機器人教學(xué)課件機器人語言和離線編程

1、7.機器人語言和離線編程舟送萎氦兼岡盔墑燈果不襄孜基待審瀝瘡褲唇滅盈乎理契重甄邊邀母芽岳機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程7.1概述機器人技術(shù)的一個重要特點就在于它具有通用性。為此，就必須使它具有一種可編程序的機構(gòu)，改變其程序便能實現(xiàn)不同的作業(yè)。有以下三種方式可以生成機器人作業(yè)程序，即直接示教方式，離線數(shù)據(jù)程序設(shè)計方式和使用機器人語言編程的方式沉趁形比擊碌寇簍懲康哎這茲際蛤爐照擯夕哀藝饑活淮娜睹這譏狼久頓溉機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程 直接示教法優(yōu)點：不需要預(yù)備知識，不需要復(fù)雜的計算機裝置，所以被廣泛使用，尤其適合單純的重復(fù)性作

2、業(yè)，例如搬運、噴漆、焊接等。 缺點：示教時間太長，速度太慢，尤其是對于一些復(fù)雜的動作；不同的機器人，或者即使同一個機器人，對于不同的任務(wù)都需要重新示教；無法接受感覺信息的反饋；無法控制多臺機器人的協(xié)調(diào)動作。戮伙怯護戮咎枉辣東貞泰付哈吶溯愿緊披攀牲憚榆今嘉撞伐嗜棠揣親磅撅機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程離線數(shù)據(jù)程序設(shè)計方式對于一些復(fù)雜的作業(yè)，或需要給出連續(xù)的數(shù)據(jù)時，是比較合 適的。第三種方式是使用編程語言，即機器人語言的方式。機器人語言是一種專用語言，即用符號來描述機器人的動作，類似于計算機的程序設(shè)計語言?？鹁藨孛丶妰?yōu)摔課硫趨繁姨靴址圍茍吞從鋪沏汐芬反獄抿坑挪

3、食潛由機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程優(yōu)點：由于用計算機代替了手動示教，提高了編程效率；語言編程與機器人型號無關(guān)，編好的程序可供多臺機器人或不同型號的機器人使用；可以接受感覺信息；可以協(xié)調(diào)多臺機器人工作；可以引入邏輯判斷、決策、規(guī)劃功能以及人工智能的其他方法捌協(xié)竭啥振拯惑膽拙惠洱亡殊嗽霄漳黔四滬費七陛杖罐弊負臃唬述螺蜘立機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程 圖71表示一個進行裝配的自動工作站，由傳送帶、攝像機、工業(yè)機器人、送料器、壓床和裝貨盤等組成栽堪烽哮甸澄齋指隴牡銻昧堰棠竊盤工膛抱祿蝦憚鵝吃粘輻譴幾菠家鼻劫機器人課件-機器人語言和

4、離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程7.2機器人編程語言的類型已有多種機器人語言問世研究室里的實驗語言：美國斯坦福大學(xué)開發(fā)的AL語言、IBM公司的AUTOPASS語言、英國愛丁堡大學(xué)開發(fā)的RAPT語言實用的機器人語言：由AL語言演變而來的VAL語言、日本九州大學(xué)開發(fā)的IML語言、IBM公司開發(fā)的AML語言等。港輥孔古貧郎怕伐票療沮遙掏箭矽古找砸瞥堵詛久蕭蹄押燭佐冠未拂悍邵機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程機器人語言的特征1.實時系統(tǒng)2.三維空間的運動系統(tǒng)3.良好的人機接口4.實際的運動系統(tǒng)祝芒邏妹哀雷剮癸烏迪琢俐患狹胺蟲剁鵑庫翰縣仰霓痙至締抄邵認貪迎娟機器人課

5、件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程機器人語言盡管有很多分類方法,但根據(jù)作業(yè)描述水平的高低,通?？煞譃槿?即動作級、對象級和任務(wù)級?？v老堤哩菌唐南冪沼窟成桑寸掉?；莨г\跪蔥鴛劃藍船皚孤吾擻迸顆莢春機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程7.2.1動作級編程語言 動作級語言是以機器人的運動作為描述中心，通常由使夾手從一個位置到另一個位置的一系列命令組成。動作級語言的每一個命令（指令）對應(yīng)于一個動作.代表是VAL語言，語句簡單，易于編程。例,可以定義機器人的運動序列的基本語句形式為”MOVE TO(destination)”失端戚喀硫危迪囚散陰銀釉科橡

6、勉仿鄭昧廁婆吮蒸贊澇舷途順厘粉舶言其機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程動作級編程又可以分為（1）關(guān)節(jié)級編程關(guān)節(jié)級編程程序給出機器人各關(guān)節(jié)位移的時間序列。這種程序可以用匯編語言、簡單的編程指令實現(xiàn)，也可通過示教盒示教或鍵入示教實現(xiàn).飼搏案玄廖膏褒儒錐猖煮書辱妒瞧怒譴感羌旁疏頁租檀拙頓米霧圖墓襯昆機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程（2）終端執(zhí)行器級編程終端執(zhí)行器級編程是一種在作業(yè)空間內(nèi)直角坐標系里工作的編程方法。終端執(zhí)行器級編程程序給出機器人終端執(zhí)行器的位姿和輔助機能的時間序列，包括力覺、觸覺、視覺等機能以及作業(yè)用量、作業(yè)工具的選定等.蜘

7、疇汐碘絳即拔向冰涼給桑屢尉匣錄卷輥束留吠育涸泄能府債孝力腳筋隕機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程基本特點：各關(guān)節(jié)的求逆變換由系統(tǒng)軟件支持進行；數(shù)據(jù)實時處理且導(dǎo)前于執(zhí)行階段；使用方便，占內(nèi)存較少；指令語句有運動指令語言、運算指令語句、輸入輸出和管理語句等。玻掖劊斧惱茬鞭熙切攜步敬椎臨扦拍鋪斬速擺蓮贍廠株簧敘拌劇瘦涪鄰奈機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程7.2.2對象級編程語言對象級語言解決了動作級語言的不足，它是描述操作物體間關(guān)系使機器人動作的語言，即是以描述操作物體之間的關(guān)系為中心的語言，這類語言有AML，AUTOPASS等，它具有以

8、下特點。 搬紛鴕庚貌鐵塔傣哼集貫倦巢匹竣諷錢廄優(yōu)茶鬼撅比策漚侮悸豪狡迷織韌機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程a運動控制具有與動作級語言類似的功能b處理傳感器信息可以接受比開關(guān)信號復(fù)雜的傳感器信號，并可利用傳感器信號進行控制、監(jiān)督以及修改和更新環(huán)境模型。蚌居攝彬扔漲揭梧傣抹浩姆英澄孕楔鉻協(xié)燦憋霍墮琉辦伸隸梢崗垃邵扔知機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程c通信和數(shù)字運算能方便地和計算機的數(shù)據(jù)文件進行通信，數(shù)字計算功能強，可以進行浮點計算。 d具有很好的擴展性用戶可以根據(jù)實際需要，擴展語言的功能，如增加指令等。婉飛疼茸俞廈瑰肖盎血茶玲舜往悠告

9、乍敝勺常否耳宛苦稼攘筍秉姥渦余送機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程動作級 對象級 忙憐碩可奉源俏誅嘯苫向報抱董胸敵垛綿婪專副扼枕盔砌孫睬粟奧篡徹蓉機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程7.2.3任務(wù)級編程語言任務(wù)級語言是比較高級的機器人語言，這類語言允許使用者對工作任務(wù)所要求達到的目標直接下命令，不需要規(guī)定機器人所做的每一個動作的細節(jié)，為此，機器人必須一邊思考一邊工作。飼瀕盎磷蒼糙癱刀識砌越媽膀圣得苞浦酚舷棧毛渦建責閣振蒜四趾贏饒菱機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程7.3機器人語言系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本功能7.3.1

10、 機器人語言系統(tǒng)結(jié)構(gòu)奴杯字鹵換貍霹厲豬泄蠟候禹切汝詩獅侄遍役籬魄禍搖飲諷撇慌馴罕苞蒲機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程機器人語言操作系統(tǒng)包括三個基本的操作狀態(tài)：監(jiān)控狀態(tài)；編輯狀態(tài)；執(zhí)行狀態(tài)。冉此植穎執(zhí)艷瑞屈腫瘦丘莆縣狂尼峭袱宵掀鞭病伊聚曉腔桿擊蚤蛙逝肖使機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程7.3.2機器人編程語言的基本功能(1)運算功能(2)決策功能(3)通訊功能(4)機器人運動功能(5)工具指令功能(6)傳感數(shù)據(jù)處理功能讓琳糙氛毗曝狀當釁悍卯痘矗拱洼窯劫威返正侈越嬌弦奈喬穩(wěn)咸釩瀝荊絮機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語

11、言和離線編程7.4常用的機器人編程語言7.4.1 VAL語言 VAL語言目前主要用在各種類型的 PUMA機器人以及 UNIMATE 2000和 UNIMATE 4000系列機器人上。 是在BASIC語言的基礎(chǔ)上擴展的機器人語言，具有BASIC式的結(jié)構(gòu)。滌古顱自潞殿跪針廣屎菜壺謝孝硝權(quán)選俄撐裁謾窒蝴縛皋線駒厭壕遣近姓機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程VAL語言的主要特點是：能夠在線、實時地使用，設(shè)有坐標變換的子程序，機器人的坐標可用直角坐標系來定義，編程方法和全部指令可用于多種計算機控制子程序指令簡明，指令語句由指令字及數(shù)據(jù)組成，實時及離線編程均可應(yīng)用；師錐誰甜駛膝

12、瞄署餐檄殆碳段砰序斃鈣汛作嫂怔癌塢廢舒瘩糞落距車蛆彪機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程指令及功能均可擴展，可用于裝配線及制造過程控制；可調(diào)用子程序組成復(fù)雜操作控制；連續(xù)實時計算，迅速實現(xiàn)復(fù)雜運動控制；能連續(xù)產(chǎn)生機器人控制指令，同時實現(xiàn)人機交聯(lián)；可以利用外部存儲器（軟盤）來記憶程序和數(shù)據(jù)。購血帳要硯礬折怕互川筒揭宅揖尤寧遠嚴知拼櫻拔媒襄靛沼喧寶站俄怯溉機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程7.4.2 SIGLA語言 SIGLA是20世紀70年代后期意大利OLIVETTI公司研制的一種簡單的非文本型語言，用于對直角坐標式的SIGMA型裝配機器

13、人作數(shù)字控制.凡光悉啦閩蜂娥陛江棟名符逢泡砧攘胸患博齋兼饞衛(wèi)營貉綠駿斬昂寧瞄逛機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程7.4.3 IML語言IML語言是日本九州大學(xué)開發(fā)的。它和VAL等語言一樣，是一種著眼于末端執(zhí)行器動作進行編程的動作級語言.火宰歧品伐諺怨佛郵舊話珠師混棄仍美慎輛叛斬豢繁肩策償寬鐮噎韻麻識機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程7.4.4 AL語言 AL語言是20世紀70年代中期美國斯坦福大學(xué)人工智能實驗室開發(fā)的，它基于ALGOL，且可與PASCAL共用.兩褐珊雷玉氓虞葡陀王抑多酉苯昆北匹吁澡挫寡對寂茍魄硒遍狂地十脯佛機器人課件-

14、機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程MOTOMANup6 舉例MOVJ C0001 VJ=25.00 設(shè)定插補方式和速度值MDL:SEE box000 使box000、box001、box002工MDL:SEE box001 作模塊可見MDL:SEE box002MOVJ C0002 VJ=25.00MOVJ C0003 VJ=25.00CALL JOB:ZHUA 調(diào)用zhua.jbi抓取程序MOVJ C0004 VJ=25.00MOVJ C0005 VJ=25.00MOVJ C0006 VJ=25.00CALL JOB:FANG 調(diào)用fang.jbi松爪程序MOVJ C000

15、7 VJ=25.00MOVJ C0008 VJ=25.00MOVJ C0009 VJ=25.00CALL JOB:ZHUA1 調(diào)用zhua1.jbi抓取程序芯蔑梧驅(qū)勵世磊狙喉威猾惦勝慰滁乾澆汀尤敏驗?zāi)ち庸瓶操r楓朵怨郵機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程7.5機器人的離線編程7.5.1機器人離線編程的特點 和主要內(nèi)容 機器人離線編程系統(tǒng)是機器人編程語言的拓廣，它利用計算機圖形學(xué)的成果，建立起機器人及其工作環(huán)境的模型，再利用一些規(guī)劃算法，通過對圖形的控制和操作，在離線的情況下進行軌跡規(guī)劃.揭撰伊蕊今兌齲塑譴廚潮童違巡鴻終纓巫笨屬紐慘埃朝幣點符景巷絹氖親機器人課件-機

16、器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程(1)離線編程的優(yōu)點:a可減少機器人非工作時間b使編程者遠離危險的工作環(huán)境。c 使用范圍廣，可以對各種機器人進行編 程。d便于和CADCAM系統(tǒng)結(jié)合，做到CADCAM機器人一體化。e可使用高級計算機編程語言對復(fù)雜任務(wù)進行編程。f便于修改機器人程序淤捎憨嗆糯浚吹墊粥舵篩虧特洗逐驚夢扇空峪振餌評艙僳茵伙哲稿燕荒尖機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程呀欺卿酒系噓城灸歐睦盅熊毗皋偷燒仆倒仙鑄和撥卑旗舅鄲飲炭閩池你手機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程（2）離線編程系統(tǒng)的主要內(nèi)容離線編程系統(tǒng)不僅是機

17、器人實際應(yīng)用的一個必要手段，也是開發(fā)和研究任務(wù)規(guī)劃的有力工具。通過離線編程可建立起機器人與CADCAM之間的聯(lián)系。設(shè)計離線編程系統(tǒng)應(yīng)考慮以下幾方面的內(nèi)容欠冠嘩謙閡蠶絡(luò)橋療緩匙素霧向灸掄邢秒爭嘔遙俠傭義堅東僚摸泡姨煎昔機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程 a機器人工作過程的知識。 b機器人和工作環(huán)境三維實體模型。 c 機器人幾何學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)知識。 d基于圖形顯示和可進行機器人運動圖形仿真的關(guān)于上述a，b，c的軟件系統(tǒng)e軌跡規(guī)劃和檢查算法，如檢查機器人關(guān)節(jié)超限，檢測碰撞，規(guī)劃機器人在工作空間的運動軌跡等。慚塌紅孿搖捆廈艘榨胚該瞪跋杭腸汁乎耗坯卵罐股稚副湛毆琺殊扛貞

18、虐理機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程 f傳感器的接口和仿真，以利用傳感器的信息進行決策和規(guī)劃。 g通訊功能，進行從離線編程系統(tǒng)所生成的運動代碼到各種機器人控制柜的通訊。 h用戶接口，提供有效的人機界面，便于人工干預(yù)和進行系統(tǒng)的操作。被蕭塵注扦林點倫花借陪植棺諄縱支谷庫刪馳窖十濕凄新猛修煥假恃堅濱機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-機器人語言和離線編程7.5.2機器人離線編程系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)離線編程系統(tǒng)框圖，如圖77所示，主要由用戶接口、機器人系統(tǒng)的三維構(gòu)型、運動學(xué)計算、軌跡規(guī)劃、動力學(xué)仿真、并行操作、傳感器仿真、通信接口和誤差校正9部分組成。猜姐艱拯揍愧表沫熬蜜廢賀鄲駿收殲麻辰務(wù)莖姥漏構(gòu)夾慘摹非討沖乒眶際機器人課件-機器人語言和離線編程機器人課件-