1. 未來工場怎麼樣
未來工廠敬磨發展的五大趨勢:
MathWorks工業自動化和機械領域行業經理Philipp Wallner日前在接受《電子工程專輯》采訪時預測稱,2021年,整個工業領域將從大規模生產向定製化生產轉型。
數字化變得比以往更加重要,包括生產系統更加自主化、工程師更依賴通過模擬的方式去確認設備的行為等。
MathWorks工業自動化和機械領域行業經理Philipp Wallner他將未來的工廠稱之為「柔性(Flexible)」的。
認為市場驅動力源自商品的個性化,包括從大規模生產向定製化生產、自主的生產線需求、以及產品迭代周期縮短等因素。
當然,由此帶來的挑戰也顯而易見,系統復雜性的增加最為顯著,例如參數數量與種類、模組與元件之間的數據交互和無處不在的軟體。
這樣,就需要越來越多的模擬模型去進行參數的調優和設計,需要AI和數字孿生技術用於運行優化,或是對設備進行健康預測。
「這其中涉及到幾個比較重要的生產要素」,Philipp說,其一,性能越來越強勁的硬體,這是確保復雜演算法能夠順暢運行的先決條件。
其二,由於系統日趨復雜,開發者需要新的工具和設計流程用於開發、測試和部署控制軟體和AI演算法。
其三,也是非常重要的一點,就是要有越來越多的工程師能夠把各自領域內的專業知識與AI技術融合起來。
而以下五大工業趨勢將促成以上預測:
趨勢一:AI項目的經濟性優勢日益凸顯:
目前,在工業領域,柔性和自主製造是AI發揮優勢的重要應用方向,例如預測性維護、健康監測、生產優化、基於視覺的質量檢測等。
MathWorks提供了大量APPS用於幫助工程師進行AI功能的設計開發,並通過與包括微軟在內的廠商合作。
將非實時性的數據部署在雲端,從而實現從雲端到邊緣設備端的完整部署。
MathWorks提供了大量APPS用於幫助工程師進行AI功能的設計開發,在Philipp列舉的Mondi公司案例中,通過利用MATLAB開發出的用於監測生產線狀況的APP,Mondi公司每年能夠節省至少5萬歐元費用。
而在與VDMA的合作中,MathWorks通過提供AI應用指導書指導企業將AI技術應用在基於視覺的智能檢測、機器人訓練等各種應用中。
他強調說,軟體已經成為很多用戶的一個主要資產,並正在成為他們與同行區分開來的重要因素。
復雜的軟體,很多情況下包括AI和工程數據的融合使用,在幫助生產製造企業獲取成功方面上扮演著越來越重要的角色。
在這種背景下,開蠢搭發和測試基於軟體的功能變得越來越重要。所以,生產製造行業的領導企業都在幫助工程師開發和驗證軟體功能方面相關的工作流以及工具方面,大力投入。
趨勢二:機器的功能驗證轉向數字模式:
如前文所述,由於復雜的系統功能日益依賴通過軟體實現,使得設計過程中的模擬和測試驗證工作,更多傾向於採用數字化模型的方式去實現從設計,到交付,再到運行的全生命周期。
這種復雜性往往來源於我們對於柔性生產、模塊化生產、更高質量和精度、更多數據吞吐能力、以及更短的上市時間和交付周期的需求。
這意味著,未來的工廠將被建造兩次——先虛擬,再實體。
在設計環節,設計人員可以在Simulink環境下用桌面模擬的方式對整個系統進行完整的構建,並在比較安全的環境下對整個系統做基於模擬的測試。
接下來,利用MATLAB提供的自動代碼生成功能,將經過驗證的演算法生成面向於工業控制器的CC、C++代碼。
再下一步,通過採用虛擬交付技術,將測試環境部署到實時運行的工業原型機上,對即將交付的軟體進行測試,從而顯著減少利用物理實體進行測試的需求。
最後,就可以利用這種模型去構建數字孿生體,用監測/預測性維護演算法對設備的狀態進行估算,降低運維成本。
基於模擬的測試,在回答「單純依靠模擬模擬能否全面的驗證機器的功能以及其設備生命周期?」這一問題時,Philipp表示,模擬模型不能用作完全替代物理世界進行的測試驗證。
基於模型設計的目標是在設計亮檔斗的早期就開展功能測試,以避免將一些設計上的問題帶入到後面的物理實體的製造環節。
利用模擬技術的生產系統早期的測試驗證,將顯著減少後面投入在物理實體上測試驗證的時間投入,但並不能完全的替代物理世界的測試,至少短期還無法達到。
「一些極端環境或涉及人身安全的環境下的測試,使用模擬模型可以很方便的開展,這樣就能避免將測試的人員置於危險的環境下。
另外,對於那些在物理世界需要很高的測成成本、以及可能對設備本身或測試人員造成傷害的測試場景,都可以應用模擬技術來幫助我們完成測試」。
趨勢三:生產車間和辦公場所進一步融合:
生產車間和辦公場所的融合在這里包含兩個方面的內容:首先是自動化組件的連接或聯系在持續增加,生產設備和整個車間、廠房通過標准化的工業協議如OPC UA、無線鏈路如5G正有效的連接在一起。
這使得在各個單元間進行數據交換成為了可能,而這正是實施或落地AI的基礎。
另外一個方面是,復雜的功能,如機器學習,以往只有在線下高性能工作站上,或者說,在辦公場所才能進行的,現在正在以一定的方式部署在實時工業控制器上,七天二十四小時不間斷的運行。
在桌面計算機上開發的AI演算法運行在工業控制器上但有一點需要引起注意,即網路安全和數據存儲是AI應用於生產製造時所面臨的重要問題,同時也是傳統生產製造領域比較受重視的IT話題。
目前來看,AI演算法的一些關鍵部分經常直接部署在嵌入式控制器或邊緣設備上,如PLC,而這些處理單元都是靠近製造工廠里的設備,這在一定程度上減少了數據泄露的風險。
或者說,原始數據的預處理,是在一個安全的環境中的邊緣設備或嵌入式處理器上完成的,經過處理的數據才進一步通過潛在的非安全網路傳輸出去。
趨勢四:機器人和自主系統促進生產和物料搬運自動化:
在柔性和模塊化生產中,工廠對自主設備的需求越來越強烈。
在以往的概念中,原有的自動化設備只能做某一類特定的動作,是確性的,但隨著更多的設備具備了自主決策的能力,其自主性更強,自主機器人就是其中一例。
得益於強大的硬體性能和AI技術的大規模普及,在柔性製造中,協作機器人既可以與操作人員進行緊密協作,也可以在搬運和檢巡過程中進行自主的智能化決策。
在物料車間進行分揀的機器人,Philipp指出,具備AI能力的機器人能夠靈活的造作那些即使沒有明確在程序里表明的物體類型,這就極大的減少了在處理種類繁多的物體時非常耗費時間的指導過程。
傳統的工業機器人主要為大規模生產服務,通常要面向每一個要操作的物體和每一個在運行時的確定動作進行編程。
具備AI能力的機器人具有非常好的靈活性,可以在產線上自主的對物體檢測、抓取以及移動進行學習。
趨勢五:「領域知識+」型工程師擁有更多機會:
「領域知識」,指的是工程師對所在行業中專業知識的掌握;「新知識」,指的是對AI技術、雲、軟體設計等知識的掌握。
目前來看,越來越多的生產製造工程師正在向他們自己所擁有的技能集合裡面添加諸如軟體設計、AI等技能,而像MATLAB這樣的工程工具也在為這類工程師提供便於開發、測試和部署AI演算法的自動化工具App。
在這一過程中,MATLAB本身提供豐富的小程序apps,可以幫助具有專業知識的工程師快速將如AI這樣的新技術融入到自己的實際工作中。
課程方面,MathWorks提供了豐富的面向工程師和學生的培訓課程,其中包括完全免費的onramp課程。
除了這些工具和課程外,公司也與一些組織,如歐洲最大的工業製造領域的團體組織VDMA,一起開展一些入門活動,把年輕的工程師和行業內的一些專家組織在一起,讓年輕的工程師們快速的獲得有關基於模型設計、AI以及物聯網等方面的一手知識和經驗。
「將來的生產製造行業,勢必會被那些結合了傳統行業的領域知識,並且也掌握AI技術的那些工程師所塑造。
可以說,領域知識、專業技能(如AI、數據分析)以及像MathWorks所提供的工程工具的使用,是工業4.0下開展項目取得成功的關鍵。」Philipp說。
2. 機械專業都用的什麼離線編程模擬軟體
常用離線編程軟體RobotArt、RobotMaster、 RobotoWorks、Robotmove、RobotCAD、DELMIA、RobotStudio、 RoboGuide、KUKA Sim、SprutCAM、RobotSim、川思特、天皇、亞龍、旭上、匯博。
至於誰家的技術做的比較好只能說每個軟體都有自己比較擅長的一面,看看具體想在哪方面應用。
1、RobotArt優點:
優點:
1)支持多種格式的三維CAD模型,可導入擴展名為step、igs、stl、x_t、prt(UG)、prt(ProE)、CATPart、sldpart等格式;
2)支持多種品牌工業機器人離線編程操作,如ABB、KUKA、Fanuc、Yaskawa、Staubli、KEBA系列、新時達、廣數等);
3)擁有大量航空航天高端應用經驗;
4)自動識別與搜索CAD模型的點、線、面信息生成軌跡;
5)軌跡與CAD模型特徵關聯,模型移動或變形,軌跡自動變化;
6)一鍵優化軌跡與幾何級別的碰撞檢測;
7)支持多種工藝包,如切割、焊接、噴塗、去毛刺、數控加工;
8)支持將整個工作站模擬動畫發布到網頁、手機端;
2、RobotMaster優點:
可以按照產品數模,生成程序,適用於切割、銑削、焊接、噴塗等等。獨家的優化功能,運動學規劃和碰撞檢測非常精確,支持外部軸(直線導軌系統、旋轉系統),並支持復合外部軸組合系統。
3、RobotoWorks優點:
優點:生成軌跡方式多樣、支持多種機器人、支持外部軸。
4、Robotmove優點:
軟體操作自由,功能完善,支持多台機器人模擬。
5、RobotCAD優點:
ROBCAD 軟體支持離線點焊、支持多台機器人模擬、支持非機器人運動機構模擬,精確的節拍模擬。
RobotStudio、 RoboGuide、KUKA Sim機器人本體廠家的離線編程軟體,與本體廠家的機器人兼容性很好。
3. 手機上在哪裡學習工業機器人課程
在手機上學習工業機器人課程的話,你可以登陸那個學習強國,在裡面有很多的這種職業課都是可以去學習的,而且都是免費的。
4. 布穀掃地機器人app是哪個
美的美居。布穀掃地機器人app是美的枯態稿美居。布穀掃沒孝地機器人是美的品牌設計的一款掃地機,美的一般指美的集團。 美的集團(SZ.000333)1968年成立於佛山順德,現總部位於廣東省佛山市順德區北滘鎮。「科技盡善,生活盡美」-美的是一閉陵家覆蓋智能家居、樓宇科技,工業技術。
5. 工業機器人APP延遲指令
DELAY。
指襲橡碧令用來延時工業機器人的運動,最小延時時間為2,單位[ms]。程序首先執行MOVE指令,控制工業機器人ROBOT從當前點移動到目標點P2,等到工業機器人移動到P2點後開始執行DELAY指令,2ms後列印輸出「ROBOTISSTOPPED」。
SLEEP指令的作用是延時程序(任務)的執行,最短延時時間為1,單位[ms]。Move指令開始執行的同時,SLEEP指令開始執行,我們假設MOVE指令執行完(工業機器人運動到P2點)的時間要200ms,那麼,MOVE指令執行如跡了100ms後,D_OUT[25]就會輸出為ON,此時工業機器人還未到P2點。然後等到拍舉工業機器人運動到P2點後,整個程序執行完畢。
6. 樹根互聯平台針對工業機器人行業的解決方案是什麼
第一步:樹根互聯物聯盒實時採集機器人位置、工作狀志、故障狀態傳輸至樹根雲平台,實現工業機器人實時在線監視、遠程診斷功能,同時具備對機器人 OEE、 嫁動率、工作節拍等實時計算展示;第二步:樹根雲平台不僅可讀取機器人故障及報警狀志,還可通過工況數據計算機器當前系統狀態,實現多種工業機器人本體報警、多種參數組合計算報警形式。可根據機器人報警情兄定製報警信息,例如:一天內某項報警信息出現次數超過10次頌差哪,自動升級報警級別,通報給系統設定人員,通過短底、微信、移動APP 等方式報警;第三步:樹根物聯盒支持川崎、ABB、庫卡、發那科等主流工業機器人接入,樹根野碼物聯盒具條完善的安全措施,保證設備端網路安全。同時物聯盒具備邊緣計算能力,具備數據實時計算分慶空析處理、本地存儲、斷線緩存等功能;第四步:基於物聯的售後服務可有效縮短客戶停機時間,降低售後服務成本。售後工程師利用基於物聯的售後系統,可通過 PC 或移動 APP 遠程實時了解現場工業機器人狀態,遠程查看機器人配置和數據,指導維護人員消除故障;第五步:基於物聯的售後服務管理可有效管理機器人售後服務,對機器人在保期間維修次數,維修方式,維護人員等均有記錄,實現機器人維護的全生命周期管理。
7. 澳門信和機械有限公司的「製造2025app」是資金盤嗎
不是的,《中 國製造2025》由百肢老戚余名院士著手制定,為製造業未來10年設計頂層規劃和路線圖,通過努力實現品牌大轉變,推動中 國到2025年基本實現工業化,邁入製造強含純國行列,所以要求澳 門信和機械有限公司實行「製造業扶貧政策」,推動全體人民共同富裕邁出堅實步伐。推動全國人民共同富裕,要求民眾參與「製造業扶貧政策」,要求澳 門信和機械有限公司推出線 上APP「製造歷陵2025」的平 台
8. 樂樂智能機器人怎麼聯網
1、手機端請先下載淘雲互動APP,然後用手機號碼先注冊,再登陸。
(8)工業機器人的app有哪些擴展閱讀
智能程度分類
1、工業機器人:它只能死板地按照人給它規定的程序工作,不管外界條件有何變化,自己都不能對程序也就是對所做的工作作相應的調整。如果要改變機器人所做的工作,必須由人對程序作相應的改變,因此它是毫無智能的。
2、初級智能:它和工業機器人不一樣,具有象人那樣的感受,識別,推理和判斷能力。可以根據外界條件的變化,在一定范圍內自行修改程序,也就是它能適應外界條件變化對自己怎樣作相應調整。不過,修改程序的原則由人預先給以規定。這種初級智能機器人已擁有一定的智能,雖然還沒有自動規劃能力,但這種初級智能機器人也開始走向成熟,達到實用水平。
3、智能農業:鯊魚型智能農業機器人採用空氣動力學,根據氣動布局特點形成了鯊魚型外觀結構,採用工業級高分子材料製作的履帶式底盤,特殊的離去角角度設計,能保證機器人在各種復雜地形的果園中暢通無阻,並且保護農田不受破壞。
3、高級智能:高級智能機器人和初級智能機器人一樣,具有感覺,識別,推理和判斷能力,同樣可以根據外界條件的變化,在一定范圍內自行修改程序。所不同的是,修改程序的原則不是由人規定的,而是機器人自己通過學習,總結經驗來獲得修改程序的原則。
9. 機器人編程用什麼軟體
如果你去問一屋子的機器人專家,「什麼是機器人學中最好編程語言?」,你永遠不會得到一個直接的答案。
電氣工程師會從工業機器人技術這個角度給出不同的答案。計算機視覺程序員給出的答案會跟認知機器人專家給出的不一樣。而且,每個人都會對什麼是最好的編程語言有自己的看法。最終,大多數人都會贊同的答案就是」這個取決於。。。「。
對於一個新入行正在試圖決定要先學哪種語言的機器人學者來說,這是一個相當無用的答案。即使這是最現實的回答——因為它的確取決於你想要開發的應用程序和你在使用的系統。
對於學習機器鋒跡旦人編程的你來說,最重要的事情是開拓你的」編程思維」,而不是精通一種特定的編程語言。從很多方面來說,從哪種編程語言開始學習真的無關緊要。你學習的每種語言提升了你的編程銀擾思維,擁有了這種思維,去學習一種新編程語言的時候會容易不少
這里有幾種常用的機器人編程語言
VAL語言
一、VAL語言及特點
VAL語言是美國Unimation公司於1979年推出的一種機器人編程語言,主要配置在PUMA和UNIMATION等型機器人上,是一種專用的動作類描述語言。VAL語言是在BASIC語言的基礎上發展起來的,所以與BASIC語言的結構很相似。在VAL的基礎上Unimation公司推出了VALⅡ語言。
VAL語言可應用於上下兩級計算機控制的機器人系統。上位機為LSI-11/23,編程在上位機中進行,上位機進行系統的管理;下位機為6503微處理器,主要控制各關節的實時運動。編程時可以VAL語言和6503匯編語言混合編程。
VAL語言命令簡單、清晰易懂,描述機器人作業動作及與上位機的通信均較方便,實時功能強;可以在在線和離線兩種狀態下編程,適用於多種計算機控制的機器人;能夠迅速地計算出不同坐標系下復雜運動的連續軌跡,能連續生成機器人的控制信號,可以與操作者交互地在線修改程序和生成程序;VAL語言包含有一些子程序庫,通過調用各種不同的子程序可很快組合成復雜操作控制;能與外部存儲器進行快速數據傳輸以保存程序和數據。
VAL語言系統包括文本編輯、系統命令和編程語言三個部分。
在文本編輯狀態下可以通過鍵盤輸入文本程序,也可通過示教盒在示教方式下輸入程序。在輸入過程中可修改、編輯、生成程序,最後保存到存儲器中。在此狀態下也可以調用已存在的程序。
系統命令包括位置定義、程序和數據列表、程序和數據存儲、系統狀態設置和控制、系統開關控制、系統診斷和修改。
編程語言把一條條程序語句轉換執行。
二、VAL語言的指令
VAL語言包括監控指令和程序指令兩種州派。其中監控指令有六類,分別為位置及姿態定義指令、程序編輯指令、列表指令、存儲指令、控製程序執行指令和系統狀態控制指令。
各類指令的具體形式及功能如下:
1.監控指令
1)位置及姿態定義指令
POINT指令:執行終端位置、姿態的齊次變換或以關節位置表示的精確點位賦值。
其格式有兩種:
POINT<變數>[=<變數2>…<變數n>]
或POINT<精確點>[=<精確點2>]
例如:
POINTPICK1=PICK2
指令的功能是置變數PICK1的值等於PICK2的值。
又如:
POINT#PARK
是准備定義或修改精確點PARK。
DPOINT指令:刪除包括精確點或變數在內的任意數量的位置變數。
HERE指令:此指令使變數或精確點的值等於當前機器人的位置。
例如:
HEREPLACK
是定義變數PLACK等於當前機器人的位置。
WHERE指令:該指令用來顯示機器人在直角坐標空間中的當前位置和關節變數值。
BASE指令:用來設置參考坐標系,系統規定參考系原點在關節1和2軸線的交點處,方向沿固定軸的方向。
格式:
BASE[<dX>],[<dY>],[<dZ>],[<Z向旋轉方向>]
例如:
BASE300,–50,30
是重新定義基準坐標系的位置,它從初始位置向X方向移300,沿Z的負方向移50,再繞Z軸旋轉了30°。
TOOLI指令:此指令的功能是對工具終端相對工具支承面的位置和姿態賦值。
2)程序編輯指令
EDIT指令:此指令允許用戶建立或修改一個指定名字的程序,可以指定被編輯程序的起始行號。其格式為
EDIT[<程序名>],[<行號>]
如果沒有指定行號,則從程序的第一行開始編輯;如果沒有指定程序名,則上次最後編輯的程序被響應。
用EDIT指令進入編輯狀態後,可以用C、D、E、I、L、P、R、S、T等命令來進一步編輯。如:
C命令:改變編輯的程序,用一個新的程序代替。
D命令:刪除從當前行算起的n行程序,n預設時為刪除當前行。
E命令:退出編輯返回監控模式。
I命令:將當前指令下移一行,以便插入一條指令。
P命令:顯示從當前行往下n行的程序文本內容。
T命令:初始化關節插值程序示教模式,在該模式下,按一次示教盒上的「RECODE」按鈕就將MOVE指令插到程序中。
3)列表指令
DIRECTORY指令:此指令的功能是顯示存儲器中的全部用戶程序名。
LISTL指令:功能是顯示任意個位置變數值。
LISTP指令:功能是顯示任意個用戶的全部程序。
4)存儲指令
FORMAT指令:執行磁碟格式化。
SOREP指令:功能是在指定的磁碟文件內存儲指定的程序。
STOREL指令:此指令存儲用戶程序中註明的全部位置變數名和變數值。
LISTF指令:指令的功能是顯示軟盤中當前輸入的文件目錄。
LOADP指令:功能是將文件中的程序送入內存。
LOADL指令:功能是將文件中指定的位置變數送入系統內存。
DELETE指令:此指令撤銷磁碟中指定的文件。
COMPRESS指令:只用來壓縮磁碟空間。
ERASE指令:擦除磁內容並初始化。
5)控製程序執行指令
ABORT指令:執行此指令後緊急停止(緊停)。
DO指令:執行單步指令。
EXECUTE指令:此指令執行用戶指定的程序n次,n可以從–32768到32767,當n被省略時,程序執行一次。
NEXT指令:此命令控製程序在單步方式下執行。
PROCEED指令:此指令實現在某一步暫停、急停或運行錯誤後,自下一步起繼續執行程序。
RETRY指令:指令的功能是在某一步出現運行錯誤後,仍自那一步重新運行程序。
SPEED指令:指令的功能是指定程序控制下機器人的運動速度,其值從0.01到327.67,一般正常速度為100。
6)系統狀態控制指令
CALIB指令:此指令校準關節位置感測器。
STATUS指令:用來顯示用戶程序的狀態。
FREE指令:用來顯示當前未使用的存儲容量。
ENABL指令:用於開、關系統硬體。
ZERO指令:此指令的功能是清除全部用戶程序和定義的位置,重新初始化。
DONE:此指令停止監控程序,進入硬體調試狀態。
2.程序指令
1)運動指令
指令包括GO、MOVE、MOVEI、MOVES、DRAW、APPRO、APPROS、DEPART、DRIVE、READY、OPEN、OPENI、CLOSE、CLOSEI、RELAX、GRASP及DELAY等。
這些指令大部分具有使機器人按照特定的方式從一個位姿運動到另一個位姿的功能,部分指令表示機器人手爪的開合。例如:
MOVE#PICK!
表示機器人由關節插值運動到精確PICK所定義的位置。「!」表示位置變數已有自己的值。
MOVET<位置>,<手開度>
功能是生成關節插值運動使機器人到達位置變數所給定的位姿,運動中若手為伺服控制,則手由閉合改變到手開度變數給定的值。
又例如:
OPEN[<手開度>]
表示使機器人手爪打開到指定的開度。
2)機器人位姿控制指令
這些指令包括RIGHTY、LEFTY、ABOVE、BELOW、FLIP及NOFLIP等。
3)賦值指令
賦值指令有SETI、TYPEI、HERE、SET、SHIFT、TOOL、INVERSE及FRAME。
4)控制指令
控制指令有GOTO、GOSUB、RETURN、IF、IFSIG、REACT、REACTI、IGNORE、SIGNAL、WAIT、PAUSE及STOP。
其中GOTO、GOSUB實現程序的無條件轉移,而IF指令執行有條件轉移。IF指令的格式為
IF<整型變數1><關系式><整型變數2><關系式>THEN<標識符>
該指令比較兩個整型變數的值,如果關系狀態為真,程序轉到標識符指定的行去執行,否則接著下一行執行。關系表達式有EQ(等於)、NE(不等於)、LT(小於)、GT(大於)、LE(小於或等於)及GE(大於或等於)。
5)開關量賦值指令
指令包括SPEED、COARSE、FINE、NONULL、NULL、INTOFF及INTON。
6)其他指令
其他指令包括REMARK及TYPE。
SIGLA語言
SIGLA是一種僅用於直角坐標式SIGMA裝配型機器人運動控制時的一種編程語言,是20世紀70年代後期由義大利Olivetti公司研製的一種簡單的非文本語言。
這種語言主要用於裝配任務的控制,它可以把裝配任務劃分為一些裝配子任務,如取旋具,在螺釘上料器上取螺釘A,搬運螺釘A,定位螺釘A,裝入螺釘A,緊固螺釘等。編程時預先編制子程序,然後用子程序調用的方式來完成。
IML語言
IML也是一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,一種是機座坐標系,一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、FOREACH語句、CASE語句及DEFINE等。
AL語言
一、AL語言概述
AL語言是20世紀70年代中期美國斯坦福大學人工智慧研究所開發研製的一種機器人語言,它是在WAVE的基礎上開發出來的,也是一種動作級編程語言,但兼有對象級編程語言的某些特徵,使用於裝配作業。它的結構及特點類似於PASCAL語言,可以編譯成機器語言在實時控制機上運行,具有實時編譯語言的結構和特徵,如可以同步操作、條件操作等。AL語言設計的原始目的是用於具有感測器信息反饋的多台機器人或機械手的並行或協調控制編程。
運行VA語言的系統硬體環境包括主、從兩級計算機控制,如圖所示。主機為PDP-10,主機內的管理器負責管理協調各部分的工作,編譯器負責對AL語言的指令進行編譯並檢查程序,實時介面負責主、從機之間的介面連接,裝載器負責分配程序。從機為PDP-11/45。
主機的功能是對AL語言進行編譯,對機器人的動作進行規劃;從機接受主機發出的動作規劃命令,進行軌跡及關節參數的實時計算,最後對機器人發出具體的動作指令。
二、AL語言的編程格式
(1)程序BEGIN開始,由END結束。
(2)語句與語句之間用分號隔開。
(3)變數先定義說明其類型,後使用。變數名以英文字母開頭,由字母、數字和下畫線組成,字母大、小寫不分。
(4)程序的注釋用大括弧括起來。
(5)變數賦值語句中如所賦的內容為表達式,則先計算表達式的值,再把該值賦給等式左邊的變數。
三、AL語言中數據的類型
(1)標量(scalar)——可以是時間、距離、角度及力等,可以進行加、減、乘、除和指數運算,也可以進行三角函數、自然對數和指數換算。
(2)向量(vector)——與數學中的向量類似,可以由若干個量綱相同的標量來構造一個向量。
(3)旋轉(rot)——用來描述一個軸的旋轉或繞某個軸的旋轉以表示姿態。用ROT變數表示旋轉變數時帶有兩個參數,一個代表旋轉軸的簡單矢量,另一個表示旋轉角度。
(4)坐標系(frame)——用來建立坐標系,變數的值表示物體固連坐標系與空間作業的參考坐標系之間的相對位置與姿態。
(5)變換(trans)——用來進行坐標變換,具有旋轉和向量兩個參數,執行時先旋轉再平移。
四、AL語言的語句介紹
1.MOVE語句
用來描述機器人手爪的運動,如手爪從一個位置運動到另一個位置。MOVE語句的格式為
MOVE<HAND>TO<目的地>
2.手爪控制語句
OPEN:手爪打開語句。
CLOSE:手爪閉合語句。
語句的格式為
OPEN<HAND>TO<SVAL>
CLOSE<HAND>TO<SVAL>
其中SVAL為開度距離值,在程序中已預先指定。
3.控制語句
與PASCAL語言類似,控制語句有下面幾種:
IF<條件>THEN<語句>ELSE<語句>
WHILE<條件>DO<語句>
CASE<語句>
DO<語句>UNTIL<條件>
FOR…STEP…UNTIL…
4.AFFIX和UNFIX語句
在裝配過程中經常出現將一個物體粘到另一個物體上或一個物體從另一個物體上剝離的操作。語句AFFIX為兩物體結合的操作,語句AFFIX為兩物體分離的操作。
例如:BEAM_BORE和BEAM分別為兩個坐標系,執行語句
AFFIXBEAM_BORETOBEAM
後兩個坐標系就附著在一起了,即一個坐標系的運動也將引起另一個坐標系的同樣運動。然後執行下面的語句
UNFIXBEAM_BOREFROMBEAM
兩坐標系的附著關系被解除。
5.力覺的處理
在MOVE語句中使用條件監控子語句可實現使用感測器信息來完成一定的動作。
監控子語句如:
ON<條件>DO<動作>
例如:
MOVEBARMTO⊕-0.1*INCHESONFORCE(Z)>10*OUNCESDOSTOP
表示在當前位置沿Z軸向下移動0.1英寸,如果感覺Z軸方向的力超過10盎司,則立即命令機械手停止運動。
一般用戶接觸到的語言都是機器人公司自己開發的針對用戶的語言平台,通俗易懂,在這一層次,每一個機器人公司都有自己語法規則和語言形式,這些都不重要,因為這層是給用戶示教編程使用的。
這個語言平台之後是一種基於硬體相關的高級語言平台,如c語言、C++語言、基於IEC61131標准語言等,這些語言是機器人公司做機器人系統開發時所使用的語言平台,這一層次的語言平台可以編寫翻譯解釋程序,針對用戶示教的語言平台編寫的程序進行翻譯解釋成該層語言所能理解的指令,該層語言平台主要進行運動學和控制方面的編程,再底層就是硬體語言,如基於Intel硬體的匯編指令等。
各家工業機器人公司的機器人編程語言都不相同,各家有各家自己的編程語言。但是,不論變化多大,其關鍵特性都很相似。比如Staubli 機器人的編程語言叫VAL3,風格和Basic相似;ABB的叫做RAPID,風格和C相似;還有Adept Robotics 的V+,Fanuc,KUKA,MOTOMAN都有專用的編程語言,但是大都是相似.而由於機器人的發明公司Unimation公司最開始的語言就是VAL,所以這些語言結構都有所相似。