Язык управления роботом

В состав программного обеспечения промышленных роботов, управляемых от ЭВМ, могут входить следующие компоненты 1) операционная система реального времени 2) язык управления роботом 3) системные и, сервисные программы 4) функциональные программы. [c.144]

Второй компонент языка управления роботом — командный язык, или язык директив, — предназначен для организации диалоговой связи человека-оператора с роботом. Командный язык дает возможность устанавливать режим функционирования робототехнического комплекса, вмешиваться в процесс выполнения задачи роботом, приостанавливать робот в критических или необычных ситуациях, осуществлять дистанционный контроль действий робота и т. п. Командный язык обычно существенно отличается от языка программирования по своей синтаксической структуре. [c.145]

В группу системных программ и данных операционной системы робота могут входить редактор текстов, компилятор для некоторого языка программирования задач робота, интерпретатор компилированных программ, совокупность программ для реализации файловых операций, отладчик программ, драйверы внешних устройств и приводов робота, тестовые программы, библиотека программных модулей, написанных на языке управления роботом, и т. д. В эту же группу могут быть включены и компоненты общего программного обеспечения данной ЭВМ (например, трансляторы с языков ассемблера и ПАСКАЛЬ), которые используются для создания разнообразных программ, не связанных непосредственно с управлением роботом. [c.148]

Язык управления роботом 144 [c.263]

Язык, на котором формируется задание роботу, а также транслятор с него являются важнейшей частью программного обеспечения адаптивного робота. По мнению ряда авторов, основная задача разработки программного обеспечения — это создание высокоуровневых проблемно-ориентированных языков управления роботом. [c.21]

Высокая точность манипулирования изделиями, определившая необходимость развитой информационной и управляющей систем робота, обусловила необходимость создания соответствующего алгоритмического и программного обеспечения. Эффективное управление роботами на основе микропроцессоров, микро- и мини-ЭВМ непременно связано с развитием проблемно-ориентированных машинных языков высокого уровня и предполагает определенную организацию операционной системы, реализующей различные алгоритмы и программы интеллекта роботов. Описанию этих вопросов посвящена пятая глава. [c.8]

Язык управления служит основным средством для программирования задач робота и управления всем робототехническим комплексом в целом. Соответственно своему назначению язык управления содержит два компонента — язык программирования задач робота и командный язык, или язык директив. Язык программирования роботов характеризуется определенным уровнем (низким или высоким) и по своим функциям подобен обычному языку программирования ЭВМ соответствуюп его уровня, дополненному операторами, специфичными для промышленных роботов. К таким операторам относятся, например, операторы перемещения руки робота, открытия и закрытия захвата, опроса состояния сенсорных устройств, выдержки заданного интервала времени и т. п. Нередко в язык программирования включают операторы для организации параллельного выполнения и синхронизации задач, что особенно важно при программировании роботов с двумя и более руками. [c.145]

В робототехнической системе, содержащей ЭВМ, для программирования задач (действий) робота и контроля всей системы в целом используется входной язык, или язык управления. Как уже отмечалось в п. 5.1, язык управления состоит из двух компонентов — языка программирования робота и командного языка. В данном параграфе рассмотрены особенности организации и применения некоторых из наиболее известных языков программирования промышленных роботов. Командный язык, будучи средством оперативной коммуникации человека-оператора с робототехнической системой, в гораздо меньшей степени, чем язык программирования, отражает специфику роботов, и потому подробно обсуждаться не будет. [c.158]

Прежде чем перейти к описанию языков программирования роботов, остановимся на общей схеме системы для реализации произвольной программы управления промышленным роботом, написанной на некотором исходном языке (рис. 5.5). Такая программа в общем случае выражает определенную последовательность деклараций, действий робота, вычислительных операций, операций управления датчиками и т. п. Готовая программа на исходном языке должна быть сначала скомпилирована, в результате чего получается ее некоторое внутреннее, или машинное, представление, которое запоминается в ЭВМ. В случае необходимости (например, с целью последующей модификации) запоминается и исходная программа. Ввод исходной программы в робототехническую систему, а также коррекция программы осуществляются, как правило, в диалоговом режиме взаимодействия программиста с системой. Вследствие этого компилятор должен обеспечивать пошаговую, или пооператорную, [c.158]

Несомненно, системы очувствления промышленных роботов, конструкция этих систем, характеристики и алгоритмы обработки информации нельзя рассматривать вне взаимосвязи с системой управления робота. Следует отметить, что многие проблемы согласования параметров систем очувствления, языков их программирования и процесса обучения с соответствующими характеристиками промышленного робота требуют своего решения и совершенствования. Среди таких проблем в области использования массива информации о внешней среде, формируемого с помощью систем очувствления роботов, необходимо отметить следующие три группы представление информации, планирование обработки информации и организация адаптивного управления. [c.17]

Проблемы организации адаптивного управления состоят в необходимости обеспечения одновременной обработки большого объема информации и формирования команд управления в реальном масштабе времени, моделирования процессов функционирования адаптивного робота с целью разработки методов самообучения систем управления на основе сенсорной информации, используемой и в процессе функционирования робота. Среди проблем управления адаптивными роботами следует отметить разработку методов управления с использованием элементов теории искусственного интеллекта и совершенствование проблемно-ориентированных языков для программирования процессов обучения и управления роботов, оснащенных системами очувствления. [c.18]

Параллельно с исполнением роботом задания человек-оператор может формировать новые рабочие программы в виде текстов на входном проблемно-ориентированном языке управления. [c.21]

Проблемно-ориентированный язык управления —это в большей степени компонента программного обеспечения адаптивного робота, поскольку роботу 1-го поколения свойственна жесткая программа, сформулированная в виде последовательности точек позиционирования, которые робот должен обойти, чтобы выполнить задание. Для адаптивных роботов программа как фиксированный набор данных неприемлема, поскольку заранее (в тот момент, когда составляется программа) неизвестны многие данные, входящие в программу они [c.21]

В настоящее время наблюдается бурное развитие языков управления движением роботов. [c.22]

Языки и системы программирования роботов. Существует два способа программирования робота обучение и программирование с помощью некоторого алгоритмического языка. Первый способ отличается простотой и не требует высокой квалификации человека-оператора, но он не позволяет программировать сложные технологические процессы. Языковое программирование более перспективно, так как практически не имеет ограничений по уровню сложности создаваемых программ и допускает интерактивное управление роботами. Второе поколение роботов характеризуется уменьшением роли непосредственного обучения и существенным повышением роли программирования с помощью языковых средств при составлении задания. [c.130]

Пользователь может взаимодействовать с роботом с помощью ЭВМ на разных уровнях иерархии его системы управления, при этом каждому уровню будет соответствовать свой входной язык, адекватный задачам, решаемым на данном уровне иерархии. Поэтому языки программирования роботов можно классифицировать по способу задания и содержанию командной и ситуационной информации. [c.130]

К числу важнейших требований, которым должен удовлетворять язык программирования для адаптивных промышленных роботов, можно отнести простоту языка и его доступность для понимания пользователем и в то же время способность к расширению и модификации, которые позволяют опытным программистам реализовать сложные действия и законы управления. Конструкции языка должны обеспечивать возможность в полной мере управлять движениями манипулятора, причем в реальном масштабе времени, воспринимать информацию с датчиков (в том числе тактильную, силовую, мо-ментную, телевизионную), обрабатывать ее и при необходимости модифицировать управляющие программы. Язык должен допускать групповое управление манипуляционными роботами, а также элементами робототехнических ячеек. В системах управления роботами важны также вопросы системной поддержки, т. е. построения некоторого операционного окружения, обеспечивающего взаимодействие с пользователем, возможности создания, редактирования, отладки и исполнения программ управления. [c.140]

Подготовка программ управления станками осуществлялась автоматически с использованием системы САП-2 на той же вычислительной машине, которая использовалась для управления ГПС. Подготовка программ управления роботами (программ более простых, чем программы управления станками) осуществлялась на входном языке аппаратуры ЧПУ роботов. Для управления штабелером склада была подготовлена специальная программа. Все программы управления производственным оборудованием хранились с помощью накопителя на магнитной ленте ЭВМ. Совмещенное управление от ЭВМ производственным оборудованием ГПС, а также ввод и текущая корректировка задания для выполнения производственного процесса осуществлялись с помощью специально разработанной диспетчерской программы. [c.386]

Классификация роботов должна производиться прежде всего по функциональному признаку. Интеллектуальные роботы, принадлежащие к третьему поколению, должны выполнять сложные функции, моделируя человеческий интеллект, а именно обработку информации на естественном языке, автоматическое программирование, редактирование и переналадку программ, управление машинным зрением и его применение в подвижных объектах, автоматическое доказательство теорем и разрешение игровых ситуаций, обучение и самообучение, разработку новых информационных систем, включающих логический поиск и др. [c.78]

Эти модули программно реализуют на языках PL/1 и ФОРТРАН различные (в том числе и рассмотренные выше) алгоритмы построения ПД, синтеза управляющих воздействий, оценки качества переходных процессов, самонастройки параметров закона управления и идентификации параметров или состояний двигательной системы робота. [c.93]

Интеллектуальные пакеты управляющих программ, использующие банки знаний, позволяют автоматизировать процесс программирования роботов и другого оборудования РТК непосредственно под заданную технологическую задачу. При этом исходные данные задачи и сам технологический процесс, подлежащий реализации на РТК, могут быть заданы на естественном языке технолога, а не на алгоритмическом языке ЭВМ. По этим данным автоматически строится алгоритмическая модель технологического процесса, а по ней собирается рабочий набор программ адаптивного управления оборудованием РТК, реализующий заданный технологический процесс. [c.233]

Создание ОС РВ для робототехнической системы представляет собой довольно сложную проблему, если начать решать ее с нуля . Однако работу можно существенно упростить, если воспользоваться соответствующей ОС РВ общего назначения и дополнить ее программными компонентами, специфичными для роботов. Для отечественных микроЭВМ одной из таких ОС РВ общего назначения является, например, так называемая базовая резидентная система реального времени (БРС РВ), применяемая на микроЭВМ СМ-1800. Ориентированная на создание прикладных микропроцессорных систем реального времени на языке ассемблера и языке программирования высокого уровня ПЛ/М [21 ], БРС РВ обеспечивает удобные средства коммуникации между задачами, доступ к системным ресурсам с учетом приоритетов задач, развитые возможности обработки прерываний и управления внешними устройствами, отслеживание времени и выполнение целого ряда других функций. Поэтому БРС РВ с успехом может быть использована как основа при построении операционной системы и всего программного обеспечения промышленного робота, управляемого от микроЭВМ. Приведем краткое описание БРС РВ. [c.152]

Принципиальные преимущества программирования роботов с помощью текстового описания операций на специализированном языке состоят в возможности независимой подготовки программ, их корректировки и расширении при изменении условий задачи при включении в состав языка операторов обработки сигналов датчиков и передачи управления такие языки становятся средством программирования адаптивных роботов, для которых неприменим способ непосредственного обучения. Кроме того, текстовая форма языка с использованием меток и включением комментариев обеспечивает доступность и понимание программ пользователем. К недостаткам языкового программирования следует отнести трудности формализации пространственных перемещений манипулятора, а на этапе создания специализированного языка — высокие требования к квалификации программистов-разработчиков языка и его системной поддержки, а также большой объем вычислительных ресурсов, необходимых для реализации соответствующих программ. [c.131]

Книга японского автора посвящена системам очувствления и программному обеспечению адаптивных роботов. В названии книги отражено стремление автора продемонстрировать возможности искусственного интеллекта для построения роботов с развитыми функциями. Книга начинается с популяр1юго введения в математическую логику, затем следуют программное обеспечение, обработка изображений в системах технического зрения, поиск рабочей траектории, языки управления роботами. Книга заканчивается глаюй о генерации планов для роботов. [c.10]

Известно два различных подхода к созданию языка управления роботом. Один из них состоит в разработке нового, специально предназначенного для программирования робототехнических задач языка. Представителями этого класса являются языки AL, AML, VAL, SIGLA, PAL. При таком подходе предполагается, в частности, что синтаксис языка приспособлен к описанию поведения робота, т. е. настолько понятен и экономичен, насколько это возможно. Альтернативным подходом является использование традиционных универсальных языков программирования высокого уровня для решения задач робототехники при условии, что выбранный язык позволяет определять необходимые структуры данных и управляющие команды манипулятора. Такой подход связан с реализацией проблемно-ориентированной надстройки над некоторым широко используемым языком универсального типа. Примером базового языка высокого уровня может быть язык С. Построенная на его основе система упрянлрния роботом ориентирована на использование [c.131]

Робототехнические системы, особенно с адаптивными и интеллектуальными роботами, нуждаются в микропроцессорном управлении. Здесь речь идет о распределенном, а не централизованном управлении. Распределенное машинное управление возможно либо с немощью микроЭВМ, либо с помощью микропроцессорных блоков функционального назначения (БФН) [12]. Преимущественное предпочтение отдается БФН. Когда в алгоритмах встречаются необходимые операции с матрицами, то самым удобным языком встроенного программирования оказывается язык с по-следовате.льной логикой диапрограмм перехода состояний. За универсальность пришлось платить снижением реального быстродействия и объемом памяти. Число управляющих ЭВМ не монеет быть слишком большим, так как это требует использования для управления распределенными объектами весьма развитой периферии. Трудности возникают также при взаимодействии программистов с операционными системами. Частично их можно решить разработкой специализированных операционных систем и специальных языков. Однако принципиальное решение проблемы os-Дания экономичных управляющих комплексов получено лишь в последние годы. Появление мини- и микроЭВМ, микропроцессорной техники дало возможность реализовать децентрализованный принцип построения сложных систем управления. Применение микропроцессорной техники для управления роботами существенно сократило и число и объем задач, для решения которых необходимо использовать управляющую ЭВМ. [c.75]

Командный язык необходим для описания конфигурации робототехнической системы, ввода в память ЭВМ программ управления роботом, получения сведений о наличии свободной памяти и содержимом файлов, загрузки перфолент и занесения данных в основную память ЭВМ, проверки выполнения рабочего цикла роботом и выполнения других функций. Предложения командного языка называются командами. Команды могут вводиться в систему с телетайпа в ответ на сообщение системы OPER . Печать этого сообщения может быть инициирована человеком-оператором с пульта управления или осуществляться автоматически после выполнения предыдущей команды. [c.162]

К числу немногих реально используемых проблемно-ориентированных языков относится язык VAL, разработанный для семейства роботов Puma и входящий в состав системы программирования, включающей монитор, редактор, интерпретатор языка управления движением, систему управления файлами и обеспечивающей двух-задачный режим работы. VAL —это язык низкого уровня, рассчитанный на детальное планирование всех действий робота. В состав языка входит набор инструкций, позволяющих выполнить операции управления конфигурацией и движением манипулятора, управления захватом, арифметические операции над числами и координатами точек позиционирования, управления прохождением программы (условные и безусловные операторы ветвления), а также обеспечивающих связь с внешними устройствами и работу с системой технического зрения. Операторы, относящиеся к последней группе, позволяют инициировать СТЗ, считывать видеоинформацию и обрабатывать ее. Некоторые версии языка используют уже обработанную в СТЗ видеоинформацию, представляющую собой координаты центра детали и данные по ее ориентации. [c.22]

Создан целый ряд языков программирования роботов (рис. 5.6). К ранним разработкам относятся проекты рука—глаз , из которых наиболее интересны языки Стэнфордского университета. В одном из них для управления манипуляционным роботом используется набор подпрограмм, написанных на языке высокого уровня и обеспечивающих выполнение следующих действий включить манипулятор, перевести звенья манипулятора в заданное положение (аргу- [c.132]

Представляет интерес разработанный в СССР язык низкого уровня РОКОЛ для управления роботом. Этот язык явился расширенным вариантом языка операционной системы ЕНОЗ. [c.135]

Пользователь системы VAL — инженер-производственник, для которого знать программирование желательно, но не обязательно. Язык имеет структуру BASI , дополненную инструкциями для управления роботом. [c.139]

Промышленные роботы и манипуляторы, управляемые оператором или с помощью программного устройст- ва, могут быть отнесены к роботам первого поколения. В настоящее время должны получить быстрое развитие работы по созданию роботов последующего поколения обладающих некоторыми органами чувств человека, например, осязанием, слухом, видением, обонянием, и способных воспринимать некоторую неощутимую человеком информацию, например, реагировать на ультразвук, на электромагнитные и тепловые поля и т. д. К роботам еще более позднего поколения будут относиться устройства, обладающие искусственным интеллектом. В решение этой последней проблемы входят создание методов описания окружающего мира и формирования этого мира в памяти роботов, разработка специальных формализованных языков как средства для управления рсбота-ми, их обучения и управления их поведением. К проблеме искусственного интеллекта для роботов тесно примыкает проблема взаимодействия робота со средой и человеком, а также вопросы взаимодействия меладу челове- [c.138]

Существуют различные возможности придать очувствленному роботу те или иные элементы искусственного интеллекта. Структура и совершенство систем автоматического управления интеллектуальных роботов определяется техническими возможностями реализации нужных элементов интеллекта, а также содержанием и сложностью производственных задач. В общем случае интеллектуальный робот способен понимать естественный язык и вести диалог с человеком, формировать в себе модель производственной обстановки, распознавать и анализировать ситуации, обучаться понятиям и навыкам, планировать поведение, строить программные движения двигательной системы и осуществлять их надежную отработку в условиях неполной информированности об изменяющихся производственных условиях. [c.23]

Что же представляют собой современные СИИ, каковы их отличительные черты В широком смысле СИИ — это программноаппаратные средства решения интеллектуальных задач, которые позволяют ЭВМ выполнять операции, аналогичные функциям человека, занятого умственным трудом. Поэтому под искусственным интеллектом РТК будем подразумевать алгоритмическое и программное обеспечение их адаптивных систем управления, позволяющее автоматизировать технологические операции интеллектуального характера. Отличительными признаками СИИ является наличие баз данных и банков знаний, средств интерпретации задач и планирования их решений, а также связанных с ними алгоритмов формирования понятий, распознавания ситуаций и принятия решений. Решение проблемы представления знаний в памяти ЭВМ открыло принципиальную возможность понимания СИИ естественного языка и речи. Оно позволило создать интеллектуальные терминалы и интерфейс, обеспечивающие непосредственное речевое или графическое (через дисплей) общение человека с ЭВМ или роботом на естественном языке, ограниченном данной предметной областью. [c.229]

Известны две группы методов программирования манипуляционных систем роботов и их комплексов для сварки обучения (on-line) — задание программы с использованием манипуляционной системы робота или комплекса внешнего программирования (off-Jine) — составление программы без использования манипуляционной системы. Различают следующие методы обучения с использованием обратимой кинематики манипулятора инструмента и перемещением сварочного инструмента или его имитатора вручную по линии соединения с использованием рукоятки обучения со встроенными в нее датчиками, воздействующими на приводы звеньев в режиме слежения за рукой оператора с использованием дистанционного управления с пульта обучения для последовательного перемещения сварочного инструмента в характерные точки траектории и языка программирования для описания характера траектории между указанными точками и скорости перемещения между ними. Дистанционное управление может быть реализовано как управление отдельными степенями подвижности с помощью кнопок или посредством многокоординатного переключателя-рукоятки. [c.131]

Широкое применение роботов при сварке предъявляет, особенно к технике управления, повышенные требования. Программирование роботов осуществляется непосредственно на рабочем месте робота вручную или путем обучения через пульт. Для сложных робототехнических комплексов более -перспективным является независимое программирование на основе текстового описания с помощью ориенти-. рованньщ языков. Погрешности установки сварочных деталей в фиксаторах и сварочных аппаратов в направляющих, шероховатость поверхности свариваемых деталей и другие причины приводят к отклонению формы сварочного шва от желаемой. Поэтому при сварке возникает необходи- [c.266]

В словарь языка M L были включены дополнительные командные слова, имеющие целью обеспечить этому языку такие новые возможности, как совместимость с системами технического зрения, контроля, а также управление сигналами, которыми робот обменивается с различными устройствами, входящими в состав оборудования роботизированного рабочего места. Список некоторых командных слов языка представлен в табл. 10.3. Кроме того, язык M L позволяет пользователю формировать команды типа макрооператоров, которые он считает удобными для специализированных приложений. [c.273]

Язык SIGLA разработан фирмой Оливетти (Olivetti, Италия) и предназначен для программирования промышленных роботов обширного их семейства SIGMA , в которое входит ряд различных типов роботов. Базовый робот этого семейства имеет две руки с тремя степенями подвижности каждая (поступательные движения вдоль трех осей координат). Управление осуществляется общим для всех степеней подвижности устройством, главными аппаратными компонентами которого служат микроЭВМ LSI-11, модули АЦП и ЦАП, модули управления шаговыми двигателями (с шагом 0,05 мм) и консоль оператора. Путем добавления дополнительных стандартных модулей число степеней подвижности каждой руки робота может быть увеличено до 8. [c.161]

Состав операторов языка SIGLA, разделенный на восемь групп, приведен в табл. 5.2. В первую группу входят три общих оператора управления двигателями и вспомогательными компонентами робота. Каждая пара операндов A , N в операторе МО специфицирует перемещение двигателя, определяемого величиной A , на число шагов, задаваемое величиной Ni, причем максимальное значение индекса i равно числу рук у робота и не превышает 8. Оба операнда в каждой паре можно записывать в виде целого числа или имени параметра. Кроме того, операнды N можно задавать и с помощью косвенных ссылок. Операндами в следующем операторе ОМ служат номера двигателей (целые числа или параметры). И наконец, в операторе АХ операнды представляют собой номера вспомогательных компонентов робота, выбираемые в соответствии с фиксированной таблицей. Типичный характер управления — активация или деактивация захвата (в зависимости от знака, стоящего перед его номером). [c.164]

Щепин В. С. Языки программирования для систем управления интегральными роботами и задач искусственного интеллекта (Обзор) Пер. с англ. и япон/Под ред. Г. Е. Поздняка. — В кн. Интегральные роботы. Вып. 2., с. 513—526. [c.258]

Конструктивность рассматриваемого подхода состоит в том, что при проектировании программного обеспечения адаптивного робота используется универсальная операционная система не только как программная база инструментальных робототехнических комплексов, но и как ядро разрабатываемого проблемно-ориентированного обеспечения. На рис. 1.5 изображены уровни вычислительной машины при этом каждый из уровней представляет собой некоторую виртуальную машину с собственной системой команд, так что уровень проблемно-ориентированного обеспечения адаптивных роботов использует все мощные средства программирования, которые предоставляются уровнем операционной системы сюда входят не только языки программирования, но и системная поддержка исполнения рабочих программ управления движением манипулятора (обработка прерываний, управление вводом, выводом, распределение ресурсов при мультизадачном режиме работы). [c.20]

Многоградационные модели с отношениями —это модели, в которых среда представляется скомпонованной из конечного числа качественно разнородных элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом. Представления элементов среды в модели называются градациями модели. Отношения между элементами среды могут быть самыми разнообразными (место —действие, причина — следствие и т. п.), но при оперировании с моделями данного класса не используются развитые в математической логике методы. К этому классу относятся и модели ситуационного управления, которые в ряде случаев дают возможность достаточно полно отразить состояние среды. Для описания модели применяется специальный модельный язык, а в качестве процедур решения используется аппарат формаль -ных трансформационных грамматик. Для данного подхода характерен анализ некоторого множества решений задач требуемого класса. На основе определенных методов обобщения система формирует модель среды в виде множества описаний классов ситуаций и соответствующих им решений. Процесс решения сводится к отнесению текущей конкретной ситуации к одному из априорно сформированных классов и применению к ней решения, соответствующего этому классу. Недостатком ситуационного управления является то, что вычисление существенного класса понятий (соответствующих элементам среды, членение которых на составляющие нецелесообразно) и выбор трансформационной грамматики (набора правил преобразования ситуаций после совершения действий) для каждой конкретной среды осуществляется оператором. Это затрудняет использование метода при создании адаптивных роботов широкого применения. [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...