编程执行器
⑴ 什么叫示教编程
示教编程指由人工导引机器人末端执行器(安装于机器人关节结构末端的夹持器、工具、焊枪、喷枪等),或由人工操作导引机械模拟装置,或用示教盒(与控制系统相连接的一种手持装置,用以对机器人进行编程或使之运动)完成程序的编制,来使机器人完成预期的动作。
(1)编程执行器扩展阅读:
自20世纪50年代末至90年代,世界上应用的工业机器人绝大多数为示教再现型工业机器人。在80年代之前,以人工导引末端执行器(俗称手把手示教)及机械模拟装置两种示教方式居多,在点到点(点位控制)和不需要很精确路径控制的场合,用上述示教方式可降低成本。
20世纪80年代后半期至90年代生产的工业机器人一般都具有人工导引和示教盒示教两种功能。采用示教盒示教可大大提高控制精度,并能控制机器人速度,且免除了人工导引的繁重操作。我国 “七五”攻关和“八五”期间研制、生产的工业机器人多属示教再现型机器人。
⑵ 请大家介绍些国产的编程软件
Mind+是一款拥有自主知识产权的国产图形化编程软件,诞生于2013年,主要就是针对国内科技创新教育需求而开发的图形化编程软件,也是国内最早的图形化编程软件工具之一。在Scratch平台不能使用后,惊喜发现它完全可以兼容sb3格式保存的编程文件,其程序文件甚至可以一键导入到软件中,实现了对Scratch功能的无缝对接。目前很多学校老师、同学很多都在使用的一款编程软件。
Mind+最大优点是对硬件的支持非常丰富。直接支持中小学创客教育最常用的主流开源硬件如:Micro:bit、掌控板、ESP32和Arino Uno等,可对上百种常用硬件模块进行编程控制,包括各种传感器、执行器、显示器、通讯模块、功能模块等;并且开放用户库,用户可以自己制作扩展库。另外,Mind+还能满足中小学老师对于AI人工智能知识教学的各种需求,支持 AI 与 IoT ,除了图形化编程,还可以使用 Python/C/C++等高级编程语言。
Mind+已在国内历经8年打磨,已然成为科创教育学科、竞赛中普遍使用的青少年编程软件之一。
⑶ 风阀执行器怎么在plc中编程动作
先在满条某条件下动作一次,然后再去触发一个定时器,在定时器到期后再动作一次,并返回初始状态,等待下一次启动条件。
⑷ 适合孩子学习的编程软件有哪些
链接:
少儿编程教学可以大致分为两类:一类是Scratch或是仿Scratch的图形化编程教学,以培养兴趣、锻炼思维为主,趣味性较强。在这里,可以创造属于自己的动画,故事,音乐和游戏,这个过程其实就像搭积木一样简单。此外,还有机器人编程,也就是搭建机器人,通过运行程序让它动起来,着重培养孩子的动手能力。另一类是基于Python、C++等高级编程语言的计算机编程教学,目标往往是参加信息学奥赛等科技品牌赛事,如信息学奥林匹克竞赛/联赛、机器人竞赛、科技创新大赛等,或为后续的专业学习和职业技能打下基础。
⑸ 德国cloos机器人的程序是用什么做的
1973年,美国斯坦福人工智能实验室研究和开发了第一种机器人语言:WAVE语言,它具有动作描述,能配合视觉传感器进行手眼协调控制等功能。
1974年,在WAVE语言的基础上开发了AL语言,它是一种编译形式的语言,可以控制多台机器人协调动作。
1979年,美国Unimation公司开发了VAL语言,并配置在PUMA机器人上,成为使用的机器人语言,它是一种类BASIc语言,语句结构比较简单,易于编程。
美国IBM公司的ML语言,用于机器人装配作业。AML语言用于IBM机器人控制。
机器人语言尽管有很多分类方法,但根据作业描述水平的高低,通常可分为三级:1)动作级,2)对象级;3)任务级。
5.1.3.1 动作级编程语言:
动作级语言是以机器人的运动作为描述中心,通常由使夹手从—个位置到另一个位置的一系列命令组成。动作级语言的每一个命令(指令)对应于一个动作。如可以定义机器人的运动序列(MOVE),基本语句形式为: MOVE TO
动作级语言的语句比较简单,易于编程。其缺点是不能进行复杂的数学运算,不能接受复杂的传感器信息,仅能接受传感器的开关信号,并且和其他计算机的通信能力很差。
动作级编程又可分为关节级编程和终端执行器编程两种
关节级编程
关节级编程程序给出机器人各关节位移的时间序列。这种程序可以用汇编语言、简单的编程指令实现,也可通过示教盒示教或键入示教实现。关节级编程是一种在关节坐标系中工作的初级编程方法。用于直角坐标型机器人和圆柱坐标型机器人编程还较为简便,但用于关节型机器人,即使完成简单的作业,也首先要作运动综合才能编程,整个编程过程很不方便。关节级编程得到的程序没有通用性,因为一台机器人编制的程序一般难以用到另一台机器人上。这样得到的程序也不能模块化,它的扩展也十分困难。
终端执行器级编程
终端执行器级编程是一种在作业空间内各种设定好的坐标系里编程的编程方法。终端执行器级编程程序给出机器人终端执行器的位姿和辅助机能的时间序列,包括力觉、触觉、视觉等机能以及作业用量、作业工具的选定等。这种语言的指令由系统软件解释执行。可提供简单的条件分支,可应用于程序,并提供较强的感受处理功能和工具使用功能,这类语言有的还具有并行功能。
这种语言的基本特点是:1)各关节的求逆变换由系统软件支持进行;2)数据实时处理且导前于执行阶段;3)使用方便,占内存较少;4)指令语句有运动指令语言、运算指令语句、输入输出和管理语句等
对象级语言解决了动作级语言的不足,它是描述操作物体间关系使机器人动作的语言,即是以描述操作物体之间的关系为中心的语言,它具有以下特点:
(1)运动控制: 具有与动作级语言类似的功能。
(2)处理传感器信息 : 可以接受比开关信号复杂的传感器信号,并可利用传感器信号进行控制、监督以及修改和更新环境模型。
(3)通信和数字运算: 能方便地和计算机的数据文件进行通信,数字计算功能强,可以进行浮点计算。
(4)具有很好的扩展性: 用户可以根据实际需要,扩展语言的功能,如增加指令等。
任务级语言是比较高级的机器人语言,这类语言允许使用者对工作任务所要求达到的目标直接下命令,不需要规定机器人所做的每一个动作的细节。只要按某种原则给出最初的环境模型和最终工作状态,机器人可自动进行推理、计算,最后自动生成机器人的动作。
任务级语言的概念类似于人工智能中程序自动生成的概念。任务级机器人编程系统能够自动执行许多规划任务。
任务级机器人编程系统必须能把指定的工作任务翻译为执行该任务的程序。
机器人语言实际上是一个语言系统,机器人语言系统既包含语言本身——给出作业指示和动作指示,同时又包含处理系统——根据上述指示来控制机器人系统。机器人语言系统能够支持机器人编程、控制,以及与外围设备、传感器和机器人接口;同时还能支持与计算机系统间的通信。
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⑹ 机器人编程用什么软件
如果你去问一屋子的机器人专家,“什么是机器人学中最好编程语言?”,你永远不会得到一个直接的答案。
电气工程师会从工业机器人技术这个角度给出不同的答案。计算机视觉程序员给出的答案会跟认知机器人专家给出的不一样。而且,每个人都会对什么是最好的编程语言有自己的看法。最终,大多数人都会赞同的答案就是”这个取决于。。。“。
对于一个新入行正在试图决定要先学哪种语言的机器人学者来说,这是一个相当无用的答案。即使这是最现实的回答——因为它的确取决于你想要开发的应用程序和你在使用的系统。
对于学习机器人编程的你来说,最重要的事情是开拓你的”编程思维”,而不是精通一种特定的编程语言。从很多方面来说,从哪种编程语言开始学习真的无关紧要。你学习的每种语言提升了你的编程思维,拥有了这种思维,去学习一种新编程语言的时候会容易不少
这里有几种常用的机器人编程语言
VAL语言
一、VAL语言及特点
VAL语言是美国Unimation公司于1979年推出的一种机器人编程语言,主要配置在PUMA和UNIMATION等型机器人上,是一种专用的动作类描述语言。VAL语言是在BASIC语言的基础上发展起来的,所以与BASIC语言的结构很相似。在VAL的基础上Unimation公司推出了VALⅡ语言。
VAL语言可应用于上下两级计算机控制的机器人系统。上位机为LSI-11/23,编程在上位机中进行,上位机进行系统的管理;下位机为6503微处理器,主要控制各关节的实时运动。编程时可以VAL语言和6503汇编语言混合编程。
VAL语言命令简单、清晰易懂,描述机器人作业动作及与上位机的通信均较方便,实时功能强;可以在在线和离线两种状态下编程,适用于多种计算机控制的机器人;能够迅速地计算出不同坐标系下复杂运动的连续轨迹,能连续生成机器人的控制信号,可以与操作者交互地在线修改程序和生成程序;VAL语言包含有一些子程序库,通过调用各种不同的子程序可很快组合成复杂操作控制;能与外部存储器进行快速数据传输以保存程序和数据。
VAL语言系统包括文本编辑、系统命令和编程语言三个部分。
在文本编辑状态下可以通过键盘输入文本程序,也可通过示教盒在示教方式下输入程序。在输入过程中可修改、编辑、生成程序,最后保存到存储器中。在此状态下也可以调用已存在的程序。
系统命令包括位置定义、程序和数据列表、程序和数据存储、系统状态设置和控制、系统开关控制、系统诊断和修改。
编程语言把一条条程序语句转换执行。
二、VAL语言的指令
VAL语言包括监控指令和程序指令两种。其中监控指令有六类,分别为位置及姿态定义指令、程序编辑指令、列表指令、存储指令、控制程序执行指令和系统状态控制指令。
各类指令的具体形式及功能如下:
1.监控指令
1)位置及姿态定义指令
POINT指令:执行终端位置、姿态的齐次变换或以关节位置表示的精确点位赋值。
其格式有两种:
POINT<变量>[=<变量2>…<变量n>]
或POINT<精确点>[=<精确点2>]
例如:
POINTPICK1=PICK2
指令的功能是置变量PICK1的值等于PICK2的值。
又如:
POINT#PARK
是准备定义或修改精确点PARK。
DPOINT指令:删除包括精确点或变量在内的任意数量的位置变量。
HERE指令:此指令使变量或精确点的值等于当前机器人的位置。
例如:
HEREPLACK
是定义变量PLACK等于当前机器人的位置。
WHERE指令:该指令用来显示机器人在直角坐标空间中的当前位置和关节变量值。
BASE指令:用来设置参考坐标系,系统规定参考系原点在关节1和2轴线的交点处,方向沿固定轴的方向。
格式:
BASE[<dX>],[<dY>],[<dZ>],[<Z向旋转方向>]
例如:
BASE300,–50,30
是重新定义基准坐标系的位置,它从初始位置向X方向移300,沿Z的负方向移50,再绕Z轴旋转了30°。
TOOLI指令:此指令的功能是对工具终端相对工具支承面的位置和姿态赋值。
2)程序编辑指令
EDIT指令:此指令允许用户建立或修改一个指定名字的程序,可以指定被编辑程序的起始行号。其格式为
EDIT[<程序名>],[<行号>]
如果没有指定行号,则从程序的第一行开始编辑;如果没有指定程序名,则上次最后编辑的程序被响应。
用EDIT指令进入编辑状态后,可以用C、D、E、I、L、P、R、S、T等命令来进一步编辑。如:
C命令:改变编辑的程序,用一个新的程序代替。
D命令:删除从当前行算起的n行程序,n缺省时为删除当前行。
E命令:退出编辑返回监控模式。
I命令:将当前指令下移一行,以便插入一条指令。
P命令:显示从当前行往下n行的程序文本内容。
T命令:初始化关节插值程序示教模式,在该模式下,按一次示教盒上的“RECODE”按钮就将MOVE指令插到程序中。
3)列表指令
DIRECTORY指令:此指令的功能是显示存储器中的全部用户程序名。
LISTL指令:功能是显示任意个位置变量值。
LISTP指令:功能是显示任意个用户的全部程序。
4)存储指令
FORMAT指令:执行磁盘格式化。
SOREP指令:功能是在指定的磁盘文件内存储指定的程序。
STOREL指令:此指令存储用户程序中注明的全部位置变量名和变量值。
LISTF指令:指令的功能是显示软盘中当前输入的文件目录。
LOADP指令:功能是将文件中的程序送入内存。
LOADL指令:功能是将文件中指定的位置变量送入系统内存。
DELETE指令:此指令撤销磁盘中指定的文件。
COMPRESS指令:只用来压缩磁盘空间。
ERASE指令:擦除磁内容并初始化。
5)控制程序执行指令
ABORT指令:执行此指令后紧急停止(紧停)。
DO指令:执行单步指令。
EXECUTE指令:此指令执行用户指定的程序n次,n可以从–32768到32767,当n被省略时,程序执行一次。
NEXT指令:此命令控制程序在单步方式下执行。
PROCEED指令:此指令实现在某一步暂停、急停或运行错误后,自下一步起继续执行程序。
RETRY指令:指令的功能是在某一步出现运行错误后,仍自那一步重新运行程序。
SPEED指令:指令的功能是指定程序控制下机器人的运动速度,其值从0.01到327.67,一般正常速度为100。
6)系统状态控制指令
CALIB指令:此指令校准关节位置传感器。
STATUS指令:用来显示用户程序的状态。
FREE指令:用来显示当前未使用的存储容量。
ENABL指令:用于开、关系统硬件。
ZERO指令:此指令的功能是清除全部用户程序和定义的位置,重新初始化。
DONE:此指令停止监控程序,进入硬件调试状态。
2.程序指令
1)运动指令
指令包括GO、MOVE、MOVEI、MOVES、DRAW、APPRO、APPROS、DEPART、DRIVE、READY、OPEN、OPENI、CLOSE、CLOSEI、RELAX、GRASP及DELAY等。
这些指令大部分具有使机器人按照特定的方式从一个位姿运动到另一个位姿的功能,部分指令表示机器人手爪的开合。例如:
MOVE#PICK!
表示机器人由关节插值运动到精确PICK所定义的位置。“!”表示位置变量已有自己的值。
MOVET<位置>,<手开度>
功能是生成关节插值运动使机器人到达位置变量所给定的位姿,运动中若手为伺服控制,则手由闭合改变到手开度变量给定的值。
又例如:
OPEN[<手开度>]
表示使机器人手爪打开到指定的开度。
2)机器人位姿控制指令
这些指令包括RIGHTY、LEFTY、ABOVE、BELOW、FLIP及NOFLIP等。
3)赋值指令
赋值指令有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实现程序的无条件转移,而IF指令执行有条件转移。IF指令的格式为
IF<整型变量1><关系式><整型变量2><关系式>THEN<标识符>
该指令比较两个整型变量的值,如果关系状态为真,程序转到标识符指定的行去执行,否则接着下一行执行。关系表达式有EQ(等于)、NE(不等于)、LT(小于)、GT(大于)、LE(小于或等于)及GE(大于或等于)。
5)开关量赋值指令
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语言
SIGLA是一种仅用于直角坐标式SIGMA装配型机器人运动控制时的一种编程语言,是20世纪70年代后期由意大利Olivetti公司研制的一种简单的非文本语言。
这种语言主要用于装配任务的控制,它可以把装配任务划分为一些装配子任务,如取旋具,在螺钉上料器上取螺钉A,搬运螺钉A,定位螺钉A,装入螺钉A,紧固螺钉等。编程时预先编制子程序,然后用子程序调用的方式来完成。
IML语言
IML也是一种着眼于末端执行器的动作级语言,由日本九州大学开发而成。IML语言的特点是编程简单,能人机对话,适合于现场操作,许多复杂动作可由简单的指令来实现,易被操作者掌握。
IML用直角坐标系描述机器人和目标物的位置和姿态。坐标系分两种,一种是机座坐标系,一种是固连在机器人作业空间上的工作坐标系。语言以指令形式编程,可以表示机器人的工作点、运动轨迹、目标物的位置及姿态等信息,从而可以直接编程。往返作业可不用循环语句描述,示教的轨迹能定义成指令插到语句中,还能完成某些力的施加。
IML语言的主要指令有:运动指令MOVE、速度指令SPEED、停止指令STOP、手指开合指令OPEN及CLOSE、坐标系定义指令COORD、轨迹定义命令TRAJ、位置定义命令HERE、程序控制指令IF…THEN、FOREACH语句、CASE语句及DEFINE等。
AL语言
一、AL语言概述
AL语言是20世纪70年代中期美国斯坦福大学人工智能研究所开发研制的一种机器人语言,它是在WAVE的基础上开发出来的,也是一种动作级编程语言,但兼有对象级编程语言的某些特征,使用于装配作业。它的结构及特点类似于PASCAL语言,可以编译成机器语言在实时控制机上运行,具有实时编译语言的结构和特征,如可以同步操作、条件操作等。AL语言设计的原始目的是用于具有传感器信息反馈的多台机器人或机械手的并行或协调控制编程。
运行VA语言的系统硬件环境包括主、从两级计算机控制,如图所示。主机为PDP-10,主机内的管理器负责管理协调各部分的工作,编译器负责对AL语言的指令进行编译并检查程序,实时接口负责主、从机之间的接口连接,装载器负责分配程序。从机为PDP-11/45。
主机的功能是对AL语言进行编译,对机器人的动作进行规划;从机接受主机发出的动作规划命令,进行轨迹及关节参数的实时计算,最后对机器人发出具体的动作指令。
二、AL语言的编程格式
(1)程序BEGIN开始,由END结束。
(2)语句与语句之间用分号隔开。
(3)变量先定义说明其类型,后使用。变量名以英文字母开头,由字母、数字和下画线组成,字母大、小写不分。
(4)程序的注释用大括号括起来。
(5)变量赋值语句中如所赋的内容为表达式,则先计算表达式的值,再把该值赋给等式左边的变量。
三、AL语言中数据的类型
(1)标量(scalar)——可以是时间、距离、角度及力等,可以进行加、减、乘、除和指数运算,也可以进行三角函数、自然对数和指数换算。
(2)向量(vector)——与数学中的向量类似,可以由若干个量纲相同的标量来构造一个向量。
(3)旋转(rot)——用来描述一个轴的旋转或绕某个轴的旋转以表示姿态。用ROT变量表示旋转变量时带有两个参数,一个代表旋转轴的简单矢量,另一个表示旋转角度。
(4)坐标系(frame)——用来建立坐标系,变量的值表示物体固连坐标系与空间作业的参考坐标系之间的相对位置与姿态。
(5)变换(trans)——用来进行坐标变换,具有旋转和向量两个参数,执行时先旋转再平移。
四、AL语言的语句介绍
1.MOVE语句
用来描述机器人手爪的运动,如手爪从一个位置运动到另一个位置。MOVE语句的格式为
MOVE<HAND>TO<目的地>
2.手爪控制语句
OPEN:手爪打开语句。
CLOSE:手爪闭合语句。
语句的格式为
OPEN<HAND>TO<SVAL>
CLOSE<HAND>TO<SVAL>
其中SVAL为开度距离值,在程序中已预先指定。
3.控制语句
与PASCAL语言类似,控制语句有下面几种:
IF<条件>THEN<语句>ELSE<语句>
WHILE<条件>DO<语句>
CASE<语句>
DO<语句>UNTIL<条件>
FOR…STEP…UNTIL…
4.AFFIX和UNFIX语句
在装配过程中经常出现将一个物体粘到另一个物体上或一个物体从另一个物体上剥离的操作。语句AFFIX为两物体结合的操作,语句AFFIX为两物体分离的操作。
例如:BEAM_BORE和BEAM分别为两个坐标系,执行语句
AFFIXBEAM_BORETOBEAM
后两个坐标系就附着在一起了,即一个坐标系的运动也将引起另一个坐标系的同样运动。然后执行下面的语句
UNFIXBEAM_BOREFROMBEAM
两坐标系的附着关系被解除。
5.力觉的处理
在MOVE语句中使用条件监控子语句可实现使用传感器信息来完成一定的动作。
监控子语句如:
ON<条件>DO<动作>
例如:
MOVEBARMTO⊕-0.1*INCHESONFORCE(Z)>10*OUNCESDOSTOP
表示在当前位置沿Z轴向下移动0.1英寸,如果感觉Z轴方向的力超过10盎司,则立即命令机械手停止运动。
一般用户接触到的语言都是机器人公司自己开发的针对用户的语言平台,通俗易懂,在这一层次,每一个机器人公司都有自己语法规则和语言形式,这些都不重要,因为这层是给用户示教编程使用的。
这个语言平台之后是一种基于硬件相关的高级语言平台,如c语言、C++语言、基于IEC61131标准语言等,这些语言是机器人公司做机器人系统开发时所使用的语言平台,这一层次的语言平台可以编写翻译解释程序,针对用户示教的语言平台编写的程序进行翻译解释成该层语言所能理解的指令,该层语言平台主要进行运动学和控制方面的编程,再底层就是硬件语言,如基于Intel硬件的汇编指令等。
各家工业机器人公司的机器人编程语言都不相同,各家有各家自己的编程语言。但是,不论变化多大,其关键特性都很相似。比如Staubli 机器人的编程语言叫VAL3,风格和Basic相似;ABB的叫做RAPID,风格和C相似;还有Adept Robotics 的V+,Fanuc,KUKA,MOTOMAN都有专用的编程语言,但是大都是相似.而由于机器人的发明公司Unimation公司最开始的语言就是VAL,所以这些语言结构都有所相似。
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