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機器人編程的IML語言

IML也是壹種著眼於末端執行器的動作級語言,由日本九州大學開發而成。IML語言的特點是編程簡單,能人機對話,適合於現場操作,許多復雜動作可由簡單的指令來實現,易被操作者掌握。

IML用 直角坐標系描述機器人和目標物的位置和姿態。坐標系分兩種,壹種是機座坐標系,壹種是固連在機器人作業空間上的工作坐標系。語言以指令形式編程,可以表示 機器人的工作點、運動軌跡、目標物的位置及姿態等信息,從而可以直接編程。往返作業可不用循環語句描述,示教的軌跡能定義成指令插到語句中,還能完成某些 力的施加。

IML語言的主要指令有:運動指令MOVE、速度指令SPEED、停止指令STOP、手指開合指令OPEN及CLOSE、坐標系定義指令COORD、軌跡定義命令TRAJ、位置定義命令HERE、程序控制指令IF…THEN、FOR EACH語句、CASE語句及DEFINE等。

任務程序員能夠指揮機器人系統去完成的分立單壹動作就是基本程序功能。例如,把工具移動至某壹指定位置,操作末端執行裝置,或者從傳感器或手調輸入裝置讀個數等。機器人工作站的系統程序員,他的責任是選用壹套對作業程序員工作最有用的基本功能。這些基本功能包括運算、決策、通訊、機械手運動、工具指令以及傳感器數據處理等。許多正在運行的機器人系統,只提供機械手運動和工具指令以及某些簡單的傳感數據處理功能。

1. 運算

在作業過程中執行的規定運算能力是機器人控制系統最重要的能力之壹。

如果機器人未裝有任何傳感器,那麽就可能不需要對機器人程序規定什麽運算。沒有傳感器的機器人只不過是壹臺適於編程的數控機器。

裝有傳感器的機器人所進行的壹些最有用的運算是解析幾何計算。這些運算結果能使機器人自行做出決定,在下壹步把工具或夾手置於何處。

2. 決策

機器人系統能夠根據傳感器輸入信息做出決策,而不必執行任何運算。按照未處理的傳感器數據計算得到的結果,是做出下壹步該幹什麽這類決策的基礎。這種決策能力使機器人控制系統的功能更強有力。

3. 通訊

機器人系統與操作人員之間的通訊能力,允許機器人要求操作人員提供信息、告訴操作者下壹步該幹什麽,以及讓操作者知道機器人打算幹什麽。人和機器能夠通過許多不同方式進行通訊。

4. 機械手運動

可用許多不同方法來規定機械手的運動。最簡單的方法是向各關節伺服裝置提供壹組關節位置,然後等待伺服裝置到達這些規定位置。比較復雜的方法是在機械手工作空間內插入壹些中間位置。這種程序使所有關節同時開始運動和同時停止運動。用與機械手的形狀無關的坐標來表示工具位置是更先進的方法,而且(除X-Y-Z機械手外)需要用壹臺計算機對解答進行計算。在笛卡兒空間內插入工具位置能使工具端點沿著路徑跟隨軌跡平滑運動。引入壹個參考坐標系,用以描述工具位置,然後讓該坐標系運動。這對許多情況是很方便的。

5.工具指令

壹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的,而繼電器又可能把電源接通或斷開,以直接控制工具運動,或者送出壹個小功率信號給電子控制器,讓後者去控制工具。直接控制是最簡單的方法,而且對控制系統的要求也較少。可以用傳感器來感受工具運動及其功能的執行情況。

6. 傳感數據處理

用於機械手控制的通用計算機只有與傳感器連接起來,才能發揮其全部效用。我們已經知道,傳感器具有多種形式。此外,我們按照功能,把傳感器概括如下:

(1) 內體感受器用於感受機械手或其它由計算機控制的關節式機構的位置。

(2) 觸覺傳感器用於感受工具與物體(工件)間的實際接觸。

(3) 接近度或距離傳感器用於感受工具至工件或障礙物的距離。

(4) 力和力矩傳感器用於感受裝配(如把銷釘插入孔內)時所產生的力和力矩。

(5) 視覺傳感器用於“看見”工作空間內的物體,確定物體的位置或(和)識別它們的形狀等。傳感數據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。

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