Языки и системы программирования роботов

Языки и системы программирования роботов [c.158]

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]

Совершенствование промышленных роботов, направленное на повышение их функциональной гибкости и упрош ение программирования, привело к необходимости использования ЭВМ и потребовало создания развитого программного обеспечения промышленных роботов. Программное обеспечение робототехнических комплексов содержит многие компоненты, характерные для современных вычислительных систем реального времени. Рассмотрению суш ности и состава программного обеспечения, языковых средств и способов восприятия роботами информации об окружаюш,ей среде и посвящена данная глава. Следует отметить, что излагаемый в ней материал относится в первую очередь к прецизионным промышленным роботам, однако он без труда может быть распространен также на промышленные роботы и робототехнические системы общего назначения, управляемые с помощью ЭВМ. Специфика алгоритмического и программного обеспечения прецизионных роботов может проявляться в некоторых операторах языка программирования этих роботов, а также в организации и функционировании программных драйверов приводов. [c.144]

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]

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]

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]

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]

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]

Представляет интерес отечественная специализированная операционная система и проблемно-ориентированный язык программирования манипуляционного робота, широко использующий аппарат макроопределений (см. п. 5.5). Инструментальный комплекс построен на базе управляющей мини-ЭВМ СМ-4 с развитой периферией и позволяет создавать и отлаживать разнообразные программы пользователя. В промышленной системе эти программы исполняются с помощью микроЭВМ Электроника-60 . [c.140]

И наконец, языки третьего класса относятся к высшему уровню языков программирования роботов. Будучи весьма сложными в реализации, эти языки дают возможность описывать задачи роботов в наиболее естественной и компактной форме, причем в таком описании специфицируется содержание задачи ( что делать ), а не способ ее выполнения ( как делать ). Для обеспечения такой возможности система программирования робота должка содержать детальные модели внешней среды, в которой функционирует робот, а также развитые средства планирования действий робота в соответствии со спецификацией каждой выполняемой задачи. [c.161]

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]

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]

Язык программирования PLAW для сварочного робота разработан в Японии. Как и в системе ALFA, программирование робота выполняется в два этапа сначала в память ЭВМ вводится текст программы, а затем методом непосредственного обучения задаются положения сварочной головки, закрепленной в захвате робота. При формировании траектории между запомненными опорными точками на этапе исполнения возможна линейная и круговая интерполяция. [c.138]

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]

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]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...