進(jìn)入21世紀(jì)，機(jī)器人已成為現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的工具，它標(biāo)志著工業(yè)的現(xiàn)代化程度。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展。機(jī)器人是一個(gè)可編程的機(jī)械裝置，其功能的靈活性和智能性很大程度上取決于機(jī)器人的編程能力。
由于機(jī)器人應(yīng)用范圍的擴(kuò)大和所完成任務(wù)復(fù)雜程度不斷增加，機(jī)器人工作任務(wù)的編制已經(jīng)成為一個(gè)重要問題。通常，機(jī)器入編程方式可分為示教再現(xiàn)編程和離線編程。目前，在國內(nèi)外生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)器人系統(tǒng)大多為示教再現(xiàn)型。
而與示教編程相比，離線編程系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：①減少機(jī)器人停機(jī)的時(shí)間，當(dāng)對下一個(gè)任務(wù)進(jìn)行編程時(shí)，機(jī)器人可仍在生產(chǎn)線上工作；②使編程者遠(yuǎn)離危險(xiǎn)的工作環(huán)境，改善了編程環(huán)境；③離線編程系統(tǒng)使用范圍廣，可以對各種機(jī)器人進(jìn)行編程，并能方便地實(shí)現(xiàn)優(yōu)化編程；④便于和CAD／CAM系統(tǒng)結(jié)合，做CAD/CAM/ROBOTICS一體化；⑤可使用高級計(jì)算機(jī)編程語言對復(fù)雜任務(wù)進(jìn)行編程；⑥便于修改機(jī)器人程序。因此，離線編程引起了人們的廣泛重視，并成為機(jī)器人學(xué)中一個(gè)十分活躍的研究方法。
早在70年代末，國外就開始了機(jī)器人離線編程規(guī)劃和系統(tǒng)的研究。在眾多的機(jī)器人仿真與離線編程系統(tǒng)中，由以色列Tecnomatic公司在1986年推出的Robcad機(jī)器人計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及仿真系統(tǒng)最具代表性，其通用化、完整化、交互式計(jì)算機(jī)圖形化、智能化和商品化為一體。相比于國外，雖然國內(nèi)在離線編程方面起步較晚，但因投入量比較大、重視程度比較高所以發(fā)展比較迅速。
近年來，國內(nèi)外許多大中型企業(yè)都裝備了自動化加工設(shè)備和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備與系統(tǒng)。同時(shí)，CAD/CAM技術(shù)已趨于成熟，其高效便捷的建模手段和集成技術(shù)，使之成為工業(yè)機(jī)器人編程中的有力工具。這些設(shè)備和系統(tǒng)為工業(yè)機(jī)器人的離線編程技術(shù)的研究和推廣提供了基本的硬件和軟件條件，使離線編程的實(shí)用化成為研究重點(diǎn)。機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的研制和開發(fā)涉及的問題很多。包括多個(gè)領(lǐng)域的多個(gè)學(xué)科，為推動這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，以下幾個(gè)方面研究工作是必不可少的.
1)多媒體技術(shù)在機(jī)器人離線編程中的研究和應(yīng)用。友好的人機(jī)界面、直觀的圖形顯示及生動的語言信息都是離線編程系統(tǒng)所需要的。
2)多傳感器的融合技術(shù)的建模與仿真。隨著機(jī)器人智能化的提高，傳感器技術(shù)在機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越重要。因而需要在離線編程系統(tǒng)中對多傳感器進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)多傳感器的通訊，執(zhí)行基于多傳感器的操作。
3)各種規(guī)劃算法的進(jìn)一步研究。其包括路徑規(guī)劃、抓取規(guī)劃和細(xì)微運(yùn)動規(guī)劃等。規(guī)劃一方面要考慮到環(huán)境的復(fù)雜性、運(yùn)動性和不確定性，另一方面又要充分注意計(jì)算的復(fù)雜性。
4)錯(cuò)誤檢測和修復(fù)技術(shù)。系統(tǒng)執(zhí)行過程中發(fā)生錯(cuò)誤是難免的．應(yīng)對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測以監(jiān)視錯(cuò)誤的發(fā)生，并采用相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)。此外，最好能達(dá)到錯(cuò)誤預(yù)報(bào)，以避免不可恢復(fù)動作錯(cuò)誤的發(fā)生。
5)研究一種通用有效的誤差標(biāo)定技術(shù)，以應(yīng)用于各種實(shí)際應(yīng)用場合的機(jī)器人的標(biāo)定。
從總體上看，機(jī)器人離線編程對工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用以及編程效率的提高有種重要的意義。離線編程可以大幅度節(jié)省制造時(shí)間，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)仿真，為機(jī)器人編程和調(diào)試提供靈活的編程環(huán)境。所以說離線編程的應(yīng)用必將是一個(gè)發(fā)展的大趨勢。
