第八講-工業(yè)機器人編程與調試

第八章工業(yè)機器人編程與調試第八章工業(yè)機器人

編程與調試

8.1

機器人編程要求與語言類型（掌握）8.2機器人語言系統(tǒng)結構和基本功能（了解）8.3常用的機器人編程語言（了解）8.4機器人的示教編程與離線編程（掌握）概述：機器人要實現(xiàn)一定的動作和功能，除了依靠機器人的硬件支撐外，相當一部分是是靠編程來完成的。伴隨著機器人的發(fā)展，機器人編程技術也得到了不斷完善，現(xiàn)已成為機器人技術的一個重要組成部分。機器人編程是使用某種特定語言來描述機器人動作軌跡，它通過對機器人動作的描述，使機器人按照既定運動和作業(yè)指令完成編程者想要的各種操作。8.1機器人編程要求與語言類型目前工業(yè)機器人常用編程方法有示教編程和離線編程兩種。一般在調試階段，可以通過示教盒對編譯好的程序進行逐步執(zhí)行、檢查、修正，等程序完全調試成功后，即可投入正式使用。不管使用何種語言，機器人編程過程都要求能夠通過語言進行程序的編譯，能夠把機器人的源程序轉換成機器碼，以便機器人控制系統(tǒng)能直接讀取和執(zhí)行。一般情況下，機器人的編程系統(tǒng)必須做到以下幾點：第八章工業(yè)機器人編程與調試8.1機器人編程要求與語言類型一般情況下，機器人的編程要求必須做到以下幾點：1．能夠建立世界坐標系在進行機器人編程時，需要一種描述物體在三維空間內的運動方式，因此要給機器人及其相關物體建立一個基礎坐標系。這個坐標系與大地相連，也稱世界坐標系。為了方便機器人工作，也可以建立其他坐標系，但需要同時建立這些坐標系與機座坐標系的變換關系。機器人編程系統(tǒng)應具有在各種坐標系下描述物體位姿的能力和建模能力。2．能夠描述機器人作業(yè)機器人作業(yè)的描述與其環(huán)境模型密切相關，編程語言水平?jīng)Q定了描述水平。現(xiàn)有的機器人語言需要給出作業(yè)順序，由語法和詞法定義輸入語句，并由它描述整個作業(yè)過程。例如，裝配作業(yè)可描述為世界模型的一系列狀態(tài)，這些狀態(tài)可用工作空間內所有物體的位姿給定。這些位姿也可利用物體間的空間關系來說明。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.1機器人編程要求與語言類型一般情況下，機器人的編程系統(tǒng)必須做到以下幾點：3．能夠描述機器人運動描述機器人需要進行的運動是機器人編程語言的基本功能之一。用戶能夠運用語言中的運動語句，與路徑規(guī)劃器連接，允許用戶規(guī)定路徑上的點及目標點，決定是否采用點插補運動或笛卡兒直線運動，用戶還可以控制運動速度或運動持續(xù)時間。4．允許用戶規(guī)定執(zhí)行流程同一般的計算機編程語言一樣，機器人編程系統(tǒng)允許用戶規(guī)定執(zhí)行流程，包括試驗和轉移、循環(huán)、調用子程序以至中斷等。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.1機器人編程要求與語言類型一般情況下，機器人的編程系統(tǒng)必須做到以下幾點：5．具有良好的編程環(huán)境如同任何計算機系統(tǒng)一樣，一個好的編程環(huán)境有助于提高程序員的工作效率。好的編程系統(tǒng)應具有下列功能：（1）在線修改和重啟功能機器人在作業(yè)時需要執(zhí)行復雜的動作和花費較長的執(zhí)行時間，當任務在某一階段失敗后，從頭開始運行程序并不總是可行，因此需要編程軟件或系統(tǒng)必須有在線修改程序和隨時重新啟動的功能。（2）傳感器輸出和程序追蹤功能因為機器人和環(huán)境之間的實時相互作用常常不能重復，因此編程系統(tǒng)應能隨著程序追蹤記錄傳感器的輸入輸出值。（3)仿真功能可以在沒有機器人實體和工作環(huán)境的情況下進行不同任務程序的模擬調試。（4）人機接口和綜合傳感信號在編程和作業(yè)過程中，編程系統(tǒng)應便于人與機器人之間進行信息交換，方便機器人出現(xiàn)故障時及時處理，確保安全。而且，隨著機器人動作和作業(yè)環(huán)境的復雜程度的增加，編程系統(tǒng)需要提供功能強大的人機接口。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.1.2機器人語言類型伴隨著機器人的發(fā)展，機器人語言也得到了不斷發(fā)展和完善。早期的機器人由于功能單一，動作簡單，可采用固定程序或者示教方式來控制機器人的運動。隨著機器人作業(yè)動作的多樣化和作業(yè)環(huán)境的復雜化，依靠固定的程序或示教方式已經(jīng)滿足不了要求，必須依靠能適應作業(yè)和環(huán)境隨時變化的機器人語言編程來完成機器人工作。目前，工業(yè)級機器人按照作業(yè)描述水平的高低分為動作級、對象級和任務級三類。1．動作級編程語言動作級編程語言是最低一級的機器人語言。它以機器人的運動描述為主。通常一條指令對應機器人的一個動作，表示從機器人的一個位姿運動到另一個位姿。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.1.2機器人語言類型目前，工業(yè)級機器人按照作業(yè)描述水平的高低分為動作級、對象級和任務級三類。1．動作級編程語言動作級編程語言的優(yōu)點是比較簡單，編程容易。其缺點是功能有限，無法進行繁復的數(shù)學運算，不能接受復雜的傳感器信息，只能接受傳感器開關信息；與計算機的通信能力很差。典型的動作級編程語言是是美國Unimation公司于1979年推出的一種機器人編程語言，主要配置在PUMA和UNIMATION等型機器人上，如“MOVETO<destination>”,其含義為機器人從當前位姿運動到目的位姿。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.1.2機器人語言類型工業(yè)級機器人按照作業(yè)描述水平的高低分為動作級、對象級和任務級1．動作級編程語言又可以分為關節(jié)級編程和末端執(zhí)行器級編程兩種動作編程。（1）關節(jié)級編程關節(jié)級編程是以機器人的關節(jié)為對象，編程時給出機器人一系列各關節(jié)位置的時間序列，在關節(jié)坐標系中進行的一種編程方法。對于直角坐標型機器人和圓柱坐標型機器人，由于直角關節(jié)和圓柱關節(jié)的表示比較簡單，這種方法編程較為適用；而對具有回轉關節(jié)的關節(jié)型機器人，由于關節(jié)位置的時間序列表示困難，即使一個簡單的動作也要經(jīng)過許多復雜的運算，故這一方法并不適用。關節(jié)級編程可以通過簡單的編程指令來實現(xiàn)，也可以通過示教盒示教和鍵入示教實現(xiàn)。（2）末端執(zhí)行器級編程末端執(zhí)行器級編程在機器人作業(yè)空間的直角坐標系中進行。在此直角坐標系中給出機器人末端執(zhí)行器一系列位姿組成位姿的時間序列，連同其他一些輔助功能如力覺、觸覺、視覺等的時間序列，同時確定作業(yè)量、作業(yè)工具等，協(xié)調地進行機器人動作的控制。這種編程方法允許有簡單的條件分支，有感知功能，可以選擇和設定工具，有時還有并行功能，數(shù)據(jù)實時處理能力強。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.1.2機器人語言類型工業(yè)級機器人按照作業(yè)描述水平的高低分為動作級、對象級和任務級2．對象級編程語言對象級語言是描述操作對象即作業(yè)物體本身動作的語言。它不需要描述機器人手爪的運動，只要由編程人員用程序的形式給出作業(yè)本身順序過程的描述和環(huán)境模型的描述，即描述操作物與操作物之間的關系，通過編譯程序機器人即能知道如何動作。對象級編程語言典型的例子有IBM公司的AML及AUTOPASS等語言，是比動作級編程語言高一級的編程語言，除具有動作級編程語言的全部動作功能外，還具有以下特點：(1)較強感知能力除能處理復雜的傳感器信息外，還可以利用傳感器信息來修改、更新環(huán)境的描述和模型，也可以利用傳感器信息進行控制、測試和監(jiān)督。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.1.2機器人語言類型工業(yè)級機器人按照作業(yè)描述水平的高低分為動作級、對象級和任務級2．對象級編程語言具有以下特點：(2)良好的開放性對象級編程語言系統(tǒng)為用戶提供了開發(fā)平臺，用戶可以根據(jù)需要增加指令，擴展語言功能。(3)較強的數(shù)字計算和數(shù)據(jù)處理能力對象級編程語言可以處理浮點數(shù)，能與計算機進行即時通信。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.1.2機器人語言類型工業(yè)級機器人按照作業(yè)描述水平的高低分為動作級、對象級和任務級3．任務級編程語言任務級編程語言是比前兩類更高級的一種語言，也是最理想的機器人高級語言。這類語言不需要用機器人的動作來描述作業(yè)任務，也不需要描述機器人對象物的中間狀態(tài)過程，只需要按照某種規(guī)則描述機器人對象物的初始狀態(tài)和最終目標狀態(tài)，機器人語言系統(tǒng)即可利用已有的環(huán)境信息和知識庫、數(shù)據(jù)庫自動進行推理、計算，從而自動生成機器人詳細的動作、順序和數(shù)據(jù)。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.1.2機器人語言類型工業(yè)級機器人按照作業(yè)描述水平的高低分為動作級、對象級和任務級3．任務級編程語言例如，一臺產(chǎn)線上的裝配機器人欲完成軸和軸承的裝配，軸承的初始位置和裝配后的目標位置已知，當發(fā)出抓取軸承的命令時，語言系統(tǒng)從初始位置到目標位置之間尋找路徑，在復雜的作業(yè)環(huán)境中找出一條不會與周圍障礙物產(chǎn)生碰撞的合適路徑，在初始位置處選擇恰當?shù)淖藨B(tài)抓取軸承，沿此路徑運動到目標位置。在此過程中，作業(yè)中間狀態(tài)作業(yè)方案的設計、工序的選擇、動作的前后安排等一系列問題都由計算機自動完成。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.1.2機器人語言類型工業(yè)級機器人按照作業(yè)描述水平的高低分為動作級、對象級和任務級3．任務級編程語言任務級編程語言的結構十分復雜，需要人工智能的理論基礎和大型知識庫、數(shù)據(jù)庫的支持，目前還不是十分完善，是一種理想狀態(tài)下的語言，有待于進一步的研究。但可以相信，隨著人工智能技術及數(shù)據(jù)庫技術的不斷發(fā)展，任務級編程語言必將取代其他語言而成為機器人語言的主流，使得機器人的編程應用變得十分簡單。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.2機器人語言系統(tǒng)結構和基本功能8.2.1機器人語言系統(tǒng)結構機器人語言是在人與機器人之間的一種記錄信息或交換信息的程序語言，它提供了一種方式來解決人—機通信問題，是一種專用語言。它不僅包含語言自身，實際上還同時包含語言的處理過程。它能夠支持機器人編程、控制，以及與外圍設備、傳感器和人機接口，同時還支持與計算機系統(tǒng)的通信。機器人語言系統(tǒng)包括三個基本操作狀態(tài)：監(jiān)控狀態(tài)、編輯狀態(tài)和執(zhí)行狀態(tài)。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.2機器人語言系統(tǒng)結構和基本功能8.2.1機器人語言系統(tǒng)結構第八章工業(yè)機器人編程與調試8.2機器人語言系統(tǒng)結構和基本功能8.2.1機器人語言系統(tǒng)結構1.監(jiān)控狀態(tài)監(jiān)控狀態(tài)用于整個系統(tǒng)的監(jiān)督控制，操作者可以用示教盒定義機器人在空間中的位置，設置機器人的運動速度，存儲和調出程序等。2．編輯狀態(tài)編輯狀態(tài)用于操作者編制或編輯程序。一般都包括：寫入指令，修改或刪去指令以及插入指令等。3．執(zhí)行狀態(tài)執(zhí)行狀態(tài)用來執(zhí)行機器人程序。在執(zhí)行狀態(tài)，機器人執(zhí)行程序的每一條指令，都是經(jīng)過調試的，不允許執(zhí)行有錯誤的程序。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.2機器人語言系統(tǒng)結構和基本功能8.2.2機器人語言基本功能機器人語言的基本功能包括運算、決策、通訊、機械手運動、工具指令以及傳感器數(shù)據(jù)處理等。機器人語言體現(xiàn)出來的基本功能都是通過機器人系統(tǒng)軟件形成的。1．運算機器語言的運算功能指的是對機器人位姿的解析幾何計算。通過對機械手位姿的求解、坐標運算、位置表示以及向量運算等來控制機器人的動作路徑，實現(xiàn)操作者想要實現(xiàn)的動作。2．決策決策是指機器人不進行任何運算，依靠傳感器的輸入信息能夠直接執(zhí)行機器人下一步任務的能力。這種決策能力使機器人控制系統(tǒng)的功能更強有力，一條簡單的條件轉移指令(例如檢驗零值)就足以執(zhí)行任何決策算法。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.2機器人語言系統(tǒng)結構和基本功能8.2.2機器人語言基本功能3．通訊通訊能力是指機器人系統(tǒng)與操作人員之間的信息溝通能力。允許機器人要求操作人員提供信息、告訴操作者下一步該干什么，以及讓操作者知道機器人打算干什么。人和機器能夠通過許多不同方式進行通訊。常見的通訊設備有：信號燈、顯示器或輸入輸出按鈕等。4．工具指令一個工具控制指令通常是由閉合某個開關或繼電器而開始觸發(fā)的。繼電器閉合可以把電源接通或斷開，以直接控制工具的運動，或者送出一個小功率信號給電子控制器，讓后者去控制工具。5．傳感器數(shù)據(jù)處理用于現(xiàn)場作業(yè)的機器人只有與傳感器連接起來，才能發(fā)揮其全部效用。所以，傳感數(shù)據(jù)處理是許多機器人程序編制的十分重要而又復雜的組成部分。當采用觸覺、聽覺或視覺傳感器時，更是如此。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言自機器人發(fā)明以來，用以記錄人與機器人之間信息交換的專用語言也在不斷地更新和發(fā)展。世界上第一種機器人語言是美國斯坦福大學于1973年研制的WAVE語言，WAVE語言是一種機器人動作級語言，它主要用以機器人的動作描述，輔助視覺傳感器進行機器人的手、眼協(xié)調控制。此后，隨著世界各國對機器人研究的不斷深入，不同種類的機器人語言也不斷出現(xiàn)。到目前為止，國內外主要的機器人語言大概有24種.第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言序號語言名稱國家研究單位簡要說明1AL美StanfordArtificialIntelligenceLaboratory機器人動作及對象物描述，是目前機器人語言研究的基礎2Autopass美IBM組裝機器人用語言3LAMA-S美MIT高級機器人語言4VAL美Unimation公司用于PUMA機器人（采用MC6800和DECLSI-11高級微型機）5RLAL美Automatic公司用視覺傳感器檢查零件時用的機器人語言6WAVE美StanfordArtificialIntelligenceLaboratory操作器控制符號語言7DIAL美CharlesStarkDraperLaboratory具有RCC順應性手腕控制的特殊指令8RPL美StanfordResearchInstituteIntemational可與Unimate機器人操作程序結合，預先定義子程序庫9REACH美BendixCorporation適于兩臂協(xié)調動作，和VAL一樣是使用范圍廣的語言10MCL美McDonnellDouglasCorporation編程機器人、機床傳感器、攝像機及其控制的計算機綜合制造用語言11INDA美SRIInternationalandPhilips相當于RTL/2編程語言的子集，具有使用方便的處理系統(tǒng)12RAPT美UniversityofEdinburgh類似NC語言APT（用DEC20，LSI11/2微型機）13LM美ArtificialIntellInelligenceGroupofIMAG類似PASCAL，數(shù)據(jù)類似AL。用于裝配機器人（用LS11/3微型機）14ROBEX美MachineToolLaboratoryTHArchen具有與高級NC語言EXAPT相似結構的脫機編程語言15SIGLA美OlivettiSIGMA機器人語言16MAL美MilanPolytechnic兩臂機器人裝配語言，其特征是方便、易于編程17SERF美三協(xié)精機SKILAM裝配機器人（用Z-80微型機）18PLAW美小松制作所RW系列弧焊機器人19IML美九州大學動作級機器人語言20KARELRobotstudio日本FANUC發(fā)那科研發(fā)的用于點焊、涂膠、搬用等工業(yè)用途的編程語言21RAPID瑞典ABBABB公司用于ICR5控制器示教器的編程語言22RoboticsStudio美國Microsoft微軟公司開發(fā)的多語言、可視化編程與仿真語言23INFORM日本YASKAWA

24KUKA德國

第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言8.3.1

AL語言1．AL語言概述AL語言是1974年由美國斯坦福大學基于WAVE語言基礎開發(fā)的功能比較完善的動作級機器人語言，它兼有對象級語言的某些特征，適合于裝配作業(yè)的描述。AL語言原設計用于具有傳感器反饋的多臺機器人并行或協(xié)同控制的編程。它具有PASCAL語言的特點，可以編譯成機器語言在實時控制機上執(zhí)行，支持實時編程語言的同步操作、條件操作、現(xiàn)場建模。2．AL語言格式(1)程序BEGIN開始，由END結束。(2)語句與語句之間用“；”隔開。(3)變量先定義類型，后使用。通常變量名以英文字母開頭，由字母、數(shù)字和下畫線組成字符串，字母大、小寫不分。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言8.3.1

AL語言如：定義機器人三種不同坐標系，F(xiàn)RAMEBase，Beam，F(xiàn)eeder；{三種不同坐標系的變量定義}(4)程序的注釋用大括號括起來（見上例）。(5)變量賦值語句中如所賦的內容為表達式，則先計算表達式的值，再把該值賦給等式左邊的變量。3．AL語言中的數(shù)據(jù)類型(1)標量(SCALAR)標量是AL語言中最基本的數(shù)據(jù)類型，它可以是時間、距離、角度及力等機器人能夠感知或捕捉的數(shù)據(jù)，它可以進行加、減、乘、除和指數(shù)等運算，也可以進行三角函數(shù)、自然對數(shù)和指數(shù)換算。如:SCALARPI;{PI=3.14159}PI為AL語言中預先定義的標量。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言8.3.1

AL語言(2)向量(VECTOR)：向量與數(shù)學中的向量類似，也具有相同的運算法則，可以由三個標量來構造。如：VECTOR(1，0，0);(3)旋轉(ROT)：ROT用來描述一個軸的旋轉或繞某個軸的旋轉姿態(tài)。用ROT變量表示旋轉變量時帶有兩個參數(shù)，一個代表旋轉軸的簡單向量，另一個表示旋轉角度。(4)坐標系(FRAME)：FRAME用來建立坐標系，變量的值表示物體固連坐標系與空間作業(yè)的參考坐標系之間的相對位置與姿態(tài)。(5)變換(TRANS)：TRANS用來進行坐標之間的變換，具有旋轉和向量兩個參數(shù)，執(zhí)行時先旋轉再平移。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言8.3.1

AL語言4.AL語言常用指令介紹（1）MOVE指令MOVE指令用來描述機器人手爪的運動，如手爪從一個位置運動到另一個位置。MOVE指令的格式為：MOVE<HAND>TO<目的地>（2）手爪控制指令OPEN：手爪打開指令。CLOSE：手爪閉合指令。語句的格式為OPEN<HAND>TO<SVAL>CLOSE<HAND>TO<SVAL>其中SVAL為開度距離值，在程序中已預先指定。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言8.3.1

AL語言（3）控制指令常用控制指令有：IF<條件>THEN<語句>ELSE<語句>WHILE<條件>DO<語句>CASE<語句>DO<語句>UNTIL<條件>FOR…STEP…UNTIL…（4）AFFIX和UNFIX指令機器人在裝配作業(yè)時，經(jīng)常需要將一個物體粘到另一個物體上或一個物體從另一個物體上剝離。語句AFFIX為兩物體粘貼的操作，語句UNFIX為兩物體分離的操作，如：AFFIXBEAM_BORETOBEAM{BEAM_BORE和BEAM兩種不同坐標系粘貼在一起}第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言8.3.1

AL語言即一個坐標系的運動也將引起另一個坐標系的同樣運動。然后執(zhí)行下面的語句UNFIXBEAM_BOREFROMBEAM{BEAM_BORE和BEAM兩坐標系的附著關系被解除}（5）力覺的處理在MOVE語句中使用條件監(jiān)控子語句可實現(xiàn)使用傳感器信息來完成一定的動作。監(jiān)控子語句如：ON<條件>DO<動作>例如：MOVEBARMTO⊙-0.1*INCHESONFORCE(Z)>10*OUNCESDOSTOP表示在當前位置沿Z軸向下移動0.1英寸，如果感覺Z軸方向的力超過10盎司，則立即命令機械手停止運動。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言8.3.1

AL語言5．AL語言編程示例如圖7-2所示，要求用AL語言編制機器人將料槽坐標位置螺栓插入立柱孔的作業(yè)程序。具體動作分解為：機器人末端執(zhí)行器移至料斗上方A點；抓取螺栓；經(jīng)過B點、C點再把它移至立柱孔上方D點；完成螺栓插入立柱孔的動作。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言8.3.1

AL語言5．AL語言編程示例程序步驟是：(a)定義機座、導板、料斗、導板孔、螺栓柄等的位置和姿態(tài)；(b)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；(c)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；(d)重復步驟（a）～（c），調試改進程序。按照上面的步驟，編制的程序如下：BEGINinsertion{設置變量}bolt-diameter<-0.5*inches;bolt-heiSht<-1*inches;Tries<-0;Grasped<-false;{定義機座坐標系}第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言8.3.1

AL語言編程示例Beam<-FRAME(ROT(2,90*deg),VECTOR(20,15,0)*inches);Feeder<-FRAME(nilrot,VECTOR（25,20,0）*inches);{定義特征坐標系}bolt-grasp<-feeder*TRANS(nilrot[,nilvect])bolt-tip<-bolt-grasp*TRANS(nilrot,VECTOR(0,0,0.5)*inches);beam-bore<-beam*TRANS(nilrot,VECTOR(0,0,1)*inches);{定義經(jīng)過的點坐標系}A<-feeder*TRANS(nilrot,VECTOR(0,0,0.5)*inches);B<-feeder*TRANS(nilrot,VECTOR(0,0,8)*inches);C<-beam-bore*TRANS(nilrot,VECTOR(0,0,5)*inches);D<-beam-bore*TRANS(nilrot,bolt-height*Z);{張開手爪}OPENbhandTObolt-diameter+1*inches;{使手爪準確定位于螺栓上方}MOVEbarmTObolt-graspVIAA;WITHAPPROACH=-ZWRTfeeder;{試著抓取螺栓}DOCLOSEbhandTO0.9bolt-diameter;IFbhand<bolt-diameterTHENBEGIN{抓取螺栓失敗，再試一次}OPENbhandTObolt-diameter+1*inches;MOVEbarmTO@-1*Z*inches;EDNELSEgrasped<-TRUE;Tdes<-tries+1;UNTILgraspedOP(tries>3);{如果嘗試3次未能抓取螺栓，則取消這一動作}IFNOTgraspedTHENABORT;{抓取螺栓失敗}{將手臂移動到B位置}MOVEbarmTOB;VIAA;WITHDEPARTURE=ZWRTdeeder;第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言8.3.1

AL語言編程示例{將手臂移動到D位置}MOVEbarmTODVIAC;WITHAPPROACH=ZWRTbeam-bore;{檢驗是否有孔}MOVEbarmTO@-0.1*Z*inchesONFORCE(Z)>10*ounce；DOABORT;{無孔}{進行柔順性插入}MOVEbarmTObeam-boreDIRECTLY;WITHFORCE(z)=-10*ounce;WITHFORCE(x)=-0*ounce;WITHFORCE(y)=-0*ounce;WITHDURATION=5*seconds;ENDinsertion第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言8.3.2VAL語言編程VAL語言是美國Unimation公司于1979年推出的一種機器人編程語言，主要配置在PUMA和UNIMATION等類型機器人上，它是一種面向動作級的計算機語言。VAL語言結構與BASIC語言結構很類似，是基于BASIC語言發(fā)展起來的一種機器人語言。VAL語言一般用于上下兩級計算機控制的機器人系統(tǒng)，上位機為LSI-11/23，下位機為6503微處理器。上位機主要進行系統(tǒng)的編程和管理，下位機控制各關節(jié)的實時運動。VAL語言具有命令簡單清晰，機器人作業(yè)動作及與上位機的通信方便，實時交互功能強等特點。可以在在線和離線兩種不同狀態(tài)下編程，能夠迅速計算不同坐標系下機器人復雜運動軌跡，能夠生成機器人的連續(xù)控制信號，可以與操作者實時在線修改程序和生成程序，VAL語言適用于多種計算機控制的機器人。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言8.3.2VAL語言編程VAL語言系統(tǒng)包括監(jiān)控指令和程序指令兩個部分。1．監(jiān)控指令（6種）監(jiān)控指令包括位置定義、程序和數(shù)據(jù)列表、程序和數(shù)據(jù)存儲、系統(tǒng)狀態(tài)設置和控制、系統(tǒng)開關控制、系統(tǒng)診斷和修改等。常見的監(jiān)控指令有：POINT定義執(zhí)行終端位置、或以關節(jié)位置表示的精確點位賦值（位置定義指令）DPOINT刪除包括精確點或變量在內的任意數(shù)量的當前位置（位置定義指令）EDIT允許用戶建立或修改一個指定名字的程序，為用戶編輯程序的起始(程序指令)DIRECTORY顯示存儲器中的全部用戶程序名（數(shù)據(jù)列表指令）LOADL將文件中指定的位置變量送入系統(tǒng)內存（數(shù)據(jù)存儲指令）DO執(zhí)行單步指令（控制程序指令）第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言8.3.2VAL語言編程ABORT緊急停止指令（控制程序指令）CALIB校準關節(jié)位置傳感器（系統(tǒng)狀態(tài)控制指令）2．程序指令（6種）程序指令主要包括控制機器人關節(jié)或末端執(zhí)行器運動、位姿等狀態(tài)的指令，常見的指令如下：（1)運動指令GO、MOVE、MOVEI、MOVES、DRAW、APPRO、APPROS、DEPART、DRIVE、READY、OPEN、OPENI、CLOSE、CLOSEI、RELAX、GRASP及DELAY等。（2)機器人位姿控制指令RIGHTY、LEFTY、ABOVE、BELOW、FLIP及NOFLIP等。（3)賦值指令SETI、TYPEI、HERE、SET、SHIFT、TOOL、INVERSE及FRAME等。（4)控制指令GOTO、GOSUB、RETURN、IF、IFSIG、REACT、REACTI、IGNORE、SIGNAL、WAIT、PAUSE及STOP等。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言8.3.2VAL語言編程（5)開關量賦值指令SPEED、COARSE、FINE、NONULL、NULL、INTOFF及INTON等。（6)其他指令REMARK及TYPE等。3．VAL語言編程示例例7.1建立一個名為DEMO的VAL程序：要求將物體從位置1（PICK位置）搬運至位置2（PLACE位置）。第八章工業(yè)機器人編程與調試8.3常用的機器人編程語言3．VAL語言編程示例程序如下：EDITDEMO啟動編輯狀態(tài)PROGRAMDEMOVAL響應1.OPEN下一步手張開2.APPRO