很差。
最后，總結(jié)一下，根據(jù)我以往的使用和設(shè)計經(jīng)驗，離線編程仿真軟件，真正的意義在于軌跡程序的設(shè)計，而不是軌跡的生成。我們要把離線軟件的使用放到日常的實際工作中去理解，它不是我們偷懶的工具，而是我們工業(yè)設(shè)計的手段。當(dāng)然，這也不是否認(rèn)軟件在生產(chǎn)軌跡上給我們帶來的便利，只是想讓那些還在學(xué)習(xí)工業(yè)機器人路上的同學(xué)們，正確看待示教器，以及正確看待離線編程軟件。
