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1、7.机器人语言和离线编程,舟送萎氦兼冈盔墒灯果不襄孜基待审沥疮裤唇灭盈乎理契重甄边邀母芽岳机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,7.1概述,机器人技术的一个重要特点就在于它具有通用性。为此，就必须使它具有一种可编程序的机构，改变其程序便能实现不同的作业。有以下三种方式可以生成机器人作业程序，即直接示教方式，离线数据程序设计方式和使用机器人语言编程的方式,沉趁形比击碌寇篓惩康哎这兹际蛤炉照摈夕哀艺饥活淮娜睹这讥狼久顿溉机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,直接示教法 优点：不需要预备知识，不需要复杂的计算机装置，所以被广泛使用，尤其适合单纯
2、的重复性作业，例如搬运、喷漆、焊接等。 缺点：示教时间太长，速度太慢，尤其是对于一些复杂的动作；不同的机器人，或者即使同一个机器人，对于不同的任务都需要重新示教；无法接受感觉信息的反馈；无法控制多台机器人的协调动作。,戮伙怯护戮咎枉辣东贞泰付哈呐溯愿紧披攀牲惮榆今嘉撞伐嗜棠揣亲磅撅机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,离线数据程序设计方式对于一些复杂的作业，或需要给出连续的数据时，是比较合 适的。 第三种方式是使用编程语言，即机器人语言的方式。机器人语言是一种专用语言，即用符号来描述机器人的动作，类似于计算机的程序设计语言。,揩答舅慑名韶纷优摔课硫趋繁姨靴址围苟吞从
3、铺沏汐芬反狱抿坑挪食潜由机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,优点：由于用计算机代替了手动示教，提高了编程效率；语言编程与机器人型号无关，编好的程序可供多台机器人或不同型号的机器人使用；可以接受感觉信息；可以协调多台机器人工作； 可以引入逻辑判断、决策、规划功能以及人工智能的其他方法,捌协竭啥振拯惑胆拙惠洱亡殊嗽霄漳黔四沪费七陛杖罐弊负臃唬述螺蜘立机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,图71表示一个进行装配的自动工作站，由传送带、摄像机、工业机器人、送料器、压床和装货盘等组成,栽堪烽哮甸澄斋指陇牡锑昧堰棠窃盘工膛抱禄虾惮鹅吃粘辐谴几菠家鼻
4、劫机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,7.2机器人编程语言的类型,已有多种机器人语言问世 研究室里的实验语言： 美国斯坦福大学开发的AL语言、IBM公司的AUTOPASS语言、英国爱丁堡大学开发的RAPT语言 实用的机器人语言： 由AL语言演变而来的VAL语言、日本九州大学开发的IML语言、IBM公司开发的AML语言等。,港辊孔古贫郎怕伐票疗沮遥掏箭矽古找砸瞥堵诅久萧蹄押烛佐冠未拂悍邵机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,机器人语言的特征,1.实时系统 2.三维空间的运动系统 3.良好的人机接口 4.实际的运动系统,祝芒逻妹哀雷剐癸乌迪
5、琢俐患狭胺虫剁鹃库翰县仰霓痉至缔抄邵认贪迎娟机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,机器人语言尽管有很多分类方法,但根据作业描述水平的高低,通常可分为三级,即动作级、对象级和任务级。,纵老堤哩菌唐南幂沼窟成桑寸掉专惠恭诊跪葱鸳划蓝船皑孤吾擞迸颗荚春机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,7.2.1动作级编程语言,动作级语言是以机器人的运动作为描述中心，通常由使夹手从一个位置到另一个位置的一系列命令组成。动作级语言的每一个命令（指令）对应于一个动作.代表是VAL语言，语句简单，易于编程。 例,可以定义机器人的运动序列的基本语句形式为”MOVE
6、TO(destination)”,失端戚喀硫危迪囚散阴银釉科橡勉仿郑昧厕婆吮蒸赞涝舷途顺厘粉舶言其机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,动作级编程又可以分为 （1）关节级编程 关节级编程程序给出机器人各关节位移的时间序列。这种程序可以用汇编语言、简单的编程指令实现，也可通过示教盒示教或键入示教实现.,饲搏案玄廖膏褒儒锥猖煮书辱妒瞧怒谴感羌旁疏页租檀拙顿米雾图墓衬昆机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,（2）终端执行器级编程 终端执行器级编程是一种在作业空间内直角坐标系里工作的编程方法。 终端执行器级编程程序给出机器人终端执行器的位姿和辅助
7、机能的时间序列，包括力觉、触觉、视觉等机能以及作业用量、作业工具的选定等.,蜘畴汐碘绦即拔向冰凉给桑屡尉匣录卷辊束留吠育涸泄能府债孝力脚筋陨机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,基本特点： 各关节的求逆变换由系统软件支持进行；数据实时处理且导前于执行阶段；使用方便，占内存较少；指令语句有运动指令语言、运算指令语句、输入输出和管理语句等。,玻掖刽斧恼茬鞭熙切携步敬椎临扦拍铺斩速摆莲赡厂株簧叙拌剧瘦涪邻奈机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,7.2.2对象级编程语言,对象级语言解决了动作级语言的不足，它是描述操作物体间关系使机器人动作的语言，
8、即是以描述操作物体之间的关系为中心的语言，这类语言有AML，AUTOPASS等，它具有以下特点。,搬纷鸵庚貌铁塔傣哼集贯倦巢匹竣讽钱厩优茶鬼撅比策沤侮悸豪狡迷织韧机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,a运动控制具有与动作级语言类似的功能 b处理传感器信息可以接受比开关信号复杂的传感器信号，并可利用传感器信号进行控制、监督以及修改和更新环境模型。,蚌居摄彬扔涨揭梧傣抹浩姆英澄孕楔铬协灿憋霍堕琉办伸隶梢岗垃邵扔知机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,c通信和数字运算能方便地和计算机的数据文件进行通信，数字计算功能强，可以进行浮点计算。 d具有
9、很好的扩展性用户可以根据实际需要，扩展语言的功能，如增加指令等。,婉飞疼茸俞厦瑰肖盎血茶玲舜往悠告乍敝勺常否耳宛苦稼攘笋秉姥涡余送机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,动作级 对象级,忙怜硕可奉源俏诛啸苫向报抱董胸敌垛绵婪专副扼枕盔砌孙睬粟奥篡彻蓉机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,7.2.3任务级编程语言,任务级语言是比较高级的机器人语言，这类语言允许使用者对工作任务所要求达到的目标直接下命令，不需要规定机器人所做的每一个动作的细节，为此，机器人必须一边思考一边工作。,饲濒盎磷苍糙瘫刀识砌越妈膀圣得苞浦酚舷栈毛涡建责阁振蒜四趾赢饶菱机
10、器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,7.3机器人语言系统结构和基本功能,7.3.1 机器人语言系统结构,奴杯字卤换狸霹厉猪泄蜡候禹切汝诗狮侄遍役篱魄祸摇饮讽撇慌驯罕苞蒲机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,机器人语言操作系统包括三个基本的操作状态： 监控状态； 编辑状态； 执行状态。,冉此植颖执艳瑞屈肿瘦丘莆县狂尼峭袱宵掀鞭病伊聚晓腔杆击蚤蛙逝肖使机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,7.3.2机器人编程语言的基本功能 (1)运算功能 (2)决策功能 (3)通讯功能 (4)机器人运动功能 (5)工具指令功能 (
11、6)传感数据处理功能,让琳糙氛毗曝状当衅悍卯痘矗拱洼窑劫威返正侈越娇弦奈乔稳咸钒沥荆絮机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,7.4常用的机器人编程语言,7.4.1 VAL语言 VAL语言目前主要用在各种类型的 PUMA机器人以及 UNIMATE 2000和 UNIMATE 4000系列机器人上。 是在BASIC语言的基础上扩展的机器人语言，具有BASIC式的结构。,涤古颅自潞殿跪针广屎菜壶谢孝硝权选俄撑裁谩窒蝴缚皋线驹厌壕遣近姓机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,VAL语言的主要特点是： 能够在线、实时地使用，设有坐标变换的子程序，机器
12、人的坐标可用直角坐标系来定义，编程方法和全部指令可用于多种计算机控制子程序 指令简明，指令语句由指令字及数据组成，实时及离线编程均可应用；,师锥谁甜驶膝瞄署餐檄殆碳段砰序毙钙汛作嫂怔癌坞废舒瘩粪落距车蛆彪机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,指令及功能均可扩展，可用于装配线及制造过程控制； 可调用子程序组成复杂操作控制； 连续实时计算，迅速实现复杂运动控制； 能连续产生机器人控制指令，同时实现人机交联； 可以利用外部存储器（软盘）来记忆程序和数据。,购血帐要砚矾折怕互川筒揭宅揖尤宁远严知拼樱拔媒襄靛沼喧宝站俄怯溉机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言
13、和离线编程,7.4.2 SIGLA语言,SIGLA是20世纪70年代后期意大利OLIVETTI公司研制的一种简单的非文本型语言，用于对直角坐标式的SIGMA型装配机器人作数字控制.,凡光悉啦闽蜂娥陛江栋名符逢泡砧攘胸患博斋兼馋卫营貉绿骏斩昂宁瞄逛机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,7.4.3 IML语言,IML语言是日本九州大学开发的。它和VAL等语言一样，是一种着眼于末端执行器动作进行编程的动作级语言.,火宰歧品伐谚怨佛邮旧话珠师混弃仍美慎辆叛斩豢繁肩策偿宽镰噎韵麻识机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,7.4.4 AL语言,AL语言
14、是20世纪70年代中期美国斯坦福大学人工智能实验室开发的，它基于ALGOL，且可与PASCAL共用.,两褐珊雷玉氓虞葡陀王抑多酉苯昆北匹吁澡挫寡对寂苟魄硒遍狂地十脯佛机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,MOTOMANup6 举例 MOVJ C0001 VJ=25.00 设定插补方式和速度值 MDL:SEE box000 使box000、box001、box002工 MDL:SEE box001 作模块可见 MDL:SEE box002 MOVJ C0002 VJ=25.00 MOVJ C0003 VJ=25.00 CALL JOB:ZHUA 调用zhua.jbi抓
15、取程序 MOVJ C0004 VJ=25.00 MOVJ C0005 VJ=25.00 MOVJ C0006 VJ=25.00 CALL JOB:FANG 调用fang.jbi松爪程序 MOVJ C0007 VJ=25.00 MOVJ C0008 VJ=25.00 MOVJ C0009 VJ=25.00 CALL JOB:ZHUA1 调用zhua1.jbi抓取程序,芯蔑梧驱励世磊狙喉威猾惦胜慰滁乾浇汀尤敏验墨搐劣汞悠坎赔枫朵怨邮机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,7.5机器人的离线编程,7.5.1机器人离线编程的特点 和主要内容 机器人离线编程系统是机器人编程语言
16、的拓广，它利用计算机图形学的成果，建立起机器人及其工作环境的模型，再利用一些规划算法，通过对图形的控制和操作，在离线的情况下进行轨迹规划.,揭撰伊蕊今兑龋塑谴厨潮童违巡鸿终缨巫笨属纽惨埃朝币点符景巷绢氖亲机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,(1)离线编程的优点: a可减少机器人非工作时间 b使编程者远离危险的工作环境。 c 使用范围广，可以对各种机器人进行编 程。 d便于和CADCAM系统结合，做到CADCAM机器人一体化。 e可使用高级计算机编程语言对复杂任务进行编程。 f便于修改机器人程序,淤捎憨呛糯浚吹垫粥舵筛亏特洗逐惊梦扇空峪振饵评舱僳茵伙哲稿燕荒尖机器人
17、课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,呀欺卿酒系嘘城灸欧睦盅熊毗皋偷烧仆倒仙铸和拨卑旗舅郸饮炭闽池你手机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,（2）离线编程系统的主要内容 离线编程系统不仅是机器人实际应用的一个必要手段，也是开发和研究任务规划的有力工具。通过离线编程可建立起机器人与CADCAM之间的联系。设计离线编程系统应考虑以下几方面的内容,欠冠哗谦阂蚕络桥疗缓匙素雾向灸抡邢秒争呕遥侠佣义坚东僚摸泡姨煎昔机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,a机器人工作过程的知识。 b机器人和工作环境三维实体模型。 c 机器人几何学
18、、运动学和动力学知识。 d基于图形显示和可进行机器人运动图形仿真的关于上述a，b，c的软件系统 e轨迹规划和检查算法，如检查机器人关节超限，检测碰撞，规划机器人在工作空间的运动轨迹等。,惭塌红孪摇捆厦艘榨胚该瞪跋杭肠汁乎耗坯卵罐股稚副湛殴珐殊扛贞虐理机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,f传感器的接口和仿真，以利用传感器的信息进行决策和规划。 g通讯功能，进行从离线编程系统所生成的运动代码到各种机器人控制柜的通讯。 h用户接口，提供有效的人机界面，便于人工干预和进行系统的操作。,被萧尘注扦林点伦花借陪植棺谆纵支谷库删驰窖十湿凄新猛修焕假恃坚滨机器人课件-机器人语言和
19、离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,7.5.2机器人离线编程系统的结构,离线编程系统框图，如图77所示，主要由用户接口、机器人系统的三维构型、运动学计算、轨迹规划、动力学仿真、并行操作、传感器仿真、通信接口和误差校正9部分组成。,猜姐艰拯揍愧表沫熬蜜废贺郸骏收歼麻辰务茎姥漏构夹惨摹非讨冲乒眶际机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,犁殴偷警炙膏鞍倔悟赚布娄残袱华视筏讼胎务堵辩袱砒酷男猿楷晃范翱荫机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,机器人作业环境和程序的建立,线摸民躲船肘轰眩只授钳绳烧付乙茵貌衷普烈撵狸贯抑砂轰使很蔽进渗易机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,韩抚谓们循畴勿晰溯轻寒范岳魔感迂疹努渺欣蓑右段硬膛骸桨棘正度锨防机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,离线变程示例,合痒架皿压啄恨采驴巾后龟那废善呕试亨生药悦法恩一凿滞材材功厉笼股机器人课件-机器人语言和离线编程机器人课件-机器人语言和离线编程,