工业机器人技术基础 第2版 配套课件.ppt

7.1 机器人编程要求与语言类型 一般情况下，机器人的编程系统必须做到以下几点： 3．能够描述机器人运动 描述机器人需要进行的运动是机器人编程语言的基本功能之一。用户能够运用语言中的运动语句，与路径规划器连接，允许用户规定路径上的点及目标点，决定是否采用点插补运动或笛卡儿直线运动，用户还可以控制运动速度或运动持续时间。 4．允许用户规定执行流程 同一般的计算机编程语言一样，机器人编程系统允许用户规定执行流程，包括试验和转移、循环、调用子程序以至中断等。 工业机器人技术基础 第7章 工业机器人编程与调试 7.1 机器人编程要求与语言类型 一般情况下，机器人的编程系统必须做到以下几点： 5．具有良好的编程环境 如同任何计算机系统一样，一个好的编程环境有助于提高程序员的工作效率。好的编程系统应具有下列功能： （1）在线修改和重启功能 机器人在作业时需要执行复杂的动作和花费较长的执行时间，当任务在某一阶段失败后，从头开始运行程序并不总是可行，因此需要编程软件或系统必须有在线修改程序和随时重新启动的功能。 （2）传感器输出和程序追踪功能 因为机器人和环境之间的实时相互作用常常不能重复，因此编程系统应能随着程序追踪记录传感器的输入输出值。 （3) 仿真功能 可以在没有机器人实体和工作环境的情况下进行不同任务程序的模拟调试。 （4）人机接口和综合传感信号 在编程和作业过程中，编程系统应便于人与机器人之间进行信息交换，方便机器人出现故障时及时处理，确保安全。而且，随着机器人动作和作业环境的复杂程度的增加，编程系统需要提供功能强大的人机接口。 工业机器人技术基础 第7章 工业机器人编程与调试 7.1 .2 机器人语言类型 伴随着机器人的发展，机器人语言也得到了不断发展和完善。早期的机器人由于功能单一，动作简单，可采用固定程序或者示教方式来控制机器人的运动。随着机器人作业动作的多样化和作业环境的复杂化，依靠固定的程序或示教方式已经满足不了要求，必须依靠能适应作业和环境随时变化的机器人语言编程来完成机器人工作。 目前，工业级机器人按照作业描述水平的高低分为动作级、对象级和任务级三类。 1．动作级编程语言 动作级编程语言是最低一级的机器人语言。它以机器人的运动描述为主。通常一条指令对应机器人的一个动作，表示从机器人的一个位姿运动到另一个位姿。 工业机器人技术基础 第7章 工业机器人编程与调试 7.1 .2 机器人语言类型 目前，工业级机器人按照作业描述水平的高低分为动作级、对象级和任务级三类。 1．动作级编程语言 动作级编程语言的优点是比较简单，编程容易。其缺点是功能有限，无法进行繁复的数学运算，不能接受复杂的传感器信息，只能接受传感器开关信息；与计算机的通信能力很差。 典型的动作级编程语言是是美国Unimation公司于1979年推出的一种机器人编程语言，主要配置在PUMA和UNIMATION等型机器人上，如“MOVE TO <destination>”,其含义为机器人从当前位姿运动到目的位姿。 工业机器人技术基础 第7章 工业机器人编程与调试 7.1 .2 机器人语言类型 工业级机器人按照作业描述水平的高低分为动作级、对象级和任务级 1．动作级编程语言 又可以分为关节级编程和末端执行器级编程两种动作编程。 （1） 关节级编程 关节级编程是以机器人的关节为对象，编程时给出机器人一系列各关节位置的时间序列，在关节坐标系中进行的一种编程方法。对于直角坐标型机器人和圆柱坐标型机器人，由于直角关节和圆柱关节的表示比较简单，这种方法编程较为适用；而对具有回转关节的关节型机器人，由于关节位置的时间序列表示困难，即使一个简单的动作也要经过许多复杂的运算，故这一方法并不适用。关节级编程可以通过简单的编程指令来实现，也可以通过示教盒示教和键入示教实现。 （2） 末端执行器级编程 末端执行器级编程在机器人作业空间的直角坐标系中进行。在此直角坐标系中给出机器人末端执行器一系列位姿组成位姿的时间序列，连同其他一些辅助功能如力觉、触觉、视觉等的时间序列，同时确定作业量、作业工具等，协调地进行机器人动作的控制。这种编程方法允许有简单的条件分支，有感知功能，可以选择和设定工具，有时还有并行功能，数据实时处理能力强。 工业机器人技术基础 第7章 工业机器人编程与调试 7.1 .2 机器人语言类型 工业级机器人按照作业描述水平的高低分为动作级、对象级和任务级 2．对象级编程语言 对象级语言是描述操作对象即作业物体本身动作的语言。它不需要描述机器人手爪的运动，只要由编程人员用程序的形式给出作业本身顺序过程的描述和环境模型的描述，即描述操作物与操作物之间的关系，通过编译程序机器人即能知道如何动作。 对象级编程语言典型的例子有IBM公司的AML及AUTOPASS等语言，是比动作级