《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)》課件第6章

第6章工業(yè)機(jī)器人編程6.1編程方式介紹

6.2機(jī)器人編程語(yǔ)言的基本要求和類(lèi)別

6.3編程語(yǔ)言的應(yīng)用

6.4工業(yè)機(jī)器人程序設(shè)計(jì)過(guò)程

6.1編程方式介紹

1.順序控制的編程

在順序控制的機(jī)器人中，所有的控制都是由機(jī)械或電氣的順序控制器實(shí)現(xiàn)的。按照我們的定義，這里沒(méi)有程序設(shè)計(jì)的要求。順序控制的靈活性小，這是因?yàn)樗械墓ぷ鬟^(guò)程都已編好，每個(gè)過(guò)程或由機(jī)械擋塊或由其他確定的辦法所控制。大量的自動(dòng)機(jī)都是在順序控制下操作的。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是成本低，易于控制和操作。

2.示教方式編程(手把手示教)

目前大多數(shù)機(jī)器人還是采用示教方式編程。示教方式是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，易于被熟悉工作任務(wù)的人員所掌握，而且用簡(jiǎn)單的設(shè)備和控制裝置即可進(jìn)行。示教過(guò)程進(jìn)行得很快，示教過(guò)后，即可馬上應(yīng)用。在對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教時(shí)，將機(jī)器人的軌跡和各種操作存入其控制系統(tǒng)的存儲(chǔ)器，如果需要，過(guò)程還可以多次重復(fù)。在某些系統(tǒng)中，還可以用與示教時(shí)不同的速度再現(xiàn)。

如果能夠從一個(gè)運(yùn)輸裝置獲得使機(jī)器人的操作與搬運(yùn)裝置同步的信號(hào)，就可以用示教的方法來(lái)解決機(jī)器人與搬運(yùn)裝置配合的問(wèn)題。示教方式編程也有一些缺點(diǎn)：

(1)只能在人所能達(dá)到的速度下工作；

(2)難以與傳感器的信息相配合；

(3)不能用于某些危險(xiǎn)的情況；

(4)在操作大型機(jī)器人時(shí)，這種方法不實(shí)用；

(5)難獲得高速度和直線運(yùn)動(dòng)；

(6)難以與其他操作同步。

使用示教盒可以克服其中的部分缺點(diǎn)。

3.示教盒示教

利用裝在控制盒上的按鈕可以驅(qū)動(dòng)機(jī)器人按需要的順序進(jìn)行操作。在示教盒中，每一個(gè)關(guān)節(jié)都有一對(duì)按鈕，分別控制該關(guān)節(jié)在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)；有時(shí)還提供附加的最大允許速度控制。雖然為了獲得最高的運(yùn)行效率，人們一直希望機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)多關(guān)節(jié)合成運(yùn)動(dòng)，但在示教盒示教的方式下，卻難以同時(shí)移動(dòng)多個(gè)關(guān)節(jié)。電視游戲機(jī)上的游戲桿通過(guò)移動(dòng)控制盒中的編碼器或電位器來(lái)控制各關(guān)節(jié)的速度和方向，但難以實(shí)現(xiàn)精確控制。不過(guò)，現(xiàn)在已經(jīng)有了能實(shí)現(xiàn)多關(guān)節(jié)合成運(yùn)動(dòng)的示教機(jī)器人。

示教盒一般用于對(duì)大型機(jī)器人或危險(xiǎn)作業(yè)條件下的機(jī)器人示教。但這種方法的缺點(diǎn)是難以獲得高的控制精度，也難以與其他設(shè)備同步，且不易與傳感器信息相配合。

4.脫機(jī)編程或預(yù)編程

脫機(jī)編程和預(yù)編程的含意相同，是指用機(jī)器人程序語(yǔ)言預(yù)先進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，而不是用示教的方法編程。脫機(jī)編程有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：

(1)編程時(shí)可以不使用機(jī)器人，以騰出機(jī)器人去做其他工作;

(2)可預(yù)先優(yōu)化操作方案和運(yùn)行周期;

(3)以前完成的過(guò)程或子程序可結(jié)合到待編的程序中去;

(4)可用傳感器探測(cè)外部信息，從而使機(jī)器人作出相應(yīng)的響應(yīng)。這種響應(yīng)使機(jī)器人可以工作在自適應(yīng)的方式下;

(5)控制功能中可以包含現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)的信息；

(6)可以預(yù)先運(yùn)行程序來(lái)模擬實(shí)際運(yùn)動(dòng)，從而不會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)。利用圖形仿真技術(shù)，可以在屏幕上模擬機(jī)器人運(yùn)動(dòng)來(lái)輔助編程：

(7)對(duì)不同的工作目的，只需替換一部分待定的程序。

但是，在脫機(jī)編程中，所需的補(bǔ)償機(jī)器人系統(tǒng)誤差、坐標(biāo)數(shù)據(jù)很難得到，因此在機(jī)器人投入實(shí)際使用前，需要再做調(diào)整。

在非自適應(yīng)系統(tǒng)中，沒(méi)有外界環(huán)境的反饋，僅有的輸入是各關(guān)節(jié)傳感器的測(cè)量值，因此可以使用簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)手段。

6.2機(jī)器人編程語(yǔ)言的基本要求和類(lèi)別

機(jī)器人編程語(yǔ)言是一種程序描述語(yǔ)言，它能十分簡(jiǎn)潔地描述工作環(huán)境和機(jī)器人的動(dòng)作，能把復(fù)雜的操作內(nèi)容通過(guò)盡可能簡(jiǎn)單的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。機(jī)器人編程語(yǔ)言也和一般的程序語(yǔ)言一樣，應(yīng)當(dāng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明、概念統(tǒng)一、容易擴(kuò)展等特點(diǎn)。從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)看，很多情況下都是操作者實(shí)時(shí)地操縱機(jī)器人工作，因此，機(jī)器人編程語(yǔ)言不僅應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單易學(xué)，并且應(yīng)有良好的對(duì)話性。高水平的機(jī)器人編程語(yǔ)言還能夠作出并應(yīng)用目標(biāo)物體和環(huán)境的幾何模型。在工作進(jìn)行過(guò)程中，幾何模型是不斷變化的，因此性能優(yōu)越的機(jī)器人語(yǔ)言會(huì)極大地減少編程的困難。從描述操作命令的角度來(lái)看，機(jī)器人編程語(yǔ)言的水平可以分為：動(dòng)作級(jí)、對(duì)象級(jí)和任務(wù)級(jí)。

(1)動(dòng)作級(jí)語(yǔ)言。動(dòng)作級(jí)語(yǔ)言以機(jī)器人末端操作器的動(dòng)作為中心來(lái)描述各種操作，要在程序中說(shuō)明每個(gè)動(dòng)作。這是一種最基本的描述方式。

(2)對(duì)象級(jí)語(yǔ)言。對(duì)象級(jí)語(yǔ)言允許較粗略地描述操作對(duì)象的動(dòng)作、操作對(duì)象之間的關(guān)系等。使用這種語(yǔ)言時(shí)，必須明確地描述操作對(duì)象之間的關(guān)系和機(jī)器人與操作對(duì)象之間的關(guān)系。它特別適用于組裝作業(yè)。

(3)任務(wù)級(jí)語(yǔ)言。任務(wù)級(jí)語(yǔ)言則只要直接指定操作內(nèi)容就可以了，為此，機(jī)器人必須一邊思考一邊工作。這是一種水平很高的機(jī)器人程序語(yǔ)言?，F(xiàn)在還有人在開(kāi)發(fā)一種系統(tǒng)，它能按某種原則給出最初的環(huán)境狀態(tài)和最終的工作狀態(tài)，然后讓機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)行推理、計(jì)算，最后自動(dòng)生成機(jī)器人的動(dòng)作。這種系統(tǒng)現(xiàn)在仍處于基礎(chǔ)研究階段，還沒(méi)有形成機(jī)器人語(yǔ)言。本章主要介紹動(dòng)作級(jí)和對(duì)象級(jí)語(yǔ)言。

到現(xiàn)在為止，已經(jīng)有多種機(jī)器人語(yǔ)言問(wèn)世，其中有的是研究室里的實(shí)驗(yàn)語(yǔ)言，有的是實(shí)用的機(jī)器人語(yǔ)言。前者中比較有名的有美國(guó)斯坦福大學(xué)開(kāi)發(fā)的AL語(yǔ)言，IBM公司開(kāi)發(fā)的AUTOPASS語(yǔ)言，英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)開(kāi)發(fā)的RAFT語(yǔ)言等；后者中比較有名的有由AL語(yǔ)言演變而來(lái)的VAL語(yǔ)言，日本九州大學(xué)開(kāi)發(fā)的IML語(yǔ)言，IBM公司開(kāi)發(fā)的AMI語(yǔ)言等，詳見(jiàn)表6.1。表6.1國(guó)外常用的機(jī)器人語(yǔ)言舉例 6.3編程語(yǔ)言的應(yīng)用

6.3.1

AL語(yǔ)言

AL語(yǔ)言是一種高級(jí)程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)，描述諸如裝配一類(lèi)的任務(wù)。它有類(lèi)似ALGOL的源語(yǔ)言，有將程序轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼的編譯程序和控制機(jī)械手及其他設(shè)備的實(shí)時(shí)系統(tǒng)。AL語(yǔ)言編譯程序是由斯坦福大學(xué)人工智能實(shí)驗(yàn)室用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的，可在小型計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，近年來(lái)，該程序已經(jīng)能夠在微型計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。

AL語(yǔ)言對(duì)其他語(yǔ)言有很大的影響，在一般機(jī)器人語(yǔ)言中起主導(dǎo)作用，該語(yǔ)言是斯坦福大學(xué)1974年開(kāi)發(fā)的。許多子程序和條件監(jiān)測(cè)語(yǔ)句增加了該語(yǔ)言的力傳感和柔順控制能力。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程需要等待另一個(gè)進(jìn)程完成時(shí)，可以使用適當(dāng)?shù)男盘?hào)語(yǔ)句和等待語(yǔ)句。這些語(yǔ)句和其他的一些語(yǔ)句可以對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的機(jī)器人臂進(jìn)行坐標(biāo)控制，利用手和手臂運(yùn)動(dòng)控制命令還可控制位移、速度、力和力矩。

1.變量的表達(dá)及特征

AL變量的基本類(lèi)型有標(biāo)量(SCALAR)、矢量(VECTOR)、旋轉(zhuǎn)(ROT)、坐標(biāo)系(FRAME)和變換(TRANS)。

1)標(biāo)量

標(biāo)量與計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中的實(shí)數(shù)一樣，是浮點(diǎn)數(shù)，可以進(jìn)行加、減、乘、除和指數(shù)五種運(yùn)算，也可以進(jìn)行三角函數(shù)和自然對(duì)數(shù)的變換。AL中的標(biāo)量可以表示時(shí)間(TIME)、距離(DISTANCE)、角度(ANGLE)、力(FORCE)或者它們的組合，并可以處理這些變量的量綱，即秒(sec)、英寸(inch)、度(deg)或盎司(ounce)等。

AL中有幾個(gè)事先定義的標(biāo)量，例如：PI=3.14159，TRUE＝1，F(xiàn)ALSE=0。

2)矢量

矢量由一個(gè)三元實(shí)數(shù)(x，y，z)構(gòu)成，表示對(duì)應(yīng)于某坐標(biāo)系的平移和位置之類(lèi)的量。與標(biāo)量一樣，它們可以是有量綱的。利用VECTOR函數(shù)，可以由3個(gè)標(biāo)量表達(dá)式來(lái)構(gòu)造矢量。

在AL中有幾個(gè)事先定義過(guò)的矢量：

xhat＜－VECTOR(1，0，0)；

yhat＜－VECTOR(0，1，0)；

zhat＜－VECTOR(0，0，1)；

nilvect＜－VECTOR(0，0，0)。

矢量可以進(jìn)行加、減、內(nèi)積、叉積及與標(biāo)量相乘、相除等運(yùn)算。

3)旋轉(zhuǎn)

旋轉(zhuǎn)表示繞一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)，用以表示姿態(tài)。旋轉(zhuǎn)用函數(shù)ROT來(lái)構(gòu)造，ROT函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)：一個(gè)代表旋轉(zhuǎn)軸，用矢量表示；另一個(gè)是旋轉(zhuǎn)角度。旋轉(zhuǎn)規(guī)則按右手法則進(jìn)行。此外，x函數(shù)AXIS(x)表示求取x的旋轉(zhuǎn)軸，而│x│表示求取x的旋轉(zhuǎn)角。AL中有一個(gè)稱(chēng)為nilrot的事先說(shuō)明過(guò)的旋轉(zhuǎn)，定義為ROT(zhat，0*deg)。

4)坐標(biāo)系

坐標(biāo)系可通過(guò)調(diào)用函數(shù)FRAME來(lái)構(gòu)成。該函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)：一個(gè)表示姿態(tài)的旋轉(zhuǎn)角度，另一個(gè)表示位置的距離矢量。AL中定義STATION代表工作空間的基準(zhǔn)坐標(biāo)系。圖6.1是機(jī)器人插螺栓作業(yè)的示意圖，可以建立起圖中的base坐標(biāo)系、beam坐標(biāo)系和feeder坐標(biāo)系，程序如下：

對(duì)于在某一坐標(biāo)系中描述的矢量，可以用矢量WRT坐標(biāo)系的形式來(lái)表示(WRT，WithRespectTo)，如xhat

WRT

beam，表示在全局坐標(biāo)系中構(gòu)造一個(gè)與坐標(biāo)系beam中的xhat具有相同方向的矢量。圖6.1機(jī)器人插螺栓作業(yè)示意圖

5)變換

TRANS型變量用來(lái)進(jìn)行坐標(biāo)系間的變換。與FRAME一樣，TRANS包括兩部分：一個(gè)旋轉(zhuǎn)和一個(gè)向量。執(zhí)行時(shí)，先與相對(duì)于作業(yè)空間的基坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)部分相乘，然后再加上向量部分。當(dāng)算術(shù)運(yùn)算符“＜-”作用于兩個(gè)坐標(biāo)系時(shí)，是指把第一個(gè)坐標(biāo)系的原點(diǎn)移到第二個(gè)坐標(biāo)系的原點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)使其軸重合。

因此可以看出，描述第一個(gè)坐標(biāo)系相對(duì)于基坐標(biāo)系的過(guò)程，可通過(guò)對(duì)基坐標(biāo)系右乘一個(gè)TRANS來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖6.1所示，可以建立起各坐標(biāo)系之間的關(guān)系：

2.主要語(yǔ)句及其功能

1)運(yùn)動(dòng)語(yǔ)句

MOVE語(yǔ)句用來(lái)表示機(jī)器人由初始位姿到目標(biāo)位姿的運(yùn)動(dòng)。在AL中，定義了barm為藍(lán)色機(jī)械手，yarm為黃色機(jī)械手，為了保證兩臺(tái)機(jī)械手在不使用時(shí)能處于平衡狀態(tài)，AL語(yǔ)言定義了相應(yīng)的停放位置bpark和ypark。

假定機(jī)械手在任意位置，可把它運(yùn)動(dòng)到停放位置，所用的語(yǔ)句是

MOVE

barm

TO

bpark；

如果要求在4s內(nèi)把機(jī)械手移動(dòng)到停放位置，所用指令是

MOVE

barm

TO

bpark

WITH

DURATION＝4*seconds；符號(hào)“@”可用在語(yǔ)句中，表示當(dāng)前位置，如

MOVE

barmTO@-2*zhat*inches；

該指令表示機(jī)械手從當(dāng)前位置向下移動(dòng)2英寸。

由此可以看出，基本的MOVE語(yǔ)句具有如下形式：

MOVE(機(jī)械手)TO(目的地)(修飾子句)；

例如：

MOVE

barm

TO＜destination＞VIAf1f2f3

表示機(jī)械手經(jīng)過(guò)中間點(diǎn)f1、f2、f3移動(dòng)到目標(biāo)坐標(biāo)系＜destination＞。

MOVE

barm

TO

block

WITHAPPROACH＝3*zhat*inches

表示把機(jī)械手移動(dòng)到在Z軸方向上離block3英寸的地方；如果用DEPARTURE代替APPROACH，則表示離開(kāi)block。關(guān)于接近/退避點(diǎn)可以用設(shè)定坐標(biāo)系的一個(gè)矢量來(lái)表示，如

WITH

APPROACH=＜表達(dá)式＞；

WITH

DEPARTURE=＜表達(dá)式＞；

如圖6.2所示，要求機(jī)器人由初始位置經(jīng)過(guò)A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到螺釘處，再經(jīng)過(guò)B、C后到達(dá)D點(diǎn)。描述該運(yùn)動(dòng)軌跡的程序如下：

MOVE

barmTOboltgraspVIAAWITHAPPROACH=-ZWRTfeeder；

MOVE

barmTOBVIAAWITHDEPARTURE=ZWRTfeeder；

MOVE

barmTOBVIACWITHAPPROACH=-ZWRTbeambore；圖6.2機(jī)器人插螺釘作業(yè)的路徑

2)手爪控制語(yǔ)句

手爪控制語(yǔ)句的一般形式為：

OPEN<hand>TO(sval)；

CLOSE<hand>TO(sval)；

這兩條語(yǔ)句是使手爪張開(kāi)或閉合后相距(sval)。(sval)表示開(kāi)度的距離值。

3.AL程序設(shè)計(jì)舉例

用AL語(yǔ)言編制如圖6.2所示的機(jī)器人把螺栓插入其中一個(gè)孔里的作業(yè)。這個(gè)作業(yè)需要把機(jī)器人移至料斗上方A點(diǎn)，抓取螺栓，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)、C點(diǎn)，再把它移至導(dǎo)板孔上方D點(diǎn)(如圖6.2所示)，并把螺栓插入其中一個(gè)孔里。編制這個(gè)程序的步驟是：

(1)定義機(jī)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(dòng)作，如移動(dòng)機(jī)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(guò)程；

(4)重復(fù)步驟(1)～(3)，調(diào)試并改進(jìn)程序。

按照上面的步驟，編制的程序如下：6.3.2

VAL-Ⅱ語(yǔ)言

VAL-Ⅱ是在1979年推出的，用于Unimation和Puma機(jī)器人。它是基于解釋方式執(zhí)行的語(yǔ)言，可執(zhí)行分支程序，對(duì)傳感器信息進(jìn)行輸入、輸出處理，實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)等功能。例如,用戶(hù)可以在沿末端操作器a軸的方向指定一個(gè)距離height,將它與語(yǔ)句命令A(yù)PPRO(用于接近操作)或DEPART(用于離開(kāi)操作)結(jié)合，便可實(shí)現(xiàn)無(wú)碰撞地接近物體或離開(kāi)物體。MOVE命令用來(lái)使機(jī)器人從它的當(dāng)前位置運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)指定位置，而MOVES命令則是沿直線執(zhí)行上述動(dòng)作。為了說(shuō)明VAL-Ⅱ的一些功能，我們通過(guò)下面的程序清單來(lái)描述其命令語(yǔ)句：6.3.3

AML語(yǔ)言

AML語(yǔ)言是IBM公司為3P3R機(jī)器人編寫(xiě)的程序。這種機(jī)器人帶有三個(gè)線性關(guān)節(jié)，三個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，還有一個(gè)手爪。各關(guān)節(jié)由數(shù)字＜1，2，3，4，5，6，7＞表示，1、2、3表示滑動(dòng)關(guān)節(jié)，4、5、6表示旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，7表示手爪。描述沿x、y、z軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，關(guān)節(jié)也可分別用字母JX、JY、JZ表示，相應(yīng)地JR、JP、JY分別表示繞翻轉(zhuǎn)(Roll)、俯仰(Pitch)和偏轉(zhuǎn)(Yaw)軸(用來(lái)定向)旋轉(zhuǎn)，而JG表示手爪。在AML中允許兩種運(yùn)動(dòng)形式：MOVE命令是絕對(duì)值，也就是說(shuō)，機(jī)器人沿指定的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)到給定的值；DMOVE命令是相對(duì)值，也就是說(shuō)，關(guān)節(jié)從它當(dāng)前所在的位置起運(yùn)動(dòng)給定的值。這樣，MOVE(1，10)就意味著機(jī)器人將沿x軸從坐標(biāo)原點(diǎn)起運(yùn)動(dòng)10英寸，而DMOVE(1，10)則表示機(jī)器人沿x軸從它當(dāng)前位置起運(yùn)動(dòng)10英寸。AML語(yǔ)言中有許多命令，它允許用戶(hù)可以編制復(fù)雜的程序。

以下程序用于引導(dǎo)機(jī)器人從一個(gè)地方抓起一件物體，并將它放到另一個(gè)地方，并以此例來(lái)說(shuō)明如何編制一個(gè)機(jī)器人程序。6.3.4

AUTOPASS語(yǔ)言

AUTOPASS語(yǔ)言是一種對(duì)象級(jí)語(yǔ)言。對(duì)象級(jí)語(yǔ)言是靠對(duì)象狀態(tài)的變化給出大概的描述，把機(jī)器人的工作程序化的一種語(yǔ)言。AUTOPASS、LUMA、RAFT等都屬于這一級(jí)語(yǔ)言。AUTOPASS是IBM公司屬下的一個(gè)研究所提出來(lái)的機(jī)器人語(yǔ)言，它像提供給人的組裝說(shuō)明書(shū)一樣，是針對(duì)機(jī)器人操作的一種語(yǔ)言。程序把工作的全部規(guī)劃分解成放置部件、插入部件等宏功能狀態(tài)變化指令來(lái)描述。AUTOPASS的編譯是用稱(chēng)作環(huán)境模型的數(shù)據(jù)庫(kù)，邊模擬工作執(zhí)行時(shí)環(huán)境的變化邊決定詳細(xì)動(dòng)作，作出對(duì)機(jī)器人的工作指令和數(shù)據(jù)。AUTOPASS的指令分成如下四組：

(1)狀態(tài)變更語(yǔ)句，即PLACE，INSERT，EXTRACT，LIFT，LOWER，SLIDE，PUSH，ORIENT，TURN，GRASP，RELEASE，MOVE;

(2)工具語(yǔ)句，即OPERATE，CLUMP，LOAP，UNLOAD，F(xiàn)ETCH，REPLACE，SWITCH，LOCK，UNLOCK;

(3)緊固語(yǔ)句，即ATTACH，DRIVEIN，RIVET，F(xiàn)ASTEN，UNFASTEN;

(4)其他語(yǔ)句，即VERIFY，OPENSTATEOF，CLOSEDSTATEOF，NAME，END。例如，對(duì)于PLACE的描述語(yǔ)法為：

PLACE＜o(jì)bject＞＜prepositionphrase＞＜o(jì)bject＞＜graspingphrase＞＜final

condition

phrase＞＜constraintphrase＞＜thenhold＞。其中，＜o(jì)bject＞是對(duì)象名；＜prepositionphrase＞表示“ON”或“IN”那樣的對(duì)象物間的關(guān)系

；＜graspingphrase＞是提供對(duì)象物的位置和姿態(tài)、抓取方式等；＜constraintphrase＞是末端操作器的位置、方向、力、時(shí)間、速度、加速度等約束條件的描述選擇；＜thenhold＞是指令機(jī)器人保持現(xiàn)有位置。下面是AUTOPASS程序示例，從中可以看出，這種程序的描述很容易理解。但是該語(yǔ)言在技術(shù)上仍有很多問(wèn)題沒(méi)有解決。

(1)OPERATE

nuffeeder

WITH

carrettabnut

AT

fixture.nest；

(2)PLACE

bracket

IN

fixtureSUCHTHATbracket.bottom；

(3)PLACEinterlockONbracketRUCHTHATinterlock.holeISALIGNEDWITHbracket.top；

(4)DRIVEINearretintlkstudINTOcarrettabnutAtinterlock.hole；

SUCHTHATTORQUEisEQ12.0IN-LBSUSING-air-driver；

ATTACHINGbracketANDinterlock；

(5)NAMEbracketinterlockcar-ret-intlk-studcar-ret-tab-nutASSEMBLYsuppot-bracket。

6.4工業(yè)機(jī)器人程序設(shè)計(jì)過(guò)程

1.MovemasterEXRV-M1裝配機(jī)器人各硬件的功能

如圖1.15所示，MovemasterEXRV-M1裝配機(jī)器人各主要硬件功能如下：

(1)機(jī)器人主體：具有和人手臂相似的動(dòng)作機(jī)能，可在空間中抓放物體或進(jìn)行其他動(dòng)作。

(2)機(jī)器人控制器：可以通過(guò)RS232接口和Centronicsconnector連接上位編程PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)控制器存儲(chǔ)器與PC機(jī)存儲(chǔ)器程序之間的相互傳送；可以與示教盒相接，處理操作者的示教信號(hào)并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的輸出；可以把外部I/O信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制器的CPU可以處理的信號(hào)；可以與驅(qū)動(dòng)器(直流電機(jī))直接連接，用控制器CPU處理的結(jié)果去控制相應(yīng)的關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。

(3)示教盒：操作者可利用示教盒上所具有的各種功能的按鈕來(lái)驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人的各關(guān)節(jié)軸，從而完成位置定義等功能。

(4)PC機(jī)：可通過(guò)三菱公司所提供的編程軟件對(duì)機(jī)器人進(jìn)行在線和離線編程。

2.MovemasterEXRV-M1裝配機(jī)器人的編程語(yǔ)言

這款機(jī)器人的編程語(yǔ)言如附錄A所示，編程指令可分為5類(lèi)：位置/動(dòng)作控制功能指令、程序控制功能指令、手爪控制功能指令、I/O控制功能指令、通信功能指令。

3.設(shè)計(jì)流程圖

設(shè)計(jì)流程圖實(shí)際上是用流程圖形式表示機(jī)器人的動(dòng)作順序。對(duì)于簡(jiǎn)單的機(jī)器人動(dòng)作，這一步可以省略，直接進(jìn)行編程，但對(duì)于復(fù)雜的機(jī)器人動(dòng)作，為了完整地表達(dá)機(jī)器人所要完成的動(dòng)作，這一步必不可少?？梢钥闯?，該任務(wù)中雖然機(jī)器人需要取放60個(gè)工件，但每一個(gè)工件的動(dòng)作過(guò)程都是一樣的，所以采用循環(huán)編程的方式，設(shè)計(jì)出的流程圖如圖6.3所示。圖6.3

MovemasterEXRV-M1裝配機(jī)器人工件檢測(cè)動(dòng)作流程圖

4.按功能塊進(jìn)行