Internal Combustion Engine &Parts
0引言
机器人是一种可编程的机械装置，编程方法在很大程度上影响着它的工作效率，进而决定着它的经济性及普及率。在机器人的编程系统中，通常地来讲，分为示教编程和离线编程两种系统方式。在当前工业机器人市场上，采用传统的示教编程的，占据很大一部分的比重。然而，一些中小型企业产品寿命周期短、生产任务更迭快，频繁的示教编程占据了大量的有效工作时间，进而大大降低了机器人的在工业生产上使用效率，无法体现其优越性。而且在没有视觉传感器跟踪反馈的情况下，机器人运动轨迹的精度基本上依赖于操作者的目测精度。但随着工业机器人日益扩展的应用范围，以及不断提升的任务难度，运用示教编程系统的，正面临着来自生产力，操作实用性等诸多问题的挑战。然而，将离线编程系统运用到工业机器人中，可以有效地解决这些问题。
与示教编程相比，离线编程系统具有如下优点：①提高工作时长，并采用仿真调试程序，进而可以实现，在没有与实际机器人系统直接联系的情况下，也可观测编程结果；②可优化编程环境；③方便与CAD 系统联合使用；④规划复杂运动轨迹并能进行多种检验，如：碰撞，干涉等。
基于以上优点，工业机器人离线编程系统技术，备受关注，成为机器人研究领域中，非常热门的课题之一。
1离线编程系统概述1.1离线编程的概念
机器人离线编程系统ROPS （Robot Off -line Programming System ），根据计算机图形学，先为机器人及其工作环境，建立起几何模型，综合了许多规划算法；在离线时操控图形并规划轨迹。最后，三维图形动画仿真编程结果，检验编程结果是否正确，然后将获得的代码传到机器人控制柜，进而实现操控机器人的运动。
1.2机器人离线编程的组成
机器人离线编程系统既要在计算机上建立起机器人系统的物理模型，也要对其进行编程和动画仿真，且需后置处理编程结果。通常来讲，机器人离线编程系统的组成模块包括机器人系统CAD 建模、人机界面、离线编程等。如图1所示。
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—作者简介：金兴悦（1993-），女，江苏盐城人，本科，研究方向为车
辆工程。
机器人离线编程系统
金兴悦
（昆山登云科技职业学院，昆山215300）
摘要:21世纪以来，随着人工智能等技术的飞速发展，机器人在工业上的运用，日益成熟，而在当前工业机器人研究领域中，机器
人离线编程系统ROPS （Robot Off-line Programming System ）则是该领域中最备受关注的课题之一。本文在分析国内外机器人离线编程系统的发展现状的基础上，介绍了其构成特征并展望了其今后的发展趋势。
关键词：机器人；人工智能；离线编程
节进行数据质量监控，最后将数据进行清洗收藏到数据
库。将数据库整理出来的数据作为最终数据，其余的无用数据进行清零，选择运营过程中所需的数据并对其设立预警功能，对数据有一个深度分析的过程，企业也可以利用综合技术平台对其进行分析决策。一体化大数据平台将数据进行分层处理，主要包括数据采集层、数据传输与处理层、数据存储层、业务处理层。主要是分别负责现场数据的采集，集接口到数据库传输数据的采集，以及各项业务数据的采集。
3.3智慧电厂一体化大数据平台运行机制
智慧电厂一体化大数据平台是一个完整的管理机制。通过定向地发现问题数据、分析数据以及排除问题。此平台具有对数据的监管与预警功能，通过对故障进行检测，提供解决问题的方法，利用相关问题案例、知识对问题进行分析，优化指导并解决问题。主要流程包括以下五个步骤：①是获取基础数据。②对数据进行分析判断。③根据具体情况进行实时分析。④对数据进行统计分析。⑥对大数据进行分析并决策。通过以上步骤，来实现对问题的排查，从而使设备运营的各个环节顺利开展[4]。
4结论
本文在对智慧电厂一体化大数据平台的意义分析的基础上，分别从数据的整合与存储、数据的修正与补充以及数据的智能与监管三个方面，展开了对智慧电厂一体化大数据平台关键技术的研究。最后对智慧电厂一体化大数据平台应用数据的主要来源、数据分层以及运行机制进行了分析，分析结果表明，基于对电力行业的发展特征，将大数据资源进行平台整合，并利用专门技术对数据进行修正，给出较为精确的企业发展决策。并将该平台广泛运用到实际当中去，以充分发挥其价值。
参考文献:
[1]周慎学，朱晓瑾.智慧电厂建设中设备特性认知及能效提升关键问题研究[J].电力与能源，2017，38（06）：718-723.
[2]尹峰，陈波，苏烨，李泉，张鹏.智慧电厂与智能发电典型研究方向及关键技术综述[J].浙江电力，2017，36（10）：1-6，26.
[3]张帆.智慧电厂一体化大数据平台关键技术及应用分析[J].华电技术，2017，39（02）：1-3.
[4]金徐.智慧电厂建设背景下档案管理智慧化问题的研究[J].档案管理理论与实践-浙江省基层档案工作者论文集，2016，36（00）：223-227.
图1
机器人离线编程的组成1.2.1人机界面
机器人离线编程系统，可以方便地创造出机器人编程系统的环境，易于人机交互（人与计算机的交互）。而用户接口，又是人机交互中极为重要的组成部分。通常地，工业机器人，一般提供示教编程与语言编程两个用口。而且这两种方式已经广泛地用于实际工业生产中。
自然地，在机器人离线编程系统中，机器人语言，作为其用户接口的一部分，它可编辑机器人运动程序。此外，用户接口还需要设计成交互式的，以便对机器人系统进行图形编辑。例如，用户可以用鼠标表明物体在屏幕上的位置，并且能交互地修改环境模型。
人机界面设计时，既要借鉴实际工业生产中具体设置机器人参数的过程，还要简洁美观大方，方便编程人员的
使用。
1.2.2机器人系统CAD 建模
图形表示机器人及其工作单元，是离线系统的关键技术。构造工作单元三维几何模型。最好采用直接从CAD 系统中共享模型的模型和工具。这样，就能将离线变成系统
包含在CAD 系统中，实现从设计到制造的CAD 集成。
1.2.3编程
模块的编程，是离线编程系统的核心所在。它承担了两个主要功能，分别是运动学计算和轨迹规划。
运动学计算包括正解和反解两个部分。正解是根据机器人运动参数和关节变量，来计算出机器人末端位姿；反解则是根据机器人末端位姿，来计算出相应的关节变量。在工业机器人离线编程系统中，应该具有这两种功能。
标定机器人，应运用运动学正解；而控制机器人运动，则可使用可代替机器人控制柜逆运动学的运动学反解。有的制造商，按笛卡尔坐标—控制柜—机器人的顺序输送数据，优化采用运动反解的机器人，效果得到了显著提高。
在机器人技术发展初期，一般地，编程特定的机器人
语言。而在离线编程系统中，应该编程面向对象的机器人
语言。面向对象的机器人编程语言，则把其几何特性与运动特性封装在一块，并向其它对象提供了通用的接口。由于面向对象的编程语言能直接操作机器人的几何信息，因此能方便地实现自动规划路径和自动编程。
1.2.4图形仿真
离线调试程序，在机器人离线编程系统中起到了重要
作用。而离线调试最直观有效的方法是在工作环境的情况
下，是脱离实际机器人，利用图形仿真技术，来模拟机器人
的作业过程，提供人机交互的虚拟环境。随着计算机技术
的普及，可在个人计算机上，实施三维图形处理，并在此基础之上，完成CAD 、实现仿真模拟图形。1.2.5传感器在机器人作业中传感器占据至关重要的作用，机器人离线编程系统中传感器的仿真不可或缺，它直接决定了离线编程是否能够发挥作用。一般来说传感器有两类，即局部与全局传感器。其中局部传感器的组成部分包括力觉、触觉与视接近觉等；而全局传感器，则要以视觉传感器为主。通过几何图形，仿真获取信息，是传感器的功能。
2机器人离线编程技术的现状及发展趋势
对机器人离线规划和编程系统的研究，在国外，最早在
在线编程和离线编程的特点20世纪70年代就开始了。早期的离线编程系统由IPA 程序、
SAMMIE 软件包和GRASP 仿真系统等部分组成。在众多版本的机器人仿真与离线编程系统中，影响力最大的是
Tec-nomatix 公司（以列）
，在20世纪80年代，研发的ROBCAD 机器人计算机辅助设计及仿真系统。它的运行，
是基于SGI 图形工作站上的大型机器人设计、仿真和离线编程系统，
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。
在当今市场上，关于工业机器人离线编程系统的相关研究已经很多，部分技术也得到了大范围推广
应用，比如大型CAD/CAM 应用软件CATIA V4。但除此之外，其它很多研究在离线编程的关键问题上还受到限制，仍亟待完善。在国外，
多数单元技术已经相对较为成熟。国内熊有伦院士主持了“基于微机的机器人离线编程系统HOLPSS ”的科研项目，对该技术进行了深入研究。在机器人HOLPSS 系统中，分为语言加工、运动学及规划、机器人及环境的三位构型、
运动仿真、通信、主控和传感器仿真的六个模块。
此外，在研制开发机器人离线编程系统的过程中，很多问题亟待完善，以下几点研究工作需重点关注：
①多传感器的融合技术的建模与仿真。随着机器人智能化的提高，在机器人系统中传感器技术的应用越来越普及，基于此，应在离线编程系统中对多传感器进行建模，实现多传感器的通讯，
执行基于多传感器的操作；②更深层次的研究各种规划算法。综合多种环境因素，
结合计算的复杂程度，
合理规划路径、抓取和细微运动；③系统在执行过程，如果发生了错误，应立刻检测其运行状态，采用相应的修复技术对其修复。④在机器人离线编程系统中，
至关重要的研究方向是面向任务的编程语言。它要求着，
人们需用自然语言来描述机器人作业任务。⑤有效误差标定技术，
可标定各种实际应用的工业机器人。3结束语21世纪是属于人工智能的时代，将机器人与人工智能的完美结合，
并运用到日常生活、生产实践中，指日可待！离线编程技术作为新生的编程技术，
必将助力机器人的普及运用，
并为人工智能时代，注入新鲜的血液！参考文献:[1]蔡自兴，谢斌.机器人学[M].三版.清华大学出版社，2015[2]赵东波，熊有伦.机器人离线编程研究[J].机器人，1997，19
（4）
[3]王光道.串联机器人控制器离线编程系统设计与实现[D].
中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所），2016.
[4]刘亮，杨睿熙，涂煊，尚丽辉.相贯线焊接机器人多层多道
焊轨迹规划算法研究[J].制造业自动化，2017（07）.[5]Stanislao Lauria,Guido Bugmann,Theocharis Kyriacou,
Ewan Klein.Mobile robot programming using natural language [J].Robotics and Autonomous Systems.2002(3).

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