隨著(zhù)機器人技術(shù)的日益成熟以及應用的不斷普及，機器人正逐漸融入社會(huì )生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面，并發(fā)揮越來(lái)越不可替代的作用。在“工業(yè) 4.0” 和 “中國制造 2025”的背景下，為了適應現代工業(yè)快速多變的特點(diǎn)以及滿(mǎn)足日益增長(cháng)的復雜性要求，機器人不僅要能長(cháng)期穩定地完成重復工作，還要具備智能化、網(wǎng)絡(luò )化、開(kāi)放性、人機友好性的特點(diǎn)。作為工業(yè)機器人繼續發(fā)展與創(chuàng )新的一個(gè)重要方面，“示教”技術(shù)正在向利于快速示教編程和增強人機協(xié)作能力的方向發(fā)展。
工業(yè)機器人示教就是編程者采用各種示教方法事先“告知”機器人所要進(jìn)行的動(dòng)作信息和作業(yè)信息等，有以下幾點(diǎn)：
1.機器人位置和姿態(tài)信息
2.軌跡和路徑點(diǎn)等的信息
3.機器人任務(wù)動(dòng)作順序信息
4.機器人動(dòng)作、作業(yè)時(shí)的附加條件等的信息
5.機器人動(dòng)作的速度和加速度等信息和作業(yè)內容信息等
實(shí)際應用最多的傳統的示教盒(圖一)示教要求操作者具有一定的機器人技術(shù)知識和經(jīng)驗，示教效率較低。與示教盒示教相比，直接示教法可以無(wú)需操作者掌握任何機器人知識及經(jīng)驗，操作簡(jiǎn)單且快速，極大地提高了示教的友好性、高效性。
（圖一 傳統示教盒）
直接示教控制方法
當前主流的機器人直接示教控制方法可以分為兩類(lèi)：
第一類(lèi)是基于位置控制或者阻抗控制的直接示教方法。
第二類(lèi)是基于力矩控制的零力平衡的機器人直接示教（有動(dòng)力學(xué)模型）。
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基于位置控制的直接示教
傳統的拖動(dòng)示教依賴(lài)于外置于機器人的多維操作傳感器，利用該傳感器獲取的信息，牽引機器人末端在笛卡爾空間下做線(xiàn)性或者旋轉的運動(dòng)。
此類(lèi)的基于位置控制的拖動(dòng)示教方法都無(wú)法回避兩個(gè)問(wèn)題。
一個(gè)是由于額外的多維傳感器的配置，增加了機器人的生產(chǎn)成本。
另一個(gè)是由于多維傳感器只能控制機器人末端的笛卡爾空間。
所以無(wú)法很好地控制單軸的運動(dòng)，使得機器人的運動(dòng)顯得十分僵硬，不利于真正的拖動(dòng)示教編程，尤其是要微調到特定的點(diǎn)的時(shí)候，可能還需要傳統的遙控示教盒的輔助。
基于力矩控制的零力平衡的機器人直接示教
這是一種更為直接的機器人拖動(dòng)示教方法，借助機器人的動(dòng)力學(xué)模型，控制器可以實(shí)時(shí)的算出機器人被拖動(dòng)時(shí)所需要的力矩，然后把提供該力矩給電機使得機器人能夠很好地輔助操作人員進(jìn)行拖動(dòng)。
不同于傳統的基于位置或者阻抗的拖動(dòng)示教方法，零力控制方法對操作者更加的友好。在精確的動(dòng)力學(xué)模型的幫助下，拖動(dòng)機器人時(shí)要克服的機器人自身重力，摩擦力以及慣性力都的到了相應的電機力矩的抵消，使得機器人能夠輕松的拖動(dòng)。 同時(shí)，算法也保證了當外力被撤銷(xiāo)時(shí)，機器人能夠迅速的靜止在當前位置，保證設備和操作人員的安全。
另一個(gè)基于零力控制拖動(dòng)示教帶來(lái)的優(yōu)勢是，在動(dòng)力學(xué)模型中，各關(guān)節的力矩是可以單獨控制的，所以機器人的拖動(dòng)點(diǎn)不再被固定在機器人末端或者多維傳感器上，操作者可以在機器人任意位置去拖動(dòng)機器人，使操作更加靈活多變。
賽摩艾普MRK系列噴涂機器人就是具備了基于力矩控制的零力平衡的機器人直接示教功能，那么這種拖動(dòng)示教功能的優(yōu)勢在哪呢？
從前對于機器操作員而言編寫(xiě)機器人的運動(dòng)軌跡是一項復雜的工作，需要經(jīng)過(guò)培訓的人員花費較多時(shí)間才能實(shí)現。但現在加入拖動(dòng)示教后，操作人員可簡(jiǎn)單通過(guò)拖動(dòng)機器人，從而獲取運動(dòng)軌跡，完成機器編程。在節省了培訓和編程的時(shí)間、提高了生產(chǎn)效率的同時(shí)，也降低了使用機器人的過(guò)渡成本。
其次在具體使用上，拖動(dòng)示教可以很好的使用在噴涂等工藝上，它可以自動(dòng)通過(guò)實(shí)時(shí)軌跡記錄，獲取移動(dòng)的軌跡，實(shí)現軌跡編寫(xiě)，比如在噴涂上使用拖動(dòng)軌跡，直接再現噴涂軌跡。
由此可見(jiàn)，拖動(dòng)示教極大的降低了機器人的應用難度和使用門(mén)檻，同時(shí)也在一定程度上提高了客戶(hù)企業(yè)的生產(chǎn)效率。
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