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機(jī)器人系統(tǒng)仿真是指通過計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)際的機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行模擬的技術(shù)。機(jī)器人系統(tǒng)仿真可以通過單機(jī)或多臺(tái)機(jī)器人組成的工作站或生產(chǎn)線。通過系統(tǒng)仿真，可以在制造單機(jī)與生產(chǎn)線之前模擬出實(shí)物，縮短生產(chǎn)工期，可以避免不必要的返工。

國(guó)外很早便認(rèn)識(shí)到機(jī)器人仿真在機(jī)器人研究和應(yīng)用方面的重要作用，并從70年代開始進(jìn)行了這方面的研究工作。

仿真不僅解決問題，更多是發(fā)現(xiàn)問題。當(dāng)一條產(chǎn)線完成后，發(fā)現(xiàn)了問題，這時(shí)利用仿真發(fā)現(xiàn)問題所在已經(jīng)為時(shí)已晚。更換模具，更換材料，修改流程等等都是需要大量金錢與時(shí)間成本。但是利用仿真，能在產(chǎn)品開發(fā)流程中提前發(fā)現(xiàn)問題，這時(shí)去解決問題，大大減少了成本。仿真的最大價(jià)值體現(xiàn)就在于提前預(yù)測(cè)，提出可行的措施。

但是仿真不是百分百的虛實(shí)一致。很多人認(rèn)為，既然仿真與現(xiàn)實(shí)有差別為什么要選擇仿真呢?接觸過實(shí)際機(jī)器人的都有一個(gè)感受，機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)世界中與仿真環(huán)境中性能相差較大。以目前的硬件水平還不足以現(xiàn)實(shí)機(jī)器人做出仿真中“高難度”的操作。目前的軟件水平也不能仿真出不同材料之間的摩擦力，應(yīng)力等等。那我們是不是應(yīng)該放棄仿真，全身心投入到實(shí)際的機(jī)器人調(diào)試中呢?

仿真的最大特點(diǎn)是發(fā)現(xiàn)問題。的確仿真與現(xiàn)實(shí)有差別，但是不仿真，機(jī)器人死都不知道怎么死的。干涉，臂展不夠，末端速度不夠，奇點(diǎn)等等問題等到現(xiàn)實(shí)調(diào)試時(shí)才來發(fā)現(xiàn)已經(jīng)損壞了機(jī)器人。仿真則能提前發(fā)現(xiàn)問題并解決。機(jī)器人的100種死法，仿真至少發(fā)現(xiàn)90種。這就是仿真的優(yōu)勢(shì)。

機(jī)器人仿真的作用包括以下幾點(diǎn)：

第一是作為機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要手段，通過功能高度逼真的仿真，在逼近真實(shí)機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)操作環(huán)境和裝備反應(yīng)的程度的環(huán)境下，對(duì)機(jī)器人設(shè)計(jì)生產(chǎn)單元布局及驗(yàn)證工藝序列等進(jìn)行驗(yàn)證，并能詳細(xì)測(cè)量和記錄狀態(tài)信息用于分析，對(duì)于機(jī)器人設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)作用。

第二是功能演示，通過高物理逼真度的仿真軟件可以通過3D渲染環(huán)境，渲染高分辨率紋理、材質(zhì)、燈光、反射和凹凸貼圖等，建立一個(gè)逼真的機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和環(huán)境感覺的高度融合，給予設(shè)計(jì)者以及客戶直觀的感受和體驗(yàn)，對(duì)于推廣機(jī)器人系統(tǒng)項(xiàng)目具有重要意義。

第三是操作培訓(xùn)，機(jī)器人仿真系統(tǒng)的另外一個(gè)應(yīng)用是它可以用于機(jī)器人的教學(xué)和培訓(xùn)。機(jī)器人是一個(gè)比較昂貴的設(shè)備，在進(jìn)行機(jī)器人教學(xué)時(shí)，不可能用許多實(shí)際的機(jī)器人來作為教學(xué)和培訓(xùn)的試驗(yàn)設(shè)備，機(jī)器人仿真系統(tǒng)可為此提供一個(gè)方便和靈活的試驗(yàn)工具和手段。

提前發(fā)現(xiàn)并解決問題，這就是仿真的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)你能預(yù)測(cè)未來時(shí)，成功還會(huì)遠(yuǎn)嗎?

(技成培訓(xùn)網(wǎng)原創(chuàng)，作者：譚華棟，未經(jīng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載，違者必究)