第七章_机器人编程语言_20100512

人机接口界面
南开大学
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 2. 原始动作水平级： 3. 结构型动作水平级 4. 对象状态水平级： 5. 作业目标水平级：
1.
3
机器人与信息自动化研究所
南开大学
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；
PROGRAM
SET PICK=TRANS(-400 , 400 , 250 , -90 , 90 SET PLACE=TRANS(-50 , 600 , 250 , -90 , 90 OPEN
/* 下一步手张开 */
4.
5. 6. 7.
APPRO
SPEED MOVE CLOSEI
PICK
30 PICK
6）系统状态控制：
• • • • • •
12
机器人与信息自动化研究所
南开大学
VAL-II语言的程序指令（6种）
1）运动指令： MOVE,MOVES,APPRO,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：
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； 3）列表指令： DIRECTORY LISTL LISTP
10
显示存储器中的全部用户程序名； 显示任意个位置变量值； 显示任意个用户的全部程序；
南开大学
机器人与信息自动化研究所
VAL-II语言的监控指令（6种）
17
机器人与信息自动化研究所
南开大学
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 touch.n.go.with.tool 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 appro twospot,75.00
10. SPEED 11. MOVES 12. OPENI
14
沿直线运动至PLACE位置上 在下一步之前手张开 */ 自PLACE位置后退50cm
13. DEPART 50 14. E
机器人与信息自动化研究所
退出编辑状态，返回监控状态
南开大学
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 x/jt1 255.66 CHANGE ? SPEED 30 EXECUTE DEMO STATUS PLACE y/jt2 618.84 /* /* 3 z/jt3 -131.94 o/jt4 154.86 */ a/jt5 t/jt6 89.187 -131.347
,
50
/* /* 闭合手 /*
/*
/* */
运动至距PICK位置50mm处
下一步将至30%满速 */
*/
运动至PICK位置 */
8.
9.
DEPAT 70
APPROS 20 PLACE
/*
PLACE , 75 /* /* /* /*
沿矢量方向后退70cm
下一步降至20%满速 /* */
*/
*/
沿直线运动至PLACE位置75mm处 */ */ */
11
机器人与信息自动化研究所
南开大学
VAL-II语言的监控指令（6种）
5）控制程序执行命令：
• • • • • • •
ABORT DO EXECUTE NEXT PROCEED RETRY SPEED CALIB STATUS FREE ENABLE ZERO DONE
紧急停止命令； 执行单指令； 按给定次数执行用户程序； 控制程序单步执行； 在某部暂停、紧停或运行错误后，下一步起继续执行程序； 在某步出现运行错误后，仍自某步重新运行程序； 运动速度选择； 关节位置传感器校准； 用户程序状态显示； 显示当前未使用的存储容量； 使用开关系统硬件； 清楚全部用户程序和定义的位置、重新初始化； 停止监控程序，进入硬件调试状态；
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；
/*
!未上机验证
(对 vpicture,vlocat 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 */ 指令不熟,且很多变量没 100 VPICTURE 定义) 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 */
本课程知识结构图
第一章：绪论 ( 3学时) 机器人学的由来 机器人学的发展及分类 第二章：空间表达与变换 ( 6学时) 位置，映射；变换算法；变换方程； 姿态的描述 预备知识 (0～ 3学时) 数学基础 控制基础
第七章：机器人编程语言 （6学时） 第四章：机器人动力学（ 3学时） 引言 引言 拉格朗日－欧拉形式机器人动力学 操作臂的机械结构设计 特点和分类 RH6的机器人语言 现场实验演示教学 第五章：机器人的轨迹规划 （6学时） 第七章：机器人编程语言 （6学时） VAL机器人语言 引言 引言 （ 3～9学时） 轨迹规划的一般性问题 特点和分类 遥操作软件环境 关节插值轨迹规划 VAL机器人语言
9
机器人与信息自动化研究所
南开大学
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 BASE TOOL 定义位姿的现值; 机器人基准坐标系置位; 工具终端相对工具支承面的位置位姿赋值。 WHERE 显示位姿、关节置和手爪张开量;
第三章：机器人运动学（6学时） 引言 机器人正运动学 机器人逆运动学 笛卡儿路径轨迹规划 遥操作软件环境 第八章：机器人传感器及机器人应用工程（3学时） 传感器的定义、组成及在机器人中的作用。 传感器的分类。 几类传感器的原理介绍 传感器技术的未来发展 机器人应用工程 复习与讨论（代替第八 章） （ 3学时）
SPEED,COARSE,FINE,NONULL,NULL,INTOFF,INTON;
6) 其它指令： REMARK,TYPE.
13
机器人与信息自动化研究所
南开大学
VAL-II程序举例之一
/* EDIT 1. 2. 3. 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） */ DEMO DEMO , 0) , 0) /* 启动编辑状态，文件名为：DEMO */
STOP /* 若已经排完，则退出程序 */
16
机器人与信息自动化研究所
南开大学
VAL-II程序举例之三
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 touch.n.go 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, 75 7 Move Twospot 8 Appro Twospot , 75 End