機(jī)器人編程

時(shí)間：2021-11-11 10:19:41

關(guān)鍵字：機(jī)器人格物斯坦

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[導(dǎo)讀]機(jī)器人編程常用的四大語言

機(jī)器人的開發(fā)語言一般為C、C++、C++ Builder、VB、VC等語言，主要取決于執(zhí)行機(jī)構(gòu)(伺服系統(tǒng))的開發(fā)語言;而機(jī)器人編程分為示教、動(dòng)作級(jí)機(jī)器人編程語言、任務(wù)級(jí)編程語言三個(gè)級(jí)別;機(jī)器人編程語言分為專用操作語言(如VAL語言、AL語言、SLIM語言等)、應(yīng)用已有計(jì)算機(jī)語言的機(jī)器人程序庫(如Pascal語言、JARS語言、AR-BASIC語言等)、應(yīng)用新型通用語言的機(jī)器人程序庫(如RAPID語言、AML語言KAREL語言等)三種類型。目前主要應(yīng)用的是SLIM語言。

機(jī)器人編程語言(一)

伴隨著機(jī)器人的發(fā)展，機(jī)器人語言也得到發(fā)展和完善。機(jī)器人語言已成為機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重要部分。機(jī)器人的功能除了依靠機(jī)器人硬件的支持外，相當(dāng)一部分依賴機(jī)器人語言來完成。早期的機(jī)器人由于功能單一，動(dòng)作簡單，可采用固定程序或示教方式來控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。隨著機(jī)器人作業(yè)動(dòng)作的多樣化和作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜化，依靠固定的程序或示教方式已滿足不了要求，必須依靠能適應(yīng)作業(yè)和環(huán)境隨時(shí)變化的機(jī)器人語言編程來完成機(jī)器人的工作。

自機(jī)器人出現(xiàn)以來，美國、日本等機(jī)器人的原創(chuàng)國也同時(shí)開始進(jìn)行機(jī)器人語言的研究。美國斯坦福大學(xué)于1973年研制出世界上第一種機(jī)器人語言——WAVE語言。WAVE是一種機(jī)器人動(dòng)作語言，即語言功能以描述機(jī)器人的動(dòng)作為主，兼以力和接觸的控制，還能配合視覺傳感器進(jìn)行機(jī)器人的手、眼協(xié)調(diào)控制。

在WAVE語言的基礎(chǔ)上，1974年斯坦福大學(xué)人工智能實(shí)驗(yàn)室又開發(fā)出一種新的語言，稱為AL語言。這種語言與高級(jí)計(jì)算機(jī)語言ALGOL結(jié)構(gòu)相似，是一種編譯形式的語言，帶有一個(gè)指令編譯器，能在實(shí)時(shí)機(jī)上控制，用戶編寫好的機(jī)器人語言源程序經(jīng)編譯器編譯后對(duì)機(jī)器人進(jìn)行任務(wù)分配和作業(yè)命令控制。AL語言不僅能描述手爪的動(dòng)作，而且可以記憶作業(yè)環(huán)境和該環(huán)境內(nèi)物體和物體之間的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)器人的協(xié)調(diào)控制。

美國IBM公司也一直致力于機(jī)器人語言的研究，取得了不少成果。1975年，IBM公司研制出ML語言，主要用于機(jī)器人的裝配作業(yè)。隨后該公司又研制出另一種語言——AUTOPASS語言，這是一種用于裝配的更高級(jí)語言，它可以對(duì)幾何模型類任務(wù)進(jìn)行半自動(dòng)編程。

美國的Unimation公司于1979年推出了VAL語言。它是在BASIC語言基礎(chǔ)上擴(kuò)展的一種機(jī)器人語言，因此具有BASIC的內(nèi)核與結(jié)構(gòu)，編程簡單，語句簡練。VAL語言成功地用于PUMA和UNIMATE型機(jī)器人。1984年，Unimation公司又推出了在VAL基礎(chǔ)上改進(jìn)的機(jī)器人語言——VAL Ⅱ語言。VALⅡ語言除了含有VAL語言的全部功能外，還增加了對(duì)傳感器信息的讀取，使得可以利用傳感器信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。

20世紀(jì)80年代初，美國Automatix公司開發(fā)了RAIL語言，該語言可以利用傳感器的信息進(jìn)行零件作業(yè)的檢測。同時(shí)，麥道公司研制了MCL語言，這是一種在數(shù)控自動(dòng)編程語言——APT語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種機(jī)器人語言。MCL特別適用于由數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等組成的柔性加工單元的編程。

機(jī)器人語言品種繁多，而且新的語言層出不窮。這是因?yàn)闄C(jī)器人的功能不斷拓展，需要新的語言來配合其工作。另一方面，機(jī)器人語言多是針對(duì)某種類型的具體機(jī)器人而開發(fā)的，所以機(jī)器人語言的通用性很差，幾乎一種新的機(jī)器人問世，就有一種新的機(jī)器人語言與之配套。

機(jī)器人語言可以按照其作業(yè)描述水平的程度分為動(dòng)作級(jí)編程語言、對(duì)象級(jí)編程語言和任務(wù)級(jí)編程語言三類。

動(dòng)作級(jí)編程語言

動(dòng)作級(jí)編程語言是最低一級(jí)的機(jī)器人語言。它以機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)描述為主，通常一條指令對(duì)應(yīng)機(jī)器人的一個(gè)動(dòng)作，表示從機(jī)器人的一個(gè)位姿運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)位姿。動(dòng)作級(jí)編程語言的優(yōu)點(diǎn)是比較簡單，編程容易。其缺點(diǎn)是功能有限，無法進(jìn)行繁復(fù)的數(shù)學(xué)運(yùn)算，不接受浮點(diǎn)數(shù)和字符串，子程序不含有自變量;不能接受復(fù)雜的傳感器信息，只能接受傳感器開關(guān)信息;與計(jì)算機(jī)的通信能力很差。典型的動(dòng)作級(jí)編程語言為VAL語言，如AVL語言語句“MOVE TO (destination)”的含義為機(jī)器人從當(dāng)前位姿運(yùn)動(dòng)到目的位姿。

動(dòng)作級(jí)編程語言編程時(shí)分為關(guān)節(jié)級(jí)編程和末端執(zhí)行器級(jí)編程兩種。

關(guān)節(jié)級(jí)編程

關(guān)節(jié)級(jí)編程是以機(jī)器人的關(guān)節(jié)為對(duì)象，編程時(shí)給出機(jī)器人一系列各關(guān)節(jié)位置的時(shí)間序列，在關(guān)節(jié)坐標(biāo)系中進(jìn)行的一種編程方法。對(duì)于直角坐標(biāo)型機(jī)器人和圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人，由于直角關(guān)節(jié)和圓柱關(guān)節(jié)的表示比較簡單，這種方法編程較為適用;而對(duì)具有回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)型機(jī)器人，由于關(guān)節(jié)位置的時(shí)間序列表示困難，即使一個(gè)簡單的動(dòng)作也要經(jīng)過許多復(fù)雜的運(yùn)算，故這一方法并不適用。

關(guān)節(jié)級(jí)編程可以通過簡單的編程指令來實(shí)現(xiàn)，也可以通過示教盒示教和鍵入示教實(shí)現(xiàn)。

末端執(zhí)行器級(jí)編程

末端執(zhí)行器級(jí)編程在機(jī)器人作業(yè)空間的直角坐標(biāo)系中進(jìn)行。在此直角坐標(biāo)系中給出機(jī)器人末端執(zhí)行器一系列位姿組成位姿的時(shí)間序列，連同其他一些輔助功能如力覺、觸覺、視覺等的時(shí)間序列，同時(shí)確定作業(yè)量、作業(yè)工具等，協(xié)調(diào)地進(jìn)行機(jī)器人動(dòng)作的控制。

這種編程方法允許有簡單的條件分支，有感知功能，可以選擇和設(shè)定工具，有時(shí)還有并行功能，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng)。

機(jī)器人編程語言(二)

對(duì)象級(jí)編程語言

所謂對(duì)象即作業(yè)及作業(yè)物體本身。對(duì)象級(jí)編程語言是比動(dòng)作級(jí)編程語言高一級(jí)的編程語言，它不需要描述機(jī)器人手爪的運(yùn)動(dòng)，只要由編程人員用程序的形式給出作業(yè)本身順序過程的描述和環(huán)境模型的描述，即描述操作物與操作物之間的關(guān)系。通過編譯程序機(jī)器人即能知道如何動(dòng)作。

這類語言典型的例子有AML及AUTOPASS等語言，其特點(diǎn)為：

(1) 具有動(dòng)作級(jí)編程語言的全部動(dòng)作功能。

(2) 有較強(qiáng)的感知能力，能處理復(fù)雜的傳感器信息，可以利用傳感器信息來修改、更新環(huán)境的描述和模型，也可以利用傳感器信息進(jìn)行控制、測試和監(jiān)督。

(3) 具有良好的開放性，語言系統(tǒng)提供了開發(fā)平臺(tái)，用戶可以根據(jù)需要增加指令，擴(kuò)展語言功能。

(4) 數(shù)字計(jì)算和數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，可以處理浮點(diǎn)數(shù)，能與計(jì)算機(jī)進(jìn)行即時(shí)通信。

對(duì)象級(jí)編程語言用接近自然語言的方法描述對(duì)象的變化。對(duì)象級(jí)編程語言的運(yùn)算功能、作業(yè)對(duì)象的位姿時(shí)序、作業(yè)量、作業(yè)對(duì)象承受的力和力矩等都可以以表達(dá)式的形式出現(xiàn)。系統(tǒng)中機(jī)器人尺寸參數(shù)、作業(yè)對(duì)象及工具等參數(shù)一般以知識(shí)庫和數(shù)據(jù)庫的形式存在，系統(tǒng)編譯程序時(shí)獲取這些信息后對(duì)機(jī)器人動(dòng)作過程進(jìn)行仿真，再進(jìn)行實(shí)現(xiàn)作業(yè)對(duì)象合適的位姿，獲取傳感器信息并處理，回避障礙以及與其他設(shè)備通信等工作。

任務(wù)級(jí)編程語言

任務(wù)級(jí)編程語言是比前兩類更高級(jí)的一種語言，也是最理想的機(jī)器人高級(jí)語言。這類語言不需要用機(jī)器人的動(dòng)作來描述作業(yè)任務(wù)，也不需要描述機(jī)器人對(duì)象物的中間狀態(tài)過程，只需要按照某種規(guī)則描述機(jī)器人對(duì)象物的初始狀態(tài)和最終目標(biāo)狀態(tài)，機(jī)器人語言系統(tǒng)即可利用已有的環(huán)境信息和知識(shí)庫、數(shù)據(jù)庫自動(dòng)進(jìn)行推理、計(jì)算，從而自動(dòng)生成機(jī)器人詳細(xì)的動(dòng)作、順序和數(shù)據(jù)。例如，一裝配機(jī)器人欲完成某一螺釘?shù)难b配，螺釘?shù)某跏嘉恢煤脱b配后的目標(biāo)位置已知，當(dāng)發(fā)出抓取螺釘?shù)拿顣r(shí)，語言系統(tǒng)從初始位置到目標(biāo)位置之間尋找路徑，在復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境中找出一條不會(huì)與周圍障礙物產(chǎn)生碰撞的合適路徑，在初始位置處選擇恰當(dāng)?shù)淖藨B(tài)抓取螺釘，沿此路徑運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置。在此過程中，作業(yè)中間狀態(tài)作業(yè)方案的設(shè)計(jì)、工序的選擇、動(dòng)作的前后安排等一系列問題都由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。

任務(wù)級(jí)編程語言的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，需要人工智能的理論基礎(chǔ)和大型知識(shí)庫、數(shù)據(jù)庫的支持，目前還不是十分完善，是一種理想狀態(tài)下的語言，有待于進(jìn)一步的研究。但可以相信，隨著人工智能技術(shù)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)的不斷發(fā)展，任務(wù)級(jí)編程語言必將取代其他語言而成為機(jī)器人語言的主流，使得機(jī)器人的編程應(yīng)用變得十分簡單。

一般用戶接觸到的語言都是機(jī)器人公司自己開發(fā)的針對(duì)用戶的語言平臺(tái)，通俗易懂，在這一層次，每一個(gè)機(jī)器人公司都有自己語法規(guī)則和語言形式，這些都不重要，因?yàn)檫@層是給用戶示教編程使用的。在這個(gè)語言平臺(tái)之后是一種基于硬件相關(guān)的高級(jí)語言平臺(tái)，如C語言、C++語言、基于IEC61131標(biāo)準(zhǔn)語言等，這些語言是機(jī)器人公司做機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)時(shí)所使用的語言平臺(tái)，這一層次的語言平臺(tái)可以編寫翻譯解釋程序，針對(duì)用戶示教的語言平臺(tái)編寫的程序進(jìn)行翻譯解釋成該層語言所能理解的指令，該層語言平臺(tái)主要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和控制方面的編程，再底層就是硬件語言，如基于Intel硬件的匯編指令等。

商用機(jī)器人公司提供給用戶的編程接口一般都是自己開發(fā)的簡單的示教編程語言系統(tǒng)，如KUKA、ABB等，機(jī)器人控制系統(tǒng)提供商提供給用戶的一般是第二層語言平臺(tái)，在這一平臺(tái)層次，控制系統(tǒng)供應(yīng)商可能提供了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)算法和核心的多軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)算法，用戶可以針對(duì)自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)用自由的進(jìn)行二次開發(fā)，該層語言平臺(tái)具有較好的開放性，但是用戶的工作量也相應(yīng)增加，這一層次的平臺(tái)主要是針對(duì)機(jī)器人開發(fā)廠商的平臺(tái)，如歐系一些機(jī)器人控制系統(tǒng)供應(yīng)商就是基于IEC61131標(biāo)準(zhǔn)的編程語言平臺(tái)。最底層的匯編語言級(jí)別的編程環(huán)境我們一般不用太關(guān)注，這些是控制系統(tǒng)芯片硬件廠商的事。

各家工業(yè)機(jī)器人公司的機(jī)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(guān)鍵特性都很相似。比如Staubli 機(jī)器人的編程語言叫VAL3,風(fēng)格和Basic相似;ABB的叫做RAPID,風(fēng)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.而由于機(jī)器人的發(fā)明公司Unimation公司最開始的語言就是VAL,所以這些語言結(jié)構(gòu)都有所相似。 VAL語言是美國Unimation公司于1979年推出的一種機(jī)器人編程語言，主要配置在PUMA和UNIMATION等型機(jī)器人上，是一種專用的動(dòng)作類描述語言。

VAL語言是在BASIC語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所以與BASIC語言的結(jié)構(gòu)很相似。在VAL的基礎(chǔ)上Unimation公司推出了VALⅡ語言;而后來staubli 收購了Unimation公司后，又發(fā)展起來了VAL3的機(jī)器人編程語言。

學(xué)習(xí)的話，一般來說各家機(jī)器人的官方網(wǎng)站都會(huì)有這些介紹資料，但是詳細(xì)的資料就會(huì)比較欠缺。

如果您問“機(jī)器人的最佳編程語言是什么?

計(jì)算機(jī)視覺程序員會(huì)給出不同于認(rèn)知機(jī)器人的答案。每個(gè)人都不同意什么是“最好的編程語言”，語言首先學(xué)習(xí)，即使這是最現(xiàn)實(shí)的答案，因?yàn)樗Q于您要開發(fā)的應(yīng)用程序類型以及您正在使用的系統(tǒng)。

機(jī)器人十大流行編程語言

世界上有超過1500種編程語言，這是目前機(jī)器人技術(shù)中十種最流行的編程語言。每種語言對(duì)機(jī)器人有不同的優(yōu)勢：

10. BASIC / 帕斯卡

BASIC和Pascal，它們是幾種工業(yè)機(jī)器人語言的基礎(chǔ)，如下所述。BASIC是為初學(xué)者設(shè)計(jì)的(它代表初學(xué)者通用符號(hào)指令代碼)，這使它成為一個(gè)非常簡單的語言開始。帕斯卡爾旨在鼓勵(lì)良好的編程習(xí)慣小號(hào)，并介紹構(gòu)造，如指針，它一個(gè)很好的“敲門磚”，從普通版使一個(gè)更復(fù)雜的語言。這幾天，這兩種語言都有點(diǎn)過時(shí)，有利于“日常使用”。但是，如果要進(jìn)行大量的低級(jí)編碼，或者想要熟悉其他工業(yè)機(jī)器人語言，可以學(xué)習(xí)它們。

9.工業(yè)機(jī)器人語言

幾乎每個(gè)機(jī)器人制造商都開發(fā)了自己的專有機(jī)器人編程語言。您可以通過學(xué)習(xí)Pascal熟悉其中的幾個(gè)。但是，您每次開始使用新的機(jī)器人時(shí)，仍然需要學(xué)習(xí)新的語言。

ABB擁有RAPID編程語言。Kuka有KRL(Kuka Robot Language)。Comau使用PDL2，安川使用INFORM和川崎使用AS。然后，F(xiàn)anuc機(jī)器人使用Karel，St?ubli機(jī)器人使用VAL3和Universal Robots使用URScript。

近年來，像ROS Industrial這樣的編程選項(xiàng)開始為程序員提供更多的標(biāo)準(zhǔn)化選項(xiàng)。但是，如果您是技術(shù)人員，則您更有可能使用制造商的語言。

8. LISP

LISP是世界上第二大最古老的編程語言(FORTRAN年齡較大，但只有一年)。它不像這個(gè)列表上許多其他編程語言那么廣泛使用; 然而，在人工智能編程中仍然非常重要。ROS的一部分是用LISP編寫的，盡管你不需要知道使用ROS。

7. 硬件描述語言(HDL)

硬件描述語言基本上是描述電子設(shè)備的編程方式。這些語言對(duì)于一些機(jī)器人專家來說是相當(dāng)熟悉的，因?yàn)樗鼈冇糜诰幊态F(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)。FPGA允許您開發(fā)電子硬件，而無需實(shí)際生產(chǎn)硅芯片，這使得它們成為更快更容易的一些開發(fā)選擇。

如果你不是電子原型，你可能永遠(yuǎn)不會(huì)使用HDL。即使如此，重要的是知道它們存在，因?yàn)樗鼈兣c其他編程語言完全不同。一方面，所有操作都是并行執(zhí)行的，而不是依照基于處理器的語言進(jìn)行。

6. 裝配

大會(huì)允許您以“一級(jí)和零級(jí)”進(jìn)行編程，這是最低級(jí)別(或多或少)的編程，最近大多數(shù)低級(jí)別的電子設(shè)備都需要編程，隨著Arduino等的興起微控制器，您現(xiàn)在可以使用C / C ++輕松地在這個(gè)級(jí)別進(jìn)行編程，這意味著大部分機(jī)器人可能不那么必要。

5. MATLAB

MATLAB及其開放源碼的親戚，如Octave，是非常受歡迎的一些機(jī)器人工程師分析數(shù)據(jù)和開發(fā)控制系統(tǒng)。還有一個(gè)非常受歡迎的機(jī)器人工具箱用于MATLAB。我知道使用MATLAB開發(fā)整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的人。如果要分析數(shù)據(jù)，生成高級(jí)圖形或?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)，您可能需要學(xué)習(xí)MATLAB。

4. C# / .NET

C#是Microsoft提供的專有編程語言。我在這里包括C#/ .NET，主要是因?yàn)槭褂盟鳛橹饕Z言的Microsoft Robotics Developer Studio。如果你要使用這個(gè)系統(tǒng)，你可能要使用C#。但是，首先學(xué)習(xí)C / C ++可能是長期發(fā)展編碼技巧的好選擇。

3. Java

一些計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)位將Java教學(xué)作為他們的第一種編程語言。Java從程序員“隱藏”底層的內(nèi)存功能，這使得它比C更容易編程，但這也意味著你對(duì)代碼實(shí)際做的不太了解。如果您從計(jì)算機(jī)科學(xué)的背景(許多人，特別是在研究中)來到機(jī)器人，你可能已經(jīng)學(xué)會(huì)了Java。像C#和MATLAB一樣，Java是一種解釋語言，這意味著它不會(huì)被編譯成機(jī)器代碼。相反，Java虛擬機(jī)在運(yùn)行時(shí)解釋指令。使用Java的理論是，由于Java虛擬機(jī)，您可以在許多不同的機(jī)器上使用相同的代碼。在實(shí)踐中，這并不總是奏效，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致代碼運(yùn)行緩慢。然而，Java在機(jī)器人的某些部分非常受歡迎，因此你可能需要它。

2. Python

Python近年來尤其在機(jī)器人技術(shù)方面出現(xiàn)了巨大的復(fù)蘇。其中一個(gè)原因可能是Python(和C ++)是ROS中發(fā)現(xiàn)的兩種主要的編程語言。像Java一樣，它是一種解釋語言。與Java不同，語言的主要重點(diǎn)是易用性。許多人都認(rèn)為這樣做非常好。

Python節(jié)省了許多常規(guī)的事情，這些事情在編程中花費(fèi)時(shí)間，例如定義和轉(zhuǎn)換變量類型。此外，還有大量免費(fèi)的圖書館，這意味著當(dāng)您需要實(shí)現(xiàn)一些基本功能時(shí)，您不必“重新發(fā)明”。并且由于它允許使用C / C ++代碼進(jìn)行簡單的綁定，這意味著代碼的性能很重的部分可以用這些語言來實(shí)現(xiàn)，以避免性能下降。

1. C / C ++

最后，我們達(dá)到機(jī)器人技術(shù)的第一編程語言!許多人都同意C和C ++是新機(jī)器人的好起點(diǎn)。為什么?因?yàn)楹芏嘤布於际褂眠@些語言。它們允許與低級(jí)硬件進(jìn)行交互，允許實(shí)時(shí)性能和非常成熟的編程語言。這些天，您可能會(huì)使用C ++多于C，因?yàn)樵撜Z言具有更多的功能。C ++基本上是C的擴(kuò)展。首先學(xué)習(xí)至少一點(diǎn)C可能是有用的，以便您可以在找到以C編寫的硬件庫時(shí)識(shí)別它。C / C ++并不像以前那樣簡單，比如Python或者M(jìn)ATLAB。使用C實(shí)現(xiàn)相同的功能可能需要相當(dāng)長的時(shí)間，并且需要更多的代碼行。然而，由于機(jī)器人非常依賴于實(shí)時(shí)性能，

機(jī)器人的主要特點(diǎn)之一是其通用性，是機(jī)器人具有可編程能力是實(shí)現(xiàn)這一特點(diǎn)的重要手段。機(jī)器人編程必然涉及機(jī)器人語言。機(jī)器人語言是使用符號(hào)來描述機(jī)器人動(dòng)作的方法，它通過對(duì)機(jī)器人的描述，使機(jī)器人按照編程者的意圖進(jìn)行各種操作。

器人語言的產(chǎn)生和發(fā)展是與機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)編程語言的發(fā)展緊密相關(guān)的。編程系統(tǒng)的核心問題是操作運(yùn)動(dòng)控制問題。

機(jī)器人編程系統(tǒng)以及方法

機(jī)器人編程是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和控制問題的結(jié)合點(diǎn)，也是機(jī)器人系統(tǒng)最關(guān)鍵的問題之一。當(dāng)前實(shí)用的工業(yè)機(jī)器人常為離線編程或示教，在調(diào)試階段可以通過示教控制盒對(duì)編譯好的程序一步一步地進(jìn)行，調(diào)試成功后可投入正式運(yùn)行。

機(jī)器人語言操作系統(tǒng)包括3個(gè)基本的操作狀態(tài)：

監(jiān)控狀態(tài)

編程狀態(tài)

執(zhí)行狀態(tài)

監(jiān)控狀態(tài)：用來進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)督控制。

編輯狀態(tài)：提供操作者編制程序或編輯程序

執(zhí)行狀態(tài)：用來執(zhí)行機(jī)器人程序

把機(jī)器人源程序轉(zhuǎn)換成機(jī)器碼，以便機(jī)器人控制柜能直接讀取和執(zhí)行，編譯后的程序運(yùn)行速度將大大加快。

根據(jù)機(jī)器人不同的工作要求，需要不同的編程。編程能力和編程方式有很大的關(guān)系，編程方式?jīng)Q定著機(jī)器人的適應(yīng)性和作業(yè)能力。隨著計(jì)算機(jī)在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人的計(jì)算機(jī)編程變得日益重要。

編程語言也是多種多樣的，目前工業(yè)機(jī)器人的編程方式有以下幾種：

順序控制的編程

在順序控制的機(jī)器中，所有的控制都是由機(jī)械或者電氣的順序控制來實(shí)現(xiàn)，一般沒有程序設(shè)計(jì)的要求。順序控制的靈活性小，這是因?yàn)樗械墓ぷ鬟^程都已編輯好，由機(jī)械擋塊，或其他確定的辦法所控制。大量的自動(dòng)機(jī)都是在順序控制下操作的，這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是成本低、易于控制和操作。

示教方式編程

目前，大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人都具有采用示教方式來編程的功能。示教方式編程一般可分為手把手示教編程和示教盒示教編程兩種方式：

1、手把手示教編程：主要用于噴漆、弧焊等要求實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制的工業(yè)機(jī)器人示教編程中。具體的方法是利用示教手柄引導(dǎo)末端執(zhí)行器經(jīng)過所要求的位置，同時(shí)由傳感器檢測出工業(yè)機(jī)器人個(gè)關(guān)節(jié)處的坐標(biāo)值，并由控制系統(tǒng)記錄、存儲(chǔ)下這些數(shù)據(jù)信息。實(shí)際工作中，工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)會(huì)重復(fù)再現(xiàn)示教過的軌跡和操作技能。

手把手示教編程也能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制，與CP控制不同的是它只記錄個(gè)軌跡程序移動(dòng)的兩端點(diǎn)位置，軌跡的運(yùn)動(dòng)速度則按各軌跡程序段應(yīng)對(duì)的功能數(shù)據(jù)輸入。

2、示教盒示教編程方式是人工利用示教盒上所具有的各種功能的按鈕來驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人的各關(guān)節(jié)軸，按作業(yè)所需要的順序單軸運(yùn)動(dòng)或多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，完成位置和功能的示教編程。示教盒示教一般用于大型機(jī)器人或危險(xiǎn)條件作業(yè)下的機(jī)器人示教。