一般来说，机器人编程分为在线示教编程和离线编程，今天我们主要讲一下离线编程，通过分析在线示教编程实际应用中存在的主要问题，讲讲机器人离线编程软件的优势以及主流编程软件的功能、优缺点。
在线教学编程在实际应用中存在以下问题：
1.在线编程教学流程繁琐，效率低下。
2、精度完全取决于指导员的目测，对于复杂路径示教在线编程很难达到满意的效果。
基于教学编程的弊端，离线编程应运而生！相比于教学编程，离线编程到底有哪些优势呢？
1.减少机器人的停机时间。在编程执行下一个任务时，机器人仍可在生产线上工作。
2.让程序员远离危险的工作环境。
3、适用范围广泛，可以对各类机器人进行编程，并能轻松实现优化编程。
4.可以对复杂任务进行编程。
5.易于修改机器人程序。
常用的离线编程软件可以按照不同的标准进行分类，例如可以按国产和国外来分，也可以按通用离线编程软件和特定厂家的离线编程软件来分。
按照国内外的分类，可以分为以下两大阵营：
国内：RobotArt
国外：RobotMaster、RobotWorks、Robomove、RobotCAD、DELMIA、RobotStudio、RoboGuide
按照通用离线编程和厂家特定离线编程可以分为以下两大阵营：
常规：RobotArt、RobotMaster、Robomove、RobotCAD、DELMIA
对于制造商：RobotStudio、RoboGuide、KUKASim
国外软件中RobotMaster相对强一些，基于MasterCAM平台，具有生成数控加工轨迹的优势；RobotWorks和RoboMove次之，但每套都要几十万美金，我还没试过；RobotCAD和DELMIA都是侧重仿真的，价格比前者要贵一些。
机器人厂商的离线编程软件中，ABB的RobotStudio是最强的，但它只把教学放到电脑里，注重仿真和节拍统计。
看了这些离线编程的优点和分类，是不是迫不及待的想看看离线编程软件到底长啥样呢？那就继续看下去吧~下面就为大家详细介绍一下主流的离线编程软件。
01
Robot Art（中国，可免费试用）
Robot Art是北京华航威视研发的一款国产离线编程软件。说实话，虽然功能上比起RobotMaster、DELMIA等国外同类产品略逊一筹，但在国产离线编程软件中还是佼佼者。据了解，他们的技术来自于北航机器人研究所，也有自己的一些专利。号称是第一款商用离线编程软件，填补了国内离线编程的空白。从轨迹规划、轨迹生成、仿真，到最后的后编码，都是一站式解决方案，使用简单，容易上手。软件可以在官网下载，免费试用。
图1：RobotArt离线编程仿真软件界面
优势：
1）支持多种格式的3D CAD模型，可导入step、igs、stl、x_t、prt（UG）、prt（ProE）、CATPart、sldpart等扩展名的格式；
2）支持各品牌工业机器人的离线编程操作，如ABB、KUKA、Fanuc、Yaskawa、Staubli、KEBA系列、STEP、广数等）；
3）拥有丰富的航空航天高端应用经验；
4）自动识别并搜索CAD模型的点、线、面生成轨迹；
5）轨迹与CAD模型特征关联，当模型移动或者变形时轨迹自动改变；
6）一键优化轨迹和几何级碰撞检测；
7）支持切割、焊接、喷涂、去毛刺、CNC加工等多种工艺包；
8)支持将整个工作站模拟动画发布到网页和手机端；
缺点：
软件不支持整条产线的仿真（通用性不够），也不支持国外小品牌机器人。不过作为一款机器人离线编程工具，还是相当强大的，功能丝毫不逊于国外软件。
02
机器人大师（加拿大，无试用）
Robotmaster来自加拿大，由上海奥克自动化代理，是国外离线编程软件品牌中的佼佼者，支持市面上几乎所有机器人品牌（KUKA、ABB、Fanuc、Motoman、Stäubli、Koma、Mitsubishi、DENSO、Panasonic……）。
图2：Robot Master软件界面
功能：Robotmaster无缝集成了Mastercam中的机器人编程、仿真和代码生成功能，提高了机器人编程的速度。
优势：
可根据产品数字模型生成程序，适用于切割、铣削、焊接、喷涂等。独家优化功能，运动规划和碰撞检测非常精确，支持外部轴（直线导轨系统、旋转系统），支持复合外部轴组合系统。
缺点：
不支持多机器人同时仿真（只能在单个工作站工作），基于MasterCAM二次开发，价格贵，企业版20万左右，好贵啊！！
03
Robot Works（以色列，可试用）
RobotWorks是一款以色列的机器人离线编程仿真软件，与Robot Master类似，是基于Solidworks进行二次开发，使用前需要购买Solidworks。
主要功能如下：
（1）全面的数据接口：Robotworks基于Solidworks平台开发，Solidworks可通过IGES、DXF、DWG、PrarSolid、Step、VDA、SAT等标准接口进行数据转换。
（2）强大的编程能力：从输入CAD数据到输出机器人加工代码仅需四步。
步骤1：从Solidworks直接创建或直接导入其他三维CAD数据，选择定义的机器人工具和需要加工的工件，形成装配体。所有装配夹具及工具均可由客户使用Solidworks创建并调用；
步骤2：使用Robotworks的选择工具，然后直接选择曲面的边缘或者样条曲线进行加工并生成数据点；
步骤3：调用所需的机器人数据库，启动碰撞检查与仿真，并在每个数据点自动修正，包括刀具角度控制、导程设定、增减加工点、调整切削顺序、增加各点的工艺参数等；
步骤4：Robotworks自动生成各种机器人代码，包括笛卡尔坐标数据、关节坐标数据、工具及坐标系数据、加工工艺等，并根据工艺要求保存不同的代码。
（3）强大的工业机器人数据库：系统支持目前市场上大部分主流的工业机器人，并提供各类主流工业机器人的三维数字模型。
（4）完美仿真：独有的机器人加工仿真系统，可自动检查机械臂的碰撞、刀具与工件之间的运动、检查轴超程，自动删除不合格路径并进行调整，自动优化路径，减少空运行时间。
（5）开放的工艺库定义：系统提供完全开放的加工指令文件库，用户可以根据实际需要定义和添加自己独有的工艺，任何添加的指令都可以输出到机器人加工数据中。
缺点：
Robotworks基于solidworks，不具备CAM功能，编程繁琐，机器人运动规划策略不够智能，不会用SW，只会UG和PROE……怎么办？
优势：
有多种生成轨迹的方式，支持多台机器人，支持外部轴。
04
ROBCAD（德国，未试用）
ROBCAD是西门子旗下的一款软件，规模庞大，专注于生产线仿真，价格也是同类软件中最优的，支持离线点焊、多机器人仿真、非机器人运动机构仿真、精确节拍仿真。ROBCAD主要应用于产品生命周期中概念设计和结构设计两个前期阶段，目前已被西门子收购，不再更新，已经过时了！
其主要特点包括：
（1）与主流CAD软件（如NX、CATIA、IDEAS）无缝集成。
（2）实现工具、夹具、机器人、操作员的三维可视化。
（3）制造单元的模拟、测试和编程。
ROBCAD的主要特点包括：
（1）工作单元与建模：白车身生产线的设计、管理和信息控制。
（2）Spotand OLP：完成点焊工艺设计和离线编程。
（3）人：进行人为因素工程分析。
（4）应用中的Paint、Arc、Laser等模块：实现生产制造中的喷涂、弧焊、激光加工、包边等工艺的仿真验证、离线程序输出。
（5）ROBCAD的Paint模块。喷漆的设计、优化和离线编程。其功能包括：喷漆路线的自动生成、多种颜色喷漆厚度的模拟、喷漆工艺的优化等。
缺点：
价格昂贵，离线功能弱，Unix 移植界面，人机界面不友好。而且不再更新！
图4：ROBCAD软件界面
05
DELMIA（法国，未试用）
汽车行业使用DELMIA！
DELMIA是达索公司的CAM软件，大名鼎鼎的CATIA是达索公司的CAD软件。DELMIA有6个模块，其中机器人解决方案覆盖了汽车领域的发动机、总装及白车身，航空领域的机身装配、维修保养，以及一般制造业中的制造流程。
DELMIA 的机器人模块 ROBOTICS 是一个可扩展的解决方案，它使用强大的 PPR 集成中心来快速建立、模拟和验证机器人工作单元。它是一个完整、可扩展且灵活的解决方案。使用 DELMIA 机器人模块，用户可以轻松：
（1）从400多个机器人的可搜索资源目录中下载机器人和其他工具资源。
（2）利用工厂布局规划工程师所做的工作。
（3）在工作单元中添加该工序所需的资源，进一步细化布局。
缺点：
DELMIA、Process&Simulte等都是专家级软件，操作难度太大，不适合职校生，需要有机器人专业硕士学位的学生才能使用。虽然DELMIA和Process&Simulte功能很强大，但是工业正版单价也要上百万。
06
RobotStudio（瑞士，无试用）
RobotStudio是瑞士ABB公司提供的软件，是机器人厂商中最好的软件。RobotStudio支持机器人的整个生命周期，采用图形化编程、编辑和调试机器人系统来创建机器人的运行，并模拟和优化现有的机器人程序。
Robot Studio包含以下功能：
（1）CAD导入。可以轻松导入各种主流CAD格式的数据，包括IGES、STEP、VRML、VDAFS、ACIS、CATIA等。机器人程序员可以根据这些精确的数据编写出更精确的机器人程序，从而提高产品质量。
（2）自动路径功能。该功能利用待加工零件的CAD模型，在短短几分钟内自动生成跟踪加工曲线所需的机器人位置（路径），而这项任务通常需要数小时甚至数天的时间。
（3）程序编辑器。它可以生成机器人程序，并允许用户在Windows环境下离线开发或维护机器人程序，这可以大大缩短编程时间并改善程序结构。
（4）路径优化。如果程序中包含接近奇点的机器人运动，RobotStudio 可以自动检测并发出警报，以防止在实际机器人操作中发生这种情况。模拟监视器是优化机器人运动的可视化工具。红线显示可以进行改进的地方，以使机器人以最有效的方式运行。可以优化 TCP 速度、加速度、奇点或轴以缩短循环时间。
（5）可达性分析。Autoreach 可以自动进行可达性分析，使用起来非常方便。用户可以利用此功能随意移动机器人或工件，直到所有位置都可达。工作单元布局验证和优化可以在几分钟内完成。
（6）虚拟教学平台。它是实际教学平台的图形化展示，其核心技术是Virtual Robot。
本质上，所有在现实教学平台上能做的事情，都可以在虚拟教学平台上完成。
（QuickTeach？），使其成为一种优秀的教学和培训工具。
（7）事件表。验证程序结构和逻辑的理想工具。在程序执行过程中，此工具可让您直接观察工作单元的 I/O 状态。您可以将 I/O 连接到模拟事件，以模拟机器人和工作站中的所有设备。此功能是理想的调试工具。
（8）碰撞检测。碰撞检测功能可以避免设备碰撞造成的严重损坏。选择检测对象后，RobotStudio 可以自动监视并显示这些对象在程序执行过程中是否会发生碰撞。
（9）VBA功能。可以利用VBA来完善和扩展RobotStudio的功能，并可根据用户的具体需要开发功能强大的插件、宏或定制的用户界面。
（10）直接上传下载。整个机器人程序可直接下载到实际的机器人系统中，无需任何转换。此功能得益于ABB独特的Virtual Robot技术。
缺点：
只支持ABB品牌的机器人，而且机器人之间的兼容性很差，集成商不可能只做ABB的项目！
图8：Robot Studio软件界面
07
Robomove（意大利，无试用）
Robomove来自意大利，同样支持市面上大部分品牌的机器人新时达万能调试软件，机器人加工轨迹由外部CAM导入，与其他软件不同的是，Robomove走的是私人定制路线，根据实际项目量身定制，软件操作自由，功能齐全，支持多种机器人仿真。
缺点：
操作者需要对机器人有很深入的了解，策略智能化程度还远远落后于Robotmaster。
还有一些其他通用的离线编程软件，这里就不介绍了，它们通常都有很好的离线仿真功能，但由于技术储备等原因，还处于第二梯队，比如SprutCAM、RobotSim、川斯特、Mikado、亚龙、旭尚、汇博等。以上介绍了7款常用的主流离线编程软件，主要分析了软件的功能、优缺点。
08
RoboGuide（美国，可试用）
RoboGuide 系列以流程为中心的软件包允许用户以 3-D 形式创建、编程和模拟机器人工作单元，而无需实际设置原型工作单元，也无需花费大量资金。使用虚拟机器人和工作单元模型，使用 ROBOGUIDE 进行离线编程可在实际安装之前实现单个和多个机器人工作单元布局的可视化，从而降低风险。
这类专用离线编程软件有着类似且明显的优缺点，由于都是由机器人本体厂商自行开发或委托开发，可以获得底层数据接口，开发更多功能，软件与硬件之间的沟通也更加顺畅自然，因此软件具有很多的集成和相应的流程包。
缺点：
仅支持我公司品牌机器人，机器人之间的兼容性很差。
工业机器人编程教程 - 运动中的机器人编程！
1.机器人运动类型
2. PTP运动
（一）PTP运动简介
PTP运动图
同步运动PTP
在 PTP 运动中，参与运动的轴中移动距离最长的轴称为主轴，其速度无法在运行指令中精确定义。
PTP高速运动示意图
下面的VT图显示了机器人在高速模式下的默认运动设置，机器人在运动中的扭矩控制始终处于优化状态，其速度始终可以防止扭矩偏差。
（2）编辑PTP运动指令
编辑动作命令 1
编辑动作指令2
编辑动作指令3
仅当选择了近似运动 (CONT) 时，才会显示参数“近似距离”。
（3）BCO运行
第一部分
为了保证机器人在程序设定的目标路径上，需要执行BCO函数，该函数会以低速执行，机器人运动到相应块指针对应的运动指令点。
第 2 部分
仅当选择了近似运动 (CONT) 时，才会显示参数“近似距离”。
在下列情况下将执行BCO功能：
a.程序重置后，通过BCO功能返回HOME点。
b. 将机器人移动到块指针处以选择运动点。
c.在外部自动模式前选择“CELL”程序。
d. 选择一个新程序。
e.指令修改后。
f. 在编程模式下手动移动机器人。
注意：
由于HOME位置是系统设置的初始位置，因此通常建议用户将其作为程序的第一个和最后一个运动指令。
第 3 部分
BCO 功能总是从当前点直接移动到目标点，因此确保此路径上没有障碍物非常重要，以防止损坏工件、工具或机器人。
机器人触点的工作原理：
1. 选择程序后，长按开始按钮。
2.机器人自动低速运转。
3.机器人到达目标后，再次按启动键，程序继续运行
（4）姿态参数
态度参数1
当机器人通过不同的姿态到达空间中某一点时，参数S和T可以帮助机器人确定一个准确而独特的姿态。
姿势参数2
态度参数三
3. LIN 运动
（1）LIN 运动简介
TCP沿直线移动
速度图像
（2）编辑LIN指令
编辑命令 1
编辑命令 2
编辑命令三
仅当选择了近似运动 (CONT) 时，才会显示参数“近似距离”。
编辑说明 4
在这个路径运动过程中，刀具的方向从起点到终点不断地变化，而这个动作的完成取决于刀具的姿态。
编辑说明 5
在此路径运动过程中，刀具的方向会从起点到终点不断变化，此方法通过手腕轴的变化将执行动作拆分为多个PTP动作，可避免死角。
编辑说明 6
在此连续动作中，刀具方向保持不变，并且保留起点处的刀具姿态，而忽略终点处的刀具姿态。
4. 中国保监会运动
（一）中国保监会运动简介
TCP沿圆弧运动到终点
此时工件的TCP或参考点将沿着圆弧移动到终点，此路径由起点、中间点、终点决定，移动的终点将成为下一次移动的起点，当某点作为圆弧的中间点时，其刀具姿态将被忽略。
CIRC 运动速度图
（2）编辑保监会动议说明
CIRC 移动指令 1
中国保监会移动指令 II
CIRC 移动指令 III
仅当选择了近似运动 (CONT) 时，才会显示参数“近似距离”。
中国保监会移动指令 IV
在这个路径运动过程中，刀具的方向会从起点到终点不断地变化，而这个动作的完成取决于刀具的姿态。
CIRC 动作指令五
在此路径运动过程中，刀具的方向会从起点到终点不断变化，此方法通过手腕轴的变化将直线运动拆分成多个PTP运动，此方法可以避免死角的产生。
CIRC 移动指令 VI
在此连续运动中，刀具方向保持不变，保留起点处的刀具姿态，而忽略终点处的刀具姿态。
（3）360°整圆
一个完整的弧必须用两个语句来完成。
5. 接近动作
（1）近似运动简介
在接近过程中，机器人不会准确到达程序的每一个点，因此不存在停顿新时达万能调试软件，可以减少损失，缩短生产周期。
通过近似运动节省节拍时间
（2）PTP近似运动
PTP接近运动示意图，P2为接近点。
（3）LIN近似运动
P2 是接近点。
（4）CIRC近似运动
P3 是接近点
（5）计算机预判功能
预判功能1
a. 什么是预先判断？
程序运行时，在用户图形界面中可以看到主运行指针（白色运行条），它可以一直只是程序当前执行的行，另一个不可见的预判指针会刷新到主运行指针之后运动指令所在位置（默认设置）
b. 预先判断的作用是什么？
为了计算路径，比如近似运动，必须使用预判指针，预先规划好路径数据，不仅会执行运动指令，还会执行计算指令、外围控制指令。
c.周边设备结构、数据影响前端云端（如输入输出错误指令）会触发前端判断停止，若前端中断则不会执行进场动作。
预判功能2
预判功能三
