1、第九章 機器人語言,第一節(jié) 概述 目前，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機器人的主要編程方式有以下幾種形式： 1）順序控制的編程 2）示教方式編程（手把手示教） 3）示教盒示教 4）脫機編程或預(yù)編程,（1）順序控制的編程 該方式比較古老，現(xiàn)較少應(yīng)用 （2）示教方式編程（手把手示教） 目前90%以上的機器人還是采用示教方式編程。 優(yōu)點： 易于被熟悉工作任務(wù)的人員所掌握。 示教過程進行得很快，示教過后，馬上即可應(yīng)用。 可以用與示教時不同的速度再現(xiàn)。,示教方式編程也有一些缺點： 只能在人所能達到的速度下工作； 難與傳感器的信息相配合； 不能用于某些危險的情況； 在操作大型機器人時，這種方法不實用; 難獲得高速度和

2、直線運動； 難于與其他操作同步。,（3）示教盒示教 示教盒一般用于對大型機器人或危險作業(yè)條件下的機器人示教。但這種方法仍然難以獲得高的控制精度，也難以與其他設(shè)備同步和與傳感器信息相配合。,（4）脫機編程或預(yù)編程 脫機編程有以下幾個方面的優(yōu)點： 1）編程時可以不使用機器人； 2） 可預(yù)先優(yōu)化操作方案和運行周期； 3） 可重復(fù)使用以前的子程序； 4） 可用傳感器探測外部信息； 5） 控制功能中可以包含CAD和CAM信息； 6） 可以預(yù)先運行程序來模擬實際運動。 7） 對不同的工作目的，只需替換一部分待定的程序。,第二節(jié) 機器人編程語言的類別和基本特性,從描述操作命令的角度來看，機器人編程語言的水平

3、可以分為： 1）動作級：以機器人末端執(zhí)行器的動作為中心來描述各種操作； 2）對象級：允許較粗略地描述操作對象的動作、操作對象之間的關(guān)系； 3）任務(wù)級：只要直接指定操作內(nèi)容就可以了，為此，機器人必須一邊思考一邊工作。,二、機器人語言的基本特性 機器人語言一直以三種方式發(fā)展著： 1. 產(chǎn)生一種全新的語言； 2. 對老版本語言（指計算機通用語言）進行修改和增加一些句法或規(guī)則； 3. 在原計算機編程語言種增加新的子程序。,機器人語言所應(yīng)具有的特性： 1清晰性、簡易性和一致性 2. 程序結(jié)構(gòu)的清晰性：如while-do-if-then-else這種類似自然語言的語句代替簡單的if 和goto語句 3應(yīng)用

4、的自然性：由于這一特性的要求，使得機器人語言逐漸增加各種功能，由低級向高級發(fā)展。 4易擴展性：從技術(shù)不斷發(fā)展的觀點來說，各種機器人語言都能滿足各自機器人的需要，又能在擴展后滿足未來新應(yīng)用領(lǐng)域以及傳感設(shè)備改進的需要。,5調(diào)試和外部支持工具 它能快速有效地對程序進行修改，已商品化的較低級別的語言有非常豐富的調(diào)試手段。 6效率：語言的效率取決于編程的容易性。,第三節(jié) 動作級語言,一、AL語言 AL語言是一種高級程序設(shè)計系統(tǒng)，描述諸如裝配一類的任務(wù)。它有類似ALGOL的源語言，有將程序轉(zhuǎn)換為機器碼的編譯程序和由控制操作機械手和其他設(shè)備的實時系統(tǒng)。編譯程序是由斯坦福大學(xué)人工智能實驗室用高級語言編寫的，在

5、小型計算機上實時運行。近年來該程序已能夠在微型計算機上運行。,【例8-1】用AL語言編制圖8-1機器人把螺栓插入其中一個孔里的作業(yè)。這個作業(yè)需要把機器人移至料斗上方A點，抓取螺栓，經(jīng)過B點、C點再把它移至導(dǎo)板孔上方D點（見圖8-1），并把螺栓插入其中一個孔里。,編制這個程序采取的步驟是： （1）定義機座、導(dǎo)板、料斗、導(dǎo)板孔、螺栓柄等的位置和姿態(tài)； （2）把裝配作業(yè)劃分為一系列動作，如移動機器人、抓取物體和完成插入等； （3）加入傳感器以發(fā)現(xiàn)異常情況和監(jiān)視裝配作業(yè)的過程； （4）重復(fù)步驟13，調(diào)試改進程序。,二、LUNA語言及其特征 LUNA語言是日本SONY公司開發(fā)用于控制SRX系列SCARA

6、平面關(guān)節(jié)型機器人的一種特有的語言。LUNA語言具有與BASIC相似的語法，它是在BASIC語言基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，且增加了能描述SRX系列機器人特有的功能語句。該語言簡單易學(xué)，是一種著眼于末端操作器動作的動作級語言。,1. 語言概要 LUNA語言使用的數(shù)據(jù)類型有標(biāo)量（整數(shù)或?qū)崝?shù)）、由四個標(biāo)量組成的矢量，它用直角坐標(biāo)系（O-XYZ）來描述機器人和目標(biāo)物體的位姿，使人易于理解，而且坐標(biāo)系與機器人的結(jié)構(gòu)無關(guān)。LUNA語言的命令以指令形式給出，由解釋程序來解釋。指令又可以分為由系統(tǒng)提供的基本指令和由使用者用基本指令定義的用戶指令，詳見表9-2。,2. 往返操作的描述 機器人的操作中，很多基本動作都是有規(guī)律的往返動作。例如上圖所示，機器人末端執(zhí)行器由A點移動到B點和C點，我們用LUNA語言來編制程序為： 10 DO PA PB PC GO 10 可見，用LUNA語言可以極為簡便地編制動作程序。,四、對象級語言,一、AUTOPASS語言及其特征 靠對象物狀態(tài)的變化給出大概的描述，把機器人的工作