机器人编程语言.ppt
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1、本课程知识结构图,机器人语言的基本特点、分类工业机器人语言实例PUMA机器人语言 VAL RH6机器人语言,第七章 Robot Programming Language,机器人控制编程语言的分类,根据作业描述水平的高低,依次为:示教水平级:动作水平级;作业目标水平级(任务级)根据作业描述水平的细化程度,依次为:操作水平级原始动作水平级:结构型动作水平级对象状态水平级:作业目标水平级:,一些机器人编程语言,VAL语言:Unimation开发的适用于PUMA机器人;SIGLA语言:适用于SIGLA机器人;IML语言:适用于动作级机器人;AL语言:Stanford开发的适用于机器人动作级;针对各种专
2、门用途的机器人,相继开发了一系列机器人控制编程语言,如:ARIL,WAVE,MCL,PLAW等等;JPL开发的JARS语言是基于Pascal语言的机器人语言;ABB开发的RAPID语言;,至今还没有真正的机器人任务级编程语言,机器人编程语言的特殊问题,内部世界模型与外部实际环境的关系程序前后的关联性 Context sensitivity自下而上的编程方法误差校正,VAL-II语言简介,产生:由1979年美国Unimation公司推出,初期适用于LSI-11/03小型计算机,后来改进为VAL-II,可在LSI-11/23上运行。VAL语言的主要特征为:编程方法和全部指令可用于多种计算机控制的机
3、器人;指令简明,指令语句由指令字和数据组成,实时和离线编程军可应用;指令级功能均可扩展,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;可连续实时计算,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;,VAL-II语言的硬件支持系统,VAL-II系统框图,VAL-II系统框图说明,文本编辑:在文本编辑状态下,可用终端键盘输入文本程序,也可以通过示教盒按时教方式输入程序,编辑过程包括对程序文件的生成和修改,编辑好的文件随即就存储在内存,也可以用存盘命令(STORE=)存入软盘,需要时还可在调入(LOAD);系统命令:包括位置定义、程序和数据列表、程序和数据存储、程序控
4、制、系统状态的设置和控制、系统开关控制、系统诊断和修改等;编程语言:语言指令由一条语句组成,在运行命令(EXECUTE)发出后,指令被逐条执行。在执行程序的同时,系统 可进行命令控制。,VAL-II语言的监控指令(6种),1)定义位置、位姿:POINT 末端执行器位姿的齐次变换或以关节角表示的精确点位置;DPOINT取消已经定义的位姿齐次变换,精确点的赋值;HERE 定义位姿的现值;WHERE 显示位姿、关节置和手爪张开量;BASE 机器人基准坐标系置位;TOOL 工具终端相对工具支承面的位置位姿赋值。2)程序编程:用EDIT指令进入编辑状态后,可用C、D、E、I、L、P、R、S、T等编辑指令
5、;3)列表指令:DIRECTORY 显示存储器中的全部用户程序名;LISTL 显示任意个位置变量值;LISTP 显示任意个用户的全部程序;,VAL-II语言的监控指令(6种),4)存储指令:FORMAT 磁盘格式化;STOREP 在指定磁盘文件中存储指定程序;STOREL 存储用户程序中注明的全部位置变量名字和值;LISTF 显示软盘中当前输入的文件目录:LOADP 将文件中的程序送入内存;LOADL 把所有文件中指定的位置变量送入系统内存;DELETE 撤销磁盘中指定的文件;COMPRESS 压缩磁盘空间;ERASE 擦储软盘内容并初始化;,VAL-II语言的监控指令(6种),5)控制程序执
6、行命令:ABORT 紧急停止命令;DO 执行单指令;EXECUTE 按给定次数执行用户程序;NEXT 控制程序单步执行;PROCEED 在某部暂停、紧停或运行错误后,下一步起继续执行程序;RETRY 在某步出现运行错误后,仍自某步重新运行程序;SPEED 运动速度选择;6)系统状态控制:CALIB 关节位置传感器校准;STATUS 用户程序状态显示;FREE 显示当前未使用的存储容量;ENABLE 使用开关系统硬件;ZERO 清楚全部用户程序和定义的位置、重新初始化;DONE 停止监控程序,进入硬件调试状态;,VAL-II语言的程序指令(6种),1)运动指令:MOVE,MOVES,APPRO,
7、APPROS,DEPART,DRIVE,READY,OPEN,OPENI,DELAY;2)机器人位姿控制指令:RIGHT,LEETY,ABOVE,BELOW,FLIP,NOFLIP;3)赋值指令:SETI,TYPEI,HERE,SET,SHIFT,TOOL,INVERSE,FRAME;4)控制指令:GOTO,GOSUB,RETURN,IF,IFSIG,REACT,REACTI,IGNORE,SIGNAL,WAIT,PAUSE,STOP;5)开关控制指令:SPEED,COARSE,FINE,NONULL,NULL,INTOFF,INTON;6)其它指令:REMARK,TYPE.,VAL-II程序
8、举例之一,/*该程序的功能是:将物体从位置1(PICK位置)搬运至位值(PLACE位置)*/EDIT DEMO/*启动编辑状态,文件名为:DEMO*/PROGRAM DEMO 1.SET PICK=TRANS(-400,400,250,-90,90,0)2.SET PLACE=TRANS(-50,600,250,-90,90,0)3.OPEN/*下一步手张开*/APPRO PICK,50/*运动至距PICK位置50mm处*/SPEED 30/*下一步将至30%满速*/MOVE PICK/*运动至PICK位置*/CLOSEI/*闭合手*/DEPAT 70/*沿矢量方向后退70cm*/APPROS
9、 PLACE,75/*沿直线运动至PLACE位置75mm处*/SPEED 20/*下一步降至20%满速*/MOVES PLACE/*沿直线运动至PLACE位置上*/OPENI/*在下一步之前手张开*/DEPART 50/*自PLACE位置后退50cm*/E/*退出编辑状态,返回监控状态*/,DEMO程序执行的操作过程,程序中定位数据的给定:(用示教盒手动引导)HERE PLACE x/jt1 y/jt2 z/jt3 o/jt4 a/jt5 t/jt6 255.66 618.84-131.94 154.86 89.187-131.347CHANGE?/*问数据是否需要变更?*/SPEED 30/
10、*用30%的速度运行实验程序是否合适*/EXECUTE DEMO 3/*执行DEMO程序 三次*/STATUS/*为监视程序执行,显示机械手的状态*/。RPOGRAM COMPLETEDHALTED AT 12/*程序执行完毕,终止在12步*/,VAL-II程序举例之二,/*该程序的功能是:使用机械手整齐排列桌上的十个零件*/SET N.PARTS=0/*已排零件数初始化为0*/100 VPICTURE VLOCATE PART 100/*初始化零件的位置*/APPRO CAMERA:PART:PICKVP 50/*初始化机械手的位置*/MOVES CAMERA:PART:PICK VP/*机
11、械手接近待取零件*/GRASP 25/*抓取零件*/DEPART 50/*携带零件离开*/APPRO PALLET 50/*接近零件排放位置 50cm处*/MOVES PALLET/*接近零件待排放位置*/OPENI/*张开机械手*/SHIFT PALLET BY 5.2 25 4.0/*定义下一个零件的排放位置*/SETI N.PARTS=N.PARTS+1/*已排放的零件计数*/IF N.PARTS NE 10 GOTO 100/*若还没排完,继续排*/STOP/*若已经排完,则退出程序*/,!未上机验证(对 vpicture,vlocate指令不熟,且很多变量没定义),VAL-II程序举
12、例之三,本程序说明:下面几个程序重点介绍用VAL-II语言对机器人的运动与力的控制。开始的两个程序允许用户了解关节插置与直线运动的区别,还可以帮助用户了解命令Approach的功能。在程序执行之前,利用示教盒,在Joint模式下定义两各坐标变量,Onespot和Twospot.Program 1 Set Onespot=Trans(-400,400,250,-90,90,0)2 Set Onespot=Trans(-50,600,250,-90,90,0)3 Appro Onespot,75 4 Move Onespot 5 Appro Onespot,75 6 Appro Twospot,7
13、5 7 Move Twospot 8 Appro Twospot,75End,VAL-II程序举例之四,下面的例子介绍命令Move的使用,利用命令Xstep但不执行该程序,来观察机器人的运动序列。.Program 1 set onespot=trans(-400,400,250,-90,90,0)2 set twospot=trans(-50,600,250,-90,90,0)3 appro onespot,75 4 movet onespot,25.4 5 appro onespot,75.00 6 appro twospot,75.00 7 movet twospot,0.00 8 app
14、ro twospot,75.00.End,VAL-II程序举例之五,运行下面的例子,可以加深对命令Speed的理解。在该实例测湖中,使用命令Speed定义了几种机器人监控速度。注意运行下面的例子时,开关CP处于无效状态。Program speed.controlset a=trans(480,-10,780,80,-30,40)set b=trans(390,570,500,145,10,60)set c=trans(-260,780,240,-160,25,65)set d=trans(-630,450,-120,-110,60,80)speed 25move a speed 50move
15、bEnd,speed 75move cspeed 100move d,VAL-II程序举例之六,下面的程序介绍命令Open 与 Close,Openi,Closei 的区别。该程序执行事情用较低的监控速度货单步执行。Program hand.open 1.set a=trans(-400,400,250,-90,90,0)2.set b=trans(-50,600,250,-90,90,0)3.set safe=trans(-20,150,920,90,-90,0)4.open 5.appro a,756.move a7.closei 8.appro a,75 9.appro b,7510.m
16、ove b 11.openi End,12.closei 13.move safe,VALL-II 程序示例之七,下面的程序介绍整型数的算术运算等操作。在程序中使用的delay命令将使得用户在程序多次循环时有充足的时间退出正在运行的程序。运行下面的程序将产生代表ascii字符的十进制数。Program integer 1 n=0 2 type n 3 n=n+2 4 type n 5 n=n*2 6 type n 7 n=n+1 8 n=n mod 2 9 type n 10 n=n*2 11 n=n/2 12 type n 13 delay 1End,VAL-II 程序示例之八,Progra
17、m ascii 1 n=A 2 type n 3 n=B 4 type n 5 n=C 6 type nEndProgram octal 1 n=177777/*65535 or-1*/2 type n 3 100 n=n+177777 4 type n 5 if n-4 goto 100End,VAL-II 程序示例之九,在用户程序重要经常使用各种用户定义的变量。为了方便用户,VAL-II系统允许用户用易读,易记的字符串单词来表示变量。下面的两个程序一个用来定义变量,一个用来完成机器人的运动轨迹。Program set.up set pick=trans(-400,400,250,-90,9
18、0,0)set place=trans(-50,600,250,-90,90,0)the.conveyor=100 the.part=100 the.clamp=1 set ach.to.a.point.100mm.above=pick set to.the.part=pick to.a.point.100mm.above.the.part=100 set to.the.conveyor=placeEnd,VAL-II 程序示例之十,.PROGRRAM 1 OPEN the.clamp2 APPRO ach.to.a.point.100mm.above,the.part3 MOVE 4 CLO
19、SE the.clamp6 APPRO,the.conveyor7 MOVE 8 OPEN the.clamp9 DEPART the.conveyor.END,VAL-II 程序示例之十一,下面的例子中介绍用命令HERE定义位姿变量的值,利用命令SET和函数SHIFT定义两个变量的相对关系。Program define.location 1 speed 25 2 ready 3 move trans(-100,600,-200,-90,90,0)4 break 5 here r 6 set a=shift(r by 50,50,50)7 set b=shift(r by 75,75,75)8
20、 move a 9 move bEnd,VAL-II 程序示例之十二,执行该程序后,使用命令listp 和 listp将在终端显示如下的内容:Listp define.locatonProgram define.location 1 speed 25 2 ready 3 move trans(-100,600,-200,-90,90,0)4 break 5 here r 6 set a=shift(r by 50,50,50)7 set b=shift(r by 75,75,75)8 move a 9 move bEndListl r,a,b X/jt1 Y/jt2 Z/jt3 O/jt4 A
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