机器人离线编程(OIP，OffLineProgram)具有不需求中止机器人作业和能够经过图形仿真来防止实践机器人运动中的磕碰等长处。目前国内根本没有针对机器人仿真的成型东西，国外有一些产品软件如 RoboCAD，ROTSY，Evision等体系，可是RoboCAD价格比较贵重，不能够普遍推广;ROTSY是依据Motoman机器人的一套仿真体系，可是他的普遍性不强而且价格也比较高。本文以江苏省“十五”攻关项目网络化焊接机器人研发课题为布景，

　　了依据OpenGL的机离线软件RobotM，完结了关于Couma机器人的离线仿真程序开发。OpenGI是与图形硬件无关的程序

　　接口，而且OpenGI的类库完结三维图形的底层操作，一起又具有建模便利、实时三维仿真、真实感强、平立性、真实性强、关于体系的要求并不是很高级长处。所以RobotM使用OpenGL和微软的VC+开发东西以及MFC类库作为底层的图形库接口完结仿真规划。离线所示。

　　图2说明晰RobotM采用了分层次结构规划的办法，将全体程序规划成为3层结构，每一层的规划都相对独立，然后进步了程序的可移植性而且减轻了程序的保护难度。

　　模型层使用OpenGI和MFC类库，构建了一系列底层的类目标，RobotM使用这些封装好的类目标来构建场景以及完结场景和用户的交互。在RobotM规划中添加了空间实体、空间模型、机器人模型的概念。

　　空间实体便是单个的最简略的部件，而空间模型是若干个实体依照必定办法的组合。因为机器人仿真具有必定的特殊性，把机器人设定为一个实体或许一个模型显然是不合适的，所以能够把机器人以每一个转轴为边界分割成若干部分，而把分割好的各个部分都作为空间模型，然后形成了若干空间实体一空间模型，若干空间模型一机器人模型的组合办法。

　　使用这种分层次的组合办法能够很简单操控仿真程序的显现和交互，例如使用RobotM仿真一个轿车焊接生产线时，用一个空间模型目标来描绘轿车目标能够很简单地操控这个轿车目标。RobotM关于每种空间实体类型都使用OpenGI供给的GlgenList/glCallList函数完结了一套构建/制作的函数，使用空间实体一空间模型一机器人模型的安排办法和C++面向目标技能中的多态性，终究把机器人模型和空间模型的制作作业都归结为空间实体目标的制作。

　　RobotM把仿真内容保存为流文件。文件是依照分层结构且以相对途径存储并规划的，即作业区、机器人模型、空间模型、途径等文件如图2所示，用户经过翻开作业区文件然后查找并获取其他类型文件的信息以树立场景目标。机器人、模型、途径文件都能够为其他的工程所用，具有比较杰出的重用性;相对途径使得用户即便改动了工程目录寄存的方位也不会影响文件的获取，添加了RobotM的健壮性。

　　场景层主要功用是完结场景中目标的树立、保存、制作以及交互。作为模型层和示教层的中间层，场景层是机器人仿真体系中的衔接部分。场景层从文件树立的进程如图3所示。

　　由图3能够看出场景的树立是一个从若干文件到仿真程序的空间实体目标的转化进程，RobotM把用户选取的作业区和其他一系列的文件转化为RobotM 能够辨认的数据结构目标;相同的，把RobotM中的数据结构目标依据必定规矩写入文件完结了保存进程。场景的制作是仿真程序的重要部分。场景层使用模型层的实体制作的接口，经过场景一(机器人)一空间模型一空间实体的办法调用各自的制作函数，RobotM需求在屏幕上显现动画来表明仿真成果，所以程序的制作功率十分重要。

　　除了运用一般的OpenGI制作的各种添加功率的办法之外，本文为进步绘图功率，在RobotM中提出了“必要重构”的办法。即便用几个BOOI量做为场景的各个部分(包含机器人模型、空间模型等部分)的重构标志(重构是指使用OpenGL供给的glGenIist函数将需求制作的内容保存在内存区域中，每次制作时直接从中提取，而不需求再次安排)。RobotM在制作的每一帧都只重构改动过方位或许旋转视点的目标(机器人模型和空间模型目标包含在内)，而关于没有改动的目标则直接调用glCallList将目标制作出来。这样每一帧的制作功率有很大进步，在程序仿真的时分不会呈现显现打顿的现象。

　　三雏仿真规划与完结场景的交互供给给用户比较快捷的操作功用。用户依据自己的需求能够修正调查和操控整个场景的办法(如旋转、平移、改动光照等)，还能够直接用鼠标在场景中选取目标点或许空间实体。2.3示教层规划

　　示教层主要是完结离线层现已为示教层的规划打下了杰出的根底。机器人离线编程的要害内容是能够依据用户的输入确认仿真程序中机器人的运动办法和机器人运动方位，这种联系与实践机器人和示教盒之间的联系相相似。RobotM经过保存各个方位点和各个点之间的运动办法来描绘机器人运动的轨道来完结仿真。

　　RobotM有一个小型解说器，他能够完结机器人编程语言和RobotM能够辨认的运动文件格局的彼此转化。因为机器人编程完结的运动程序编译器有自己的语法和语义，所以RobotM有必要能够完结操控柜运转的机器人操控文件和RobotM规划的程序彼此转化。

　　RobotM供给了2种确认机器人仿真运动末端点的办法：即转角运动和定点运动。转角运动好像实践机器人运动中的示教盒示教，能够经过用户输入在仿真程序中，使得指定的机器人各个关节部分运动，然后完结机器人的转角运动;而定点运动是RobotM中相对来说比较重要的一起也是转角运动无法做到的。使用场景层供给的接口，用glLoadName给场景中的每个需求确认方位的空间实体/空间模型/机器人模型创立专一标明的ID，在用户鼠标选取空间中的点时使用ID来确认用户所选取的目标，在获取目标之后使用OpenGI的glUnProjeet函数获取鼠标点击方位在空间中的“国际”坐标系下的方位，完结鼠标平面坐标一空间坐标的转化，使用仿真机器人的运动办法使仿真机器人末端点运动到该空间坐标，然后确认机器人需求运动到的某个点的方位。

　　经过若干步的上述2种进程的重复，完结这一系列点的设置，能够创立出途径文件。途径文件能够用来仿真也能够下传到机器人操控柜。