cuprins - robotics.ucv.rorobotics.ucv.ro/carti/lpr/current/limbaje de programare a robotilor.pdf ·...

Limbaje de Programare a Robotilor Industriali

1

Cuprins

I. CONCEPTUL DE LIMBAJ. 3

A. Noţiuni introductive 3

B. Exemple de comunicatori şi sisteme de comunicaţie. 8

C. Ierarhizarea sistemelor comunicaţionale 15

D. Concluzii 18

II. ELEMENTE SPECIFICE ROBOŢILOR INDUSTRIALI. 20

A. Introducere 20

B. Utilizarea roboţilor industriali în aplicaţii industriale - Robotizarea unor aplicaţii 21

C. Utilizarea informatiilor senzoriale în programarea robotilor industriali 23

D. Sistemele de programare si sistemele de comanda ale roboţilor industriali 26

E. Descrierea sarcinilor pe care trebuie să le realizeze roboţii industriali 28 1. Descrierea la nivelul actionarilor 29 2. Descrierea în spatiul sarcinilor 32 3. Evolutia pozititei si orientarii efectorului 32

III. ELEMENTE DE BAZĂ ALE LIMBAJELOR DE PROGRAMARE A ROBOŢILOR INDUSTRIALI 36

A. Introducere în tematica limbajelor de programare a roboţilor industriali 36

B. Elemente caracteristice limbajelor de programare destinate structurilor de calcul 38 1. Variabilele 38 2. Subrutine 41 3. Proceduri şi funcţii 41 4. Macroinstrucţiunile 42 5. Recursivitatea 42 6. Procese şi corutine 43

C. Conceptele specifice Limbajului Robot 45 1. Sistem de referinţă - Frame 45 2. Controlul mişcării robotului 46

IV. DATE ŞI STRUCTURI DE DATE UTILIZATE ÎN CADRUL LIMBAJELOR DE PROGRAMARE A ROBOŢILOR INDUSTRIALI 52

A. Date utilizate de limbaje de programare a robotilor 52

B. Structuri de date 56

C. Moduri de manipulare a datelor 66 1. Operaţii logice 66 2. Operaţii de comparare 66 3. Operaţii aritmetice 67


2

4. Operaţii geometrice 67 5. Funcţii standard 68 6. Expresii complexe cu anumite priorităţi: 69

V. INSTRUCŢIUNI 71

A. Instrucţiuni de descriere a mediului de operare 71

B. Instrucţiuni de mişcare 76 1. Instrucţiunile de mişcare implicite. 76 2. Instrucţiunile de mişcare explicite. 77 3. Precizia poziţionării. 80 4. Tipul controlului mişcării. 81 5. Instrucţiunile de mişcare care integrează şi supravegherea senzorilor. 86

C. Instrucţiuni de mişcare cu specificaţii tehnologice. 89

D. Instrucţiuni de mişcare cu monitorizarea unor evenimente. 90

E. Instrucţiuni de comandă şi control a end-effectorului 92 1. Instrucţiuni de acţionare a terminalelor cu parametrii 95 2. Instrucţiuni de comandă a terminalului cu monitorizarea senzorilor asociaţi 96

F. Instrucţiuni dedicate lucrului cu sistemul exterioceptor 98

G. Instrucţiuni de configurare a sistemului senzorial 99

H. Instrucţiuni de mişcare cu controlul duratei mişcării 101

I. Procese în paralel 102

J. Instrucţiuni destinate lucrului cu sisteme de vedere artificiale 103

K. Delimitarea programului prin intermediul blocurilor 108

L. Instrucţiuni de control al parcurgerii programului 109 1. Instrucţiuni de salt necondiţionat 110 2. Instrucţiuni de execuţie condiţionată 110 3. Instrucţiuni cu execuţii condiţionate 110 4. Instrucţiuni cu salt condiţionat 112

M. Instrucţiuni de sincronizare şi de temporizare condiţionată 115

N. Alte consideraţii privitoare la tratarea situaţiilor excepţionale, atribute şi stare sistemului 116

VI. INTEGRAREA ÎN PROGRAM A PROGRAMĂRII PRIN INSTRUIRE 118

VII. SUBRUTINE, PROCEDURI ŞI FUNCŢII 123

A. Blocuri cu execuţie în paralel şi organizarea programului sub forma unor task-uri 126

B. Task-uri 127

VIII. BIBLIOGRAFIE ŞI REFERINŢE 130


3

I. Conceptul de limbaj.

A. Noţiuni introductive

Rolul esenţial pe care îl joacă comunicarea impune o abordare sintetică

care să permită aplicarea formalismului matematic. Astfel comunicarea conţine

în esenţă trei tipuri de elemente fundamentale:

comunicatorul - ca element receptor, transformator şi emiţător de informaţie

sistemul de comunicaţie - ca structură determinată având ca suport clase date

de comunicatori

informaţia ca suport primar material al comunicaţiei

Prin mesaj se defineşte mijlocul general prin care este transmisă

informaţia din lumea reală între comunicatori. Mesajul are în general două

laturi:

latură obiectivă sau semnificaţia mesajului, independentă de comunicatorul

de la care pleacă mesajul, respectiv de comunicatorul la care ajunge mesajul -

latură ce poartă numele de obiectul sau semnificaţia mesajului - notată cu m

o latură reprezentaţională sau simbolică care depinde direct de comunicatorii

care intervin în comunicaţie: receptor, respectiv transmiţător - forma

mesajului - notată fm.

În concluzie mesajele vor fi notate sub forma unei perechi < m, fm >.

Comunicatorul va fi considerat pentru început o entitate informală care există

într-un cadru real dat şi care se caracterizeazăprin faptul că este capabil să

ComunicatrulX

ComunicatorulY

Prelucrareainformatiei

Transmisiainformatiei

Receptiainformatiei

Figure 1


4

recepţioneze, să prelucreze şi să transmită informaţie. Spre simplificare vom

reprezenta comunicatorul prin aceste caracteristici ale sale sub forma unui graf

orientat:

Mediul real al comunicatorului Ci ( se va nota sub această forma

comunicatorul) este universul care poate fi afectat de Ci sau poate afecta pe Ci la

nivel informaţional, desigur, motiv pentru care acesta va fi notat cu UN(C) -

Universul Natural al lui C sau mai simplu UN. Obiectele cu care C nu intră în

contact vor fi deci considerate a fi în afara lui UN.

În cadrul universului natural se disting la rândul lor alte două categorii de

clase:

1. clasa obiectelor care au sens pentru comunicatorul C , adică obiectele pe care

C le recunoaşte dupa forma asociată ca reprezentare pentru C - notat cu M -

mesaj pe care C îl poate recepţiona, prelucra sau transmite

M m m UN C , iar m f m, este un mesaj care pote fi recepţionat sau

transmis de C

2. clasa obiectelor care nu au sens pentru C, nefiind recunoscute după forma de

reprezentare simbolică asociată, cel putin în momentul curent.

Ca o observaţie deosebit de importantă este faptul ca prin învăţare prima

clasa poate fi extinsă prin asimilarea unor obiecte aparţinând celei de-a doua

clase. încercând introducerea formalismului matematic vom putea considera ca

fm - sensul, semantica mesajului m, se poate fi privit ca o funcţie parţială f

definită pe UN( C ) cu domeniul în M - clasa obiectelor cu sens pentru C şi

codomeniul în F, unde F este sintaxa sau forma de reprezentare a obiectelor din

M pentru comunicatorul C. Procesul de extindere al funcţiei f, mai precis al

codomeniului F poartă numele de învăţare, funcţie ce se explică prin asocierea

pentru un mesaj m din M inclus în UN( C ) a unui sens pentru C, a unui nume

simbolic care duce la extinderea lui F (nume care va purta, în continuare,

numele de reprezentarea sau semnătura lui m pentru C).


5

Astfel pentru comunicatorul C, se va defini drept limbaj natural propriu

comunicatorului C tripletul ordonat L M F f M F , , : unde:

M - este semantica limbajului , F - este sintaxa limbajului, f - functia de

asociere a sintaxei

Limbajul, ca mijloc de comunicaţie, se realizează prin parcurgerea

următoarelor etape:

1) identificarea obiectelor limbajului printr-un proces de învăţare

2) asocierea reprezentărilor simbolice pentru obiectele specificate la 1 sau

specificarea sintaxei limbajului

3) integrarea funcţiei de învăţare prin identificarea obiectelor specificate la 1 cu

reprezentările lor alese la 2.

Prin prisma celor prezentate anterior se poate considera a fi perfect

determinat de universul sau natural şi de limbajul său, mai precis

L M F f M F , , : care are o anumită dinamică.

Comunicaţia impune existenţa a cel puţin 2 comunicatori C1 -

L M F f M F1 1 1 1 1 1 , , : , respectiv C2 - L M F f M F2 2 2 2 2 2 , , : , motiv pentru

care în continuare se vor defini condiţiile ca schimbul de mesaje să aibă loc:

1) comunicatorii trebuie sa aibă sens unul pentru altul: C M C M

f C F f C F1 2 2 1

2 1 2 1 2 1

2) comunicarea să poată să se facă prin mesaje ce pot fi înţelese:

UN C UN C1 2 Detalierea condiţiilor necesare pentru ca schimbul de mesaje să aibă loc se

realizează prin completarea condiţiilor anterioare cu următoarele condiţii de

transformare a mesajelor m:

1) f F f Fm m1 1 2 2 - semantica primului comunicator sa fie transformată îintr-o

semantică ce poate fi înţeleasă de cel de-al doilea

2) f F m Mm2 2 semantica celui de-al doilea comunicator să poată reface

informaţia percepută iniţial de primul comunicator.


6

Aceste ultime două cerinţe impun definirea a două noi funcţii:

funcţia translator Ti a cărui domeniul de definiţie este sintaxa Fi a limbajului

comunicatorului emiţator, iar domeniul valorilor este sintaxa Fj a limbajului

comunicatorului receptor: T F Fi i j:

funcţia de evaluare Ei definita pe sintaxa Fi si domeniul valorilor M:

E F Mi i: .

Relaţional funcţiile definite până în acest moment pot fi descrise prin

următoarea schemă:

M F1

F2

M

E2

E1f1

f2

Figure 2


7

Relaţiile dintre funcţiile descrise anterior sunt: f T E f E f T E f E

f T f f T ff E id f E idM M

1 1 2 2 2 2 2 1 1 1

1 1 2 2 2 1

2 2 1 1

;;;

Concluzionând o pereche de comunicatori C1, C2 formează un sistem de

comunicaţie dacă sunt îndeplinite urmatoarele condiţii:

1) C1 si C2 au acelaşi univers natural : UN(C1)=UN(C2)

2) f1 şi f2 sunt funcţii injective, iar f f1 1 2 1 , sunt inversele lor

3) există o pereche de funcţii T F F1 1 2: şi T F F2 2 1: care asigură

comutativitatea diagramei.

Un exemplu edificator în acest sens va fi ilustrat în cele ce urmează:

Fie doi comunicatori C1 şi C2 specificaţi prin următoarele universe

naturale: L N f N1 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 , , , , , , , , , , *, : , , , , , , , , , * - acest limbaj

asociază numerelor naturale reprezentarea zecimală

L N f N2 20 1 0 1 , , *, : , * - acest limbaj asociază numerelor naturale

reprezentarea binară.

În aceste condiţii poate fi construită functia inversă

f c c c c c c cp p p p1 1 0 1 2 0 1 110 10 , , ; c c c cp0 1 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9, , , , , , , , , , , * , respectiv f c c c c c cq q q q2 1 0 1 0 1 12 2 , , unde c c cq0 1 0 1, , , * . Funcţiile translatoare se obţin rapid, T1 fiind reprezentarea binara a numărului zecimal ( se

va aplica algoritmul de împărţiri repetate pentru schimbarea bazei zecimale în

bază binară), iar T2 fiind de fapt f c c c c c cq q q q2 1 0 1 0 1 12 2 , . Schema comunicaţiei între cele două limbaje devine:


8

B. Exemple de comunicatori şi sisteme de comunicaţie.

Pentru înţelegerea formalismului introdus anterior în continuare vor fi

prezentate câteva exemple de comunicatori si reprezentări schematice ale

sistemelor de comunicaţie:

Comunicatorul uman - universul natural al acestui comunicator îl

constituie universul real uman. Formele de reprezentare a acestui univers depind

de canalele senzoriale care recepţionează realitatea. Odată receptionată

informaţia, mesajul, obiectul din universul natural, aceasta este transformat în

sintaxă specific umană, sintaxă care poate permite prelucrarea după procesul de

învăţare al mesajului. Această operaţie de învăţare va permite ulterior

manipularea informaţiei la nivel abstract, semantic, realizându-se astfel

prelucrări si transformări ale informaţiei, fără ca realul să mai fie prezent efectiv.

Procesul de învăţare poate fi privit ca fiind realizat după următoarele etape:

1. etapa receptoare în care obiectul real este perceput pe o cale senzorială de

către comunicator(i)

2. etapa de transformare semantică în care comunicatorul/comunicatorii

transformă informaţia obţinuta în prima etapă în cunoaştere sau mai exact

atribuie un nume sau mai exact anumite proprietaţi informaţiei obţinute în

etapa 1. Acest nume sau proprietăţi senzoriale permit comunicatorului sa

distingă clar informaţia acumulată de aceast ultim mesaj.

N

{0,1}

N

f-12

f-11

T2 T1f2

f1{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}

Figure 3


9

3. etapa de fixare a semanticii şi indirect a informaţiei, când sintaxa generală a

comunicatorului este imbogăţită cu noua informaţie. Această etapă va

permite comunicatorului ca de acum înainte semantica dată informaţiei să fie

suficientă pentru transformări la nivel abstract care vor conţine mesaje de

tipul celei asimilate. Această ultimă etapă poate fi reluată în cazul în care

fixarea nu are loc.

Schematic comunicarea umană poate fi structurată utilizând următoarele funcţii:

Pentru comunicatorul C1 : L M F f M F1 1 1 1 1 1 , , : ; iar pentru comunicatorul C2

L M F f M F2 2 2 2 2 2 , , : caracteristic fiind faptul ca M1 = M2 . Sigur că în

realitate relaţia nu este general valabilă, relaţii de tipul M M1 2 sau

M M1 2 fiind mult mai generale. Din considerente de simetrie va mai fi

introdusă o funcţie parţial inversabilă , funcţie de corespondenţă c M M: 1 2 care

leagă cele două universuri naturale ale comunicatorilor.

Ca o caracteristică interesantă referitoare la functiile de translatare şi

evaluare , pentru comunicatorii umani pot apare mai multe situaţii sau clase:

Clasa comunicatorilor umani care vorbesc aceeaşi limbă: în acest caz dacă

se impune ca F1=F2, nu neaapărat şi T1= T2, din motive lesne de înţeles,

printre care cel mai simplu este deat de existenţa sinonimelor, chiar pentru

comunicatori cu acceeaşi profesie şi pregătire.

Clasa comunicatorilor care vorbesc limbi diferite: F F1 2 . Caracteristic însă

procesului de comunicare uman este că contactul între comunicatori duce la

o situaţie aparent paradoxală care dezvăluie insă concomitent şi relaţia :

F F1 2 . Acesta este cazul general, în particular relaţiile sunt de tipul:

F F1 2 sau F F2 1 .

Clasa comunicatorilor care aparţin aceluiaşi domeniu sau subdomeniu al

cunoaşterii umane: Această clasă are caracteristicile ambelor clase

anterioare, având în plus caracteristic faptul că nivelul de abstractizare al

informaţiei schimbate sau prelucrate poate fi superior realităţii senzoriale.(aşa


10

cum este cazul specialiştilor în matematică, fizică,informatică, mecanică

cuantică,etc).

în aceste condiţii relaţia comunicaţională umană poate fi reprezentată sub

forma:

M1 M1

M2 M2

F1

F2

f1f1

-1

f2-1

f2

c c-1T1 T2

Figure 4


11

Comunicatorul maşină - comunicator uman. Sigur că acest tip de comunicaţie

poate fi privit şi sub aspectul maşină-maşină-comunicator uman, datorită

existenţei sistemelor ierarhizate de maşini, dar cum comunicaţia maşină nu are

sens fără comunicatorul uman, vom considera cazul general de tip comunicator

masină, în care comunicatorul uman va fi subânţeles. Caracteristic acestui tip

de comunicaţie este faptul ca universul natural al maşinii devine datorită

necesarului uman ca maşina sa fie o extensie a gândirii umane, chiar elementele

de semantică umană, în timp ce funcţia de corespondenţă c introdusă anterior

este o funcţie proprie constructorului maşinii. Aceasta reprezintă modul în care

constructorul maşinii (fie maşina la nivel hard, fie maşina la nivel logic) a

construit universul natural al maşinii. De asemenea funcţia de evaluare nu mai

poate fi privită în mod simplist ca o inversă a unei funcţii, deoarece dacă

introducerea informaţiei se realizează pe anumite canale, emiterea informaţiei

după prelucrare se realizează de regulă pe alte canale senzoriale. Menţinând

funcţiile cu semnificaţiile detaliate în cadrul comunicatorului uman, schema de

comunicare devine:

M1 M1

F1 F1

F1

F2

f1f1

-1

f2-1

f2

c c-1T1 T2

Figure 5


12

De remarcat că în ciuda formalismului evident rezultat din analiza Figure 5, prin

care T1 are aceeaşi structură cu f2, acestea sunt diferite intre ele: f2 este o funcţie

de transformare, în timp ce T1 este o funcţie de reprezentare.

Pentru specificarea comunicatorilor de tip maşină, în acelaşi univers natural UN

se procedează astfel:

se consideră o clasă de comunicatori naturali specificaţi cu ajutorul unui

limbaj comunicator: L M F f M FC , , : şi se alege o structură din F

numită sistem formal asociat comunicatorului maşina, astfel încât: M FF .

În funcţie de posibilităţile de reprezentare a obiectelor dim MF cu ajutorul

elementelor fizice asociate comunicatorului maşină se construieşte sistemul

formal FM, care va reprezenta obiectele clasei MF

se defineşte funcţia f M FM F M: prin care fiecărui obiect din MF i se

asociază un simbol din FM prin intermediul funcţiei fM, considerată funcţia de

reprezentare.

În aceste condiţii se poate considera ca L M F f M FM F M M F M , , : este

comunicatorul maşină.

Deoarece în construcţia limbajului se încearcă extragerea unui algoritm se

propune următoarea procedură:

se caută o metodă de specificare a clasei tuturor obiectelor reale M pe care

comunicatorul le poate recunoaşte şi mânui la nivel simbolic - se construieşte

emantica limbajului

se caută sintetizarea, chiar şi la nivel logic, a unui dispozitiv care să genereze

clasa tuturor formelor sau semnăturilor simbolice a obiectelor din M - se

construieşte sintaxa

se stabileşte o regulă prin care fiecarui obiect semantic îi corspunde un

element sintactic - se construieşte funcţia: f M Fm: , astfel ca m f m, să fie

un mesaj.


13

Cum în acestă lucrare accentul se pune pe comunicarea maşină se va insista în

cele ce urmează asupra algoritmului specific limbajului maşină:

1) specificarea semnaticii MF a limbajului se reduce la specificarea unui sistem

formal care poate fi recepţionat corect de comunicatorul maşină prin

dispozitivele de intrare de care acesta dispune. Este evident ca intre sintaxa

comunicatorului uman F si semantica comunicatorului maşină MF exista

relaţia: M FF . în aceste condiţii se impun două reguli:

I. mesajele comunicatorului uman m f m, să fie compatibile la nivel

comunicaţional cu sistemul receptor al maşinii f Mm F .

II. semantica maşină să fie un sistem suficient de larg astfel ca acei

comunicatori care lucrează cu limbajul LM să poată să îşi exprime

mesajele în mod natural. Se remarcă că în cazul limbajelor evoluate,

comunicatorii umani aparţin unor clase largi de comunicatori. în

esenţa se urmărşte ca semantica să fie heterogenă în ceea ce priveşte

comunicatorii umani utilizatori: se caută un simbolism S care să

servească drept mijloc de comunicare cu maşina oricare ar fi

comunicatorul natural al unei clase C.

2) sintaxa maşină FM depinde numai de structura fizică a maşinii capabilă să

înmagazineze şi să stocheze informaţia, precum şi de arhitectura sistemului

maşină.

3) specificarea funcţiei de asociere devine elementul cel mai dificil în această

construcţie. Se reamintesc elementele definitorii ale celor două limbaje

L M F f M F , , : şi L M F f M FM F M M F M , , : precum si condiţia

suplimentară M FF . Denumind ca funcţie de utilizare funcţia

:: F M condiţiile pe care aceasta împreună cu f trebuie să le îndeplinească

sunt: f fM F 1 1 , funcţia id este denumită funcţie translatoare iar o

reprezentare grafică este:


14

Având în vedere ca dialogul se realizează între comunicatori formali aparţinând

clasei C. specificaţi prin L M M F f M MF F , , : şi comunicatorul maşină

L M F T M FM F M F M , , : , diagrama de comunicaţie va avea structura:

în aceste condiţii limbajul maşină va fi definit prin tripletul

L M F T M FM F M F M , , : sau mai exact L F F id F FM M M M M , , : în timp ce

tripletul L M M F f M MP F F F , , : va purta numele de limbaj de

programare.

Pentru a completa această discuţie este normal să fie prezentat şi legătura

dintre limbajul maşină şi limbajul constructorului maşinii

L M F f M FC C C C C C , , : . Este evident că F FM C precum şi următoarea

diagramă:

M F

F

M

idid

f

f

Figure 6

M MF

FM

M

T-1T

f

Figure 7

MC FC

FM

MC

id2id1

fC C

C/FnfC/Fn

Figure 8


15

Problemele ridicate de accesibilitatea limbajului de programare au complicat în

mod necesa funcţia de translator T F FP M: fapt ce a dus la mărirea timpului

necesar translatării pe de-o parte, respectiv la pierderea naturaleţii limbajului pe

de altă parte.

Pentru o mai bună exploatare şi înţelegere a limbajelor de programare se

remarcă faptul că indiferent de clasa comunicatorilor, schimbul de informaţie se

referă la obiecte statice , ce vor primi numele de date, precum şi la acţiuni ce

trebuie exectutate asupra datelor sau asupra actor acţiuni ce vor primi numele de

operaţii. Generalizând MP este un sistem formal în limbajul natural al clasei

comunicatorilor cărora li se oferă limbajul de comunicare, sistem definit ca o

pereche: M D date O operatiip , .

C. Ierarhizarea sistemelor comunicaţionale

Atât datele cât şi operaţiile pot fi considerate structurate pe două nivele după

următoarele reguli:

Pentru date - D :

E1.există o clasă de date elementare sau primitive care au proprietatea de

afi definite prin ele însele pentru clasa de utilizatori la care se referă

limbajul

E2.celelalte date din D sunt construcţii care se aplică datelor primitive

şi/sau asupra datelor neprimitive ( construcţii deja realizate )

Pentru operaţii - O :

O1.există o clasă de operaţii primitive care relativ la abilitatea

utilizatorului de a executa acţiuni asupra datelor sunt acţiuni simple

O2.celelalte operaţii din O sunt construcţii obţinute prin compunerea

operaţiilor primitive.

În cadrul limbajelor de programare, limbajelor maşină şi nu în ultimul rând şi

în cazul limbajelor naturale se impune o structură ierarhizată, o ierarhie


16

exterioară a limbajelor. Pentru detalierea acestui concept, vom presupune că

sisrtemul comunicaţional conţine cel puţin două elemente de bază:

un sistem iniţial de nivel ierarhic zero - 0 - sistem care poate fi reprezentat

chiar de sistemul de calcul asociat comunicatorulu maşină

lege prin care pornind de la un sistem de calcul dat de nivel ierarhic i se poate

trece la un sistem de calcul nou, ierarhic superior i+1.

Algoritmul ce este utilizat pentru stabilirea ierarhiei comunicaţiei este următorul:

oricare ar fi un limbaj de programare dat, L M F f M FP P P P P P , , : , în care

este un sistem de calcul specific unei clase de utilizatori , un limbaj de calcul

superior lui LP se obţine acceptând că MP este bază pentru un nou sistem de

calcul MP’ utilizând legea de generare:

datele D ale sistemului MP se aleg ca date primitive pentru sistemul MP’

operaţiile O ale sistemului MP se aleg ca operaţii primitive pentru sistemul

MP’

se formează un set de operaţii de compunere asupra datelor sistemului MP’.

Acestea devin operaţii primitive pentru noul sistem MP’

se formează un set de operaţii de compunere asupra operaţiilor sistemului

MP’. Acestea devin operaţii primitive asupra operaţiilor pentru noul sistem

MP’

Reprezentarea grafică a aceastei ierarhizări este prezentată în figura 9.

între date şi operaţii de pe diferite nivele există următoarele relaţii:

Cd Pdi i 1 ; Co Poi i 1 i n0,

Concluzionând asupra conceptelor comunicaţionale care prezintă interes pentru

subiectul abordat în această lucrare se poate defini mediul comunicaţional prin

intermediul următoarelor elemente:

L M F f M FP P P P P P , , : - limbajul de programare asociat unei clase de

utilizatori

L M F f M FM m m m m m , , : - limbajul natural al unui comunicator maşină dat.


17

Implementarea limbajului LP pentru comunicatorul maşină Cm specificat de LM

se înţelege diagrama de comunicaţie:

Sistem de nivel i OperatiiDate

{primitive - Po i }{primitive - Pd i }

{complexe - Cd i } {complexe - Co i }

Sistem de nivel i+1 OperatiiDate

{primitive - Po i+1 }{primitive - Pd i+1 }

{complexe - Cd i+1 } {complexe - Coi+1 } Figure 9

MP MP

Mm Mm

FP

Fm

fPP

mfm

h1 h2T1 T2

Figure 10


18

unde T1 şi T2 sunt funcţiile reprezentare integrate în structura asociată lui Fm,

utilizate pentru precizarea ierarhiei interne.

D. Concluzii

1. Comunicaţia pentru a se desfaşura necesită existenţa a trei elemente

principale: comunicatori, sistem de comunicaţie, informaţia sau mesajul

reprezentat sub forma: .

2. Se defineşte drept limbaj natural propriu comunicatorului C tripletul ordonat

L M F f M F , , : unde: M - este semantica limbajului , F - este sintaxa

limbajului, f - functia de asociere a sintaxei

3. Schimbul de informaţie între doi comunicatori se realizează în anumite

condiţii, rezultând existenţa implicită a unor noi funcţii: funcţia translator

T F Fi i j: unde Fi este sintaxa limbajului comunicatorului emiţător, iar Fj

este sintaxa a limbajului comunicatorului receptor, precum şi funcţia de

evaluare E F Mi i: .

4. Comunicarea om-maşină are o serie de caracteristici:

între sintaxa comunicatorului uman F si semantica comunicatorului

maşină MF exista relaţia: M FF .

în cadrul comunicaţiei apar o serie de limbaje între care există

legături ierarhice. Ierarhia acestora este:

a) L M F f M FM m m m m m , , : - limbaj maşină

b) L M F f M FC C C C C C , , : - limbajul constructorului maşinii,

relaţia dintre limbajul maşină şi limbajul constructorului cea mai

importantă fiind F Fm C

c) L M F f M FP P P P P P , , : - limbajul de programare asociat unei

clase de utilizatori, unde MP este un sistem formal în limbajul

natural al clasei comunicatorilor cărora li se oferă limbajul de

comunicare, sistem definit ca o pereche:


19

M D date O operatiip , .


20

II. Elemente specifice Roboţilor Industriali.

A. Introducere

Principala caracteristica a robotilor este versalitatea; ei pot fi utilizati în

multe scopuri cu eforturi minime. Aceasta versalitate deriva din avantajele

oferite de structura lor fizica si de control, dar ea poate fi exploatata numai daca

robotul poate fi programat cu usurinta. În unelecazuri, lipsa unor unelte de

programare adecvate poate duce la imposibilitatea rezolvarii anumitor probleme.

în alte cazuri, costul programarii poate fi o parte semnificativa din costul total al

aplicatiei.. Din aceste motive, programarea si sistemele de programare ale

robotilor joaca un rol important în dezvoltarea roboticii.

Rolul progrmarii robotilor este diversificat si în mare masura depinde de

utilizatori. El poate fi privit din mai multe puncte de vedere:

a) al operarii robotului în ansamblu:robotul trebuie sa fie sigur si usor

de operat. Operarea usoara poate proveni în mare masura din uneltele de control

oferite de programare. Siguranta în functionarea robotului este foarte importanta

si poate fi realizata si prin intermediul sistemului de programare;

b) al aplicatiei robotului: prin intermediul programarii trebuie sa se

obtina acele elemente, acele unelte specifice sarcinilor pe care va

trebui sa le realizeze robotul în cadrul aplicatiilor în care se utilizeaza (

descrierea intr-o maniera corespunzatoare unei aplicatii date a

traiectoriilor de miscare, a functiilor pe care trebuie sa le realizeze).

c) al productivitatii: prin intermediul programarii, sistemul robot

trebuie sa devinacat mai eficient ( prin reprogramare robotul va

executa diverse sarcini, ceea ce face ca acelesi robot sa poata fi utilizat

în multe aplicatii).


21

B. Utilizarea roboţilor industriali în aplicaţii industriale -

Robotizarea unor aplicaţii

Robotizarea unei aplicatii cauta sa inlocuiasca munca operatorului uman

în realizarea unor sarcini repetitive, obositoare si plictisitoare pentru cresterea

productivitatii.

Prin programarea unei aplicatii robotizate se intelege procesul de

elaborare (editare, verificare, transfer) a unui ansamblu de instructiuni

corespunzatoare atat aplicatiei respective,cat si sistemului de programare al

robotului.

Controlul poate fi executat direct de sistemul de conducere alrobotului

sau, mai general, de un sistem de conducere aflat pe un nivel ierarhic superior;

acesta coordoneaza activitatea tuturor echipamentelor din celula robotizata de

productie urmarind paralelismul si sincronizarea tuturor operatiilor efectuate.

În vederea unei clarificări a problematicii abordate, în continure, va fi

abordat şi explicat în detaliu o aplicaţie: preluarea unor semifabricate care pot

sosi intr-o pozitie oarecare, prelucrarea si apoi ambalarea lor.

Structura celulei robotizate care va efectua toate aceste operatii este

urmatoarea:

In cadrul acestei celule se vor executa urmatoarele operatii:

- pozitia oarecare în care sosesc semifabricatele pe banda transportoare

este determinata prin inspectie vizuala cu camera TV (in paralel se pot verifica si

detwermina eventualele defecte ale semifabricatelor );

- în functie de datele inspectiei vizuale, robotul 1 va fi adus intr-o anumita

pozitie si cu o anumita orientare corespunzatoare preluarii semifabricatelor;

- urmeaza operatia de inchidere a dispozitivului de apucare a robotului cu

o forta adaptata la greutatea semifabricatului;

- plasarea semifabricatului în universalul masinii-unelte;


22

- piesele prelucrate sunt preluate de robotul 2 si depuse în cutii unde are

loc ambalarea.

Desi nu exista o metodologie unica de robotizare a unei aplicatii pot fi

totusi puse în evidenta cateva etape mai importante:

1. Analiza operatiilor care trebuie executate , stabilirea celor care pot

fi robotizate si determinarea structurii celulei robotizate( avand în vedere

datele aplicatiei s-a ajuns la concluzia ca sunt necesari doi roboti , o masina-

unealta cu comanda numerica si o banda transportoare).

2. Alegerea robotilor în functie de diferite criterii:

numarul de grade de libertate impus de complexitatea miscarilor ce trebuie

executate;

dimensiunile volumului de operare;

performantele referitoare la precizii, viteze si acceleratii, forte de strangere,

e.t.c.;

modul de programare si limbajul utilizat care trebuie sa fie cat mai simple dar

sa corespunda totusi operatiilor ce trebuie executate;

pretul de cost, amortizarea , e.t.c.;

3. Definirea si stabilirea modului de amplasare al utilajelor ( roboti,

masini-unelte, banda) care are în vedere :

- accesibilitatea efectuarii miscarilor impuse robotilor;

- spatiul liber si minimizarea riscului de coliziuni intre elementele aflate în

miscare în celula robotizata;

4. Definirea necesarului si apoi a mijloacelor de comunicare dintre

sistemele de conducere ale echipamentelor din celula; se urmareste:

- natura si modul de distributie al mesajelor;

- oportunitatea unei retele locale de comunicatie;

- posibilitatea integrarii intr-un flux informational la nivelul sectiei sau al

intreprinderii.


23

5. Programarea robotilor si a masinilor-unelte. Sarcinile pot fi descrise

prin relatii geometrice intre elementele terminale ale robotilir si pozitia anumitor

puncte de lucru , prin elemente geometrice(puncte, drepte, plane). în principal,

descrierea sarcinilor trebuie sa contina:

- puncte: descrise fie în spatiul coordonatelor operationale, fie în spatiul

coordonatelor articulatiilor robotului;

- traiectorii: vor fi multimi de puncte ce trebuie atinse succesiv în

miscarea robotului;

- miscari: se obtinprin asocierea traiectoriilor la diferite momente de timp;

- interactiuni cu mediul( efectuarea operatiilor de apucare cu o anumita

forta, efectuarea operatiei de ambalare).

Fiecare din etapele enumerate mai sus pot fi realizate în diferite feluri ceea

ce arata ca modul de robotizare al unei aplicatii nu este unic. De exemplu,

structura celulei de lucru poate fi alta,amplasarea utilajelor, maniera în care sunt

definite sarcinile si în care se alcatuiesc programele poate fi diferita.

Alta posibilitate de robotizare a unei aplicatii o reprezinta utilizarea

sistemelor CAD, care , prin intermediul unor elemente specifice de modelare,

analiza si optimizare , permit:

- definirea si organizarea elementelor dintr-o sectie de productie;

- implementarea si compararea diferitelor modele de roboti pentru

realizarea unor sarcini date ( modele disponibile intr-o biblioteca);

- programarea practica a miscarilor si verificarea prin simulare a

comportamentului robotilor, determinarea interferentelor co mediul respectand

restrctiile geometrice, cinematice, si dinamice,evolutia în timp.

C. Utilizarea informatiilor senzoriale în programarea

robotilor industriali

În aplicatia prezentata în capitolul 1.2 pot fi puse în evidenta mai multe

tipuri de senzori prin intermediul carora robotii isi pot desfasura activitatea:


24

1. Senzori de pozitie: sunt situati în articulatii si prin intermediul

informatiilor lor se pot determina în orice moment pozitiile structurii mecanice a

robotului;

2. Senzori de vedere: cu ajutorul informatiilor provenite de la camera TV

se determina pozitia si calitatea obiectelor de lucru;

3. Senzori tactili si/sau senzori de forta: sunt dispusi în incheietura

terminalului sau pe bacurile terminaluluisi permit efectuarea operatiei de

apucare sau de depunere.

Integrarea informatiilor senzoriale în buclele de comanda ale robotilor

permit efectuarea unor sarcini în universul partal cunoscut sau bine cunoscut în

care exista impotante incertitudini. Unele din aceste informatii pot fi utilizate

direct de sistemul de comanda al robotului, dar i majoritatea cazurilor, ele sunt

interpretate prin intermediul sistemului de programare caruia i se impun, din

acest punct de vedere, doua mari cerinte:

- sistemul de programare trebuie sa dispuna de "mecanisme" speciale de

intrare/iesire pentru achizitionarea datelor de la senzori; acest lucru este rezolvat

simplu în cazul limbajelor de programare de nivel inalt care au incluse

instructiuni speciale pentru lucrul cu senzori.

- sistemul de programare trebuie sa dispuna de "mecanism" de control

versatile, cum ar fi controlul fortei, pentru utilizaea informatiei senzoriale în

vederea determinarii miscarii robotului. Nevoia de specificare a parametrilor

pentru miscarile bazate pe senzori reprezinta o puternica motivatie pentru

utilizarea unor limbaje complexe de programare.

Dupa cum s-a aratat mai sus, senzorii sunt utilizati în diferite scopuri în

programarea robotilor, fiecare scop conducand la anumite cerinte impuse

proiectarii sistemelor de programare.

Exista cateva tipuri de "mecanisme senzoriale" care ar trebui incluse în

sistemele de programare:


25

1. initierea sau terminarea unei miscari.Multe sisteme de programare

dispun de instructiuni pentru asteptarea unui semnal binar extern inainte de

lansarea în executie a unei proceduri. Aceasta facilitate este utilizata pentru

sincronizarea robotilor cu alte utilaje.

Exemple: - preluarea unor obiecte de pe banda transportoare se face în

momentul în care acestea au ajuns în dreptul unui anumit limitator;

- închiderea dispozitivului de apucare se face pana în momentul

în care un micro întrerupator este "facut", ceea ce îndica realizarea contactului

dinte terminal si obiectul de lucru.

2. Alegerea între diferite actiuni. Daca pozitiile în care trebuie sa

ajunga robotul pentru a desfasura operatiile impuse sunt bine precizate la nivelul

programulu, strategia( prin care se intelege modul în care se executa deplasarile

avand în vedere interactiunile cu mediul ) rezulta din evaluarea informatiilor

senzoriale percepute. Exemplu: - efectuarea operatiei de plasare a unui oboect intr-un orificiu: terminarea operatiei depinde de rezultatele evaluarii erorilor de la senzorii de forta amplasati

la incheietura dispozitivului de apucare.

Rezulta ca sistemul de programare trebuie sa dispuna de mecanisme de

achizitie a datelor de la diferite sisiteme senzoriale( forta, pozitie, vedere) sa

execute calcule si sa ia decizii în functie de rezultate.

3. Identificarea, pozitionarea si determinarea anumitor trasaturi ale

obiectelor de lucru, ceea ce presupune utilizarea unor sisteme de vedere.

Exemplu: - cu ajtorul camerei TV se poate determina pozitia obiectului

de lucru functie de care se executa pozitia si orientarea terminalului robotului

pentru apucare.

La nivelul sistemului de programare trebuie sa existe acele facilitati, acele

mecanisme care, pe baza informatiilor de vedere, sa fie capabile sa determine

distante, pozitii.


26

Identificarea obiectului presupune compararea informatiei provenite de la

senzorii de vedere cuo baza de date. Aceasta identificare se poate face la nivelul

robotului sau la alt nivel, ceea ce presupune includerea în sistemul de

programare a unpr posibilitati de comunicatie cu alte calculatoare unde se afla

baza de date.

4. Miscarea adaptiva sau controlul continuu pe baza informatiei

senzoriale achizitionate de asemenea continuu.

Miscarile si eventual secventierea lor sunt deduse:

- prin interactiunea directa dintre robot si mediu ca în cazul miscarilor

complexe sau ale miscarilor coordonate ale mai multor roboti;

- prin tratarea complexa a informatiilor proximetrice multidimensionale.

Concluzionând, putem spune ca integrarea informaţiilor senzoriale

permite determinarea prin mijloace de complexitate medie sau crescuta a:

- conditiilor de executie;

- situatiilor de asteptare;

- drumurilor sau traiectotiilor ce trebuie parcurse;

- secventelor de miscari ce trebuie realizate.

D. Sistemele de programare si sistemele de comanda ale

roboţilor industriali

Una dintre tendintele actuale care se refera la proiectarea si realizarea R.I.

o reprezinta disocierea operatiilor de programare a sarcinilor care trebuie sa fie

executate, de operatiile de comanda si control ale structurii mecanice care

realizeaza aceste sarcini. în acest sens, putem pune în evidenta următoarea

structură:

Din punct de vedere funcţionare, sistemul de comandă poate fi împărţit pe

următoarele nivele:


27

1. Nivelul de bază: coordoneaza activitatea la nivelul articulatiilor fiind

cel care realizeaza traiectoriile de miscare si care interpreteaza informatiile de

pozitie si de viteza;

2. Nivelul al doilea este cel la care se fac transformari de coordonate si se

stabilesc acele informatii necesare generarii traiectoriilor, informatii care sunt

apoi furnizate nivelului 1.

3. Nivelul al treilea, cel mai inalt, este cel la caresarcinile ce trebuie

executate de robot trebuie impartite în miscari distincte care trebuie executate la

nivelul 1 de fiecare axa; tot la acest nivel , se efectueaza calcule matematice, se

implementeaza algoritmi, se realizeaza teste, se asigura sincronizarea miscarilor

intre ele sau cu alte canale de intrare, se realizeaza interfata cu sistemul de

intrare/iesire.

Se cauta tot mai mult obtinerea unei autonomii sporite a sistemului de

comanda fata de sarcinile referitoare la planificarea miscrilor, la corectarea

anumitor erori de miscare. în paralel cu aceasta autonomie, pentru a fi

competitive din punct de vedere al preţului, multe din sistemele actuale au doar

primele doua sisteme functionale si uneori numai primul nivel. Pentru a fi

compatibile si cu toate aceste sisteme de comanda , sistemele de programare

(S.P) trebuie sa permita descrierea sarcinilor fie la nivelul articulatiilor, fie la

nivelul coordonatelor operationale, fie chiar la nivel de obiect sau obiectiv.

Legatura dintre sistemul de programare si cel de comanda se realizeaza prin

intermediul unei informatii codate care poate fi implicita, cand se refera la

generatorul de traiectorii, sau explicita cand, de exemplu, se dau anumite pozitii,

anumite forte de strangere.

Concluzii:

Aceasta tendinta de separare a sarcinilor si de utilizare a doua sisteme,

unul de programare si unul de comanda, conduce laurmatoarele avantaje:


28

- efectuarea operatiilor de programare se poate executa în paralel cu

miscarea robotului; dupa ce un anumit program de lucru a fost definitivat si

transferat în sistemul de comanda, în sistemul de progreamare se poate edita si

definitiva un nou program pentru sarcinile ulterioare;

- Acelasi S.P. poate fi utilizat pentru mai multi roboti, pentru transferul

programului în cadrul mai multor sisteme de comanda. Utilizarea unui S.P. la

mai multe tipuri de sisteme de comanda este posibila datorita uniformizarii

codului de transfer al informatiei;

- Avand ca obiect doar definitivarea programului, S.P. poate dispunede o

structura mai complexa - exista astfel S.P. care dispun de simulatoare grafice

pentru verificarea si corectarea miscarilor robotilor prin optimizare care

urmarescindeplinirea anumitor indicatori de performanta( timpi de executie,

consum de enegie).

- La nivelul S.P. au fost implementate limbaje de programare de nivel tot

mai ridicat, care, utilizand elemente de inteligenta artificiala , rezolva sarcini tot

mai complexe cum ar fi asamblarea automata, conducerea adaptiva, lucrul în

acelasi spatiu de operare a mai multor roboti cu evitarea sarcinilor si

coordonarea miscarilor, e.t.c.

E. Descrierea sarcinilor pe care trebuie să le realizeze

roboţii industriali

Descriera unei sarcini ( task ) poate fi exprimata în termenii actiunii robotului

asupra mediului în care opereaza si determina evolutia în timp:

- daca aceasta evolutie este cunoscuta apriori se va descrie o succesiune

de actiuni. Realizarea acestor actiuni (deplasari, operatii cu obiecte ) poate fi

analizata în termenii "succesului" sau "esecului". Daca se ia în consideratie si

esecul(detectia unui obstacol, pierderea unui obiect transportat) trebuie inclus în

descrierea de solutii alternante , adaptive. Daca nu, toate actiuniletrebuie sa

serealizeze cu succes;


29

- în caz contrar, va fi un S.P. care va determina actiunile care vor trebui

executate de robot pentru a realiza sarcinile impuse.

Practic, pot fi puse în evidenta doua tipuri de descriere a sarcinilor:

1. Descrierea spatio-temporala, numita si descriere la nivelul manipularii

unde se pot identifica doua subnivele de programare:

- programare la nivelul actionarii ( articulatiei );

- programare la nivelul efortului ( în spatiul sarcinilor);

2. Descrierea fractionala, numita si descrierea la nivelul sarcinii unde, de

asemenea exista doua subnivele:

- programare la nivelul obiectului (actiuni simbolice cu obiecte);

- programare la nivelul obiectivului(ajungerea în anumite stari dorite);

In continuare vor fi analizate caracteristicile descrierilor sarcinilor pentru

fiecare din cele patru nivele de programare.

1. Descrierea la nivelul actionarilor

Coordonatele generalizate qi (sau coordonatele interne generalizate) ale

unui robot, sunt deplasarile liniare sau unghiulare care se realizeaza la nivelul

articulatiilor i din structura mecanica a robotului.

q Qi n unde

n- numarul articulatiilor dintr-o structura;

Q- spatiul coordonatelor interne sau spatiul manipulatorului;

In spatiul Qn o traiectorie C este apecificata printr-o suita ordonata de "p"

vectori de coordonate interne qi :

C=( q1q2,...,qp)

Fiecarui segment q q qi i i 1 ii este asociata o viteza (deplasarea C(t))

care este în general un procent din viteza maxima articulara:

a axelor care se deplaseaza simultan (când mişcările manipulatorului sunt

coordonate);


30

a axei comandate ( cand miscarea se face succesiv pe fiecare axa ).

Legea de comanda - daca exista- permite determinarea perioadei de timp

în care se parcurge un segment tinand cont de restrictiile cinematice de viteza si

acceleratie ( , max maxq q ).

a) Traiectoria punct cu punct

Traiectoria manipulatorului intre extremitatile segmentului trebuie

determinata astfel incat sa se obtina anumite variatii de viteza si acceleratie în

punctele de plecare si de oprire. De asemenea, pentru comanda si realizarea

deplasarii intre punctele qi si qi+1 se face o impartire a intregului segment în

distante comparabile cu deplasarile maxim admisibile qi de la nivelul

articulatiilor intr-o perioada de esantionare dt a sistemului de conducere. în acest

caz, pentru ajungerea la o anumita cota, se va introduce o frânare prin

diminuarea deplasarilor qi în aproprierea punctului final.

Pentru controlul evolutiei variabileleor q si q exista mai multe metode

care utilizeaza modele analitice de evolutie q(t) si care se realizeaza în principal

prin interpolare poinomiala sau trigonometrica.

b) Traiectorii cu restrictii

Daca configuratiile qi si qi+1 sunt apropiate, traiectoria urmata de robot

este în general robusta din punct de vedere al variatiilor de viteza sau de sarcini

transportate. Pe de alta parte, introducerea de puncte intermediare devine

indispensabila atunci cand ne referim la deplasari mari sau cand intervin diverse

perturbatii, cum ar fi cele de origine dinamica; acestea se numesc traiectorii cu

restrictii.

Aceste puncte de trecere cu viteza diferita de zero sunt introduse prin

programare. Prin ele se realizeaza, de exemplu, esantionarea traiectoriilor

carteziene cand descrierea sarcinilor sunt transferate la nivelul actionarii.


31

Din punct de vedere al programarii, este important sa se cunoasca cum

sunt interpretate aceste ordine, acele puncte, de catre generatorul de traiectorii al

controlerului. De exemplu, daca se alege drept criteriu de performanta

minimizarea timpului de parcurs, atunci:

- traiectoria generala trebuie sa treaca exact prin aceste puncte

intermediare introduse;

- continuitatea vitezelor q.i si a acceleratiilor q..i în aceste puncte este

asigurata prin cmanda ( desi mecanismele de transmitere a miscarii actioneaza ca

niste filtre naturale, ele nu sunt suficiente pentru a obtine un raspuns amortizat

convenabil).

Pentru generarea traiectoriilor se pot utiliza:

1. Metoda prin care se determina un polinom de grad minim care trece

prin toate punctele traiectoriei si respecta, verifica, conditiile de viteze si

acceleratii. Aceasta metoda numita si interpolare globala sre doua dezavantaje

mari:

- gradul polinomului necesar creste cu numarul configuratiilor;

- introducerea unui nou punct sau modificarea unei configuratii impune

determinarea unui nou polinom( lucru dificil cand aceste modificari se fac on-

line).

2. Metoda interpolarii pe tronsoane la care se determina cate un polinom (

de grad maxim 4 ) pentru fiecare pereche de puncte.

3. Metoda lui Paul, de ordinul II , care utilizeaza interpolarea liniara si

tranzactii parabolice si care este cel mai frecvent utilizata.

Reprezentarea sarcinilor în spatiul articulatiilor prezinta cateva avantaje

cu privire la generarea traiectoriilor:

nu sunt depasiri ale restrictiilor de viteze si acceleratii;

se cunosc exact limitele articulatiilor ;

nu sunt singularitati care trebuie transformate;


32

rapiditate;

permite rezolvarea anumitor situatii ( de exemplu, alegerea configuratiilor)

prin intermediul sistemului de programare.

In schimb, aprecierea situatiilor în spatiul articulatiilor este destul de

dificila cand structurile contin mai mult de trei axe si analiza se face la nivelul

sistemului de programare.

2. Descrierea în spatiul sarcinilor în general se cauta sa se realizeze o descriere a miscarii robotului în

spatiul operatoinal Rm deoarece:

- descrierea spatiului si a pozitiei obiectelor în vederea manipularii lor

este mult mai simpla în acest spatiu decat în Qn ( de exemplu, pozitia unui punct

în sistemul cartezian R3 este data doar de trei coordonate);

- spatiul Rm este un spatiu afin euclidian ceea ce semnifica faptul ca

evolutia poate fi descrisa intr-o maniera unica si continua;

- sarcinile sunt descrise intr-un sistem de referinta care nu este legat de

robot. Sarcina la nivelul efectorului este portabila , ceea ce insemna ca ea poate

fi efectuata si de alti roboti sau ca robotul poate fi deplasat fara sa existe

consecinte în expresia sarcinii;

- informatiile provenite de la sistemul exterioreceptiv ( camere TV,

senzori de forte, e.t.c.) solidar cu spatiul de operare, sunt mereu exprimate în

termenii unor distante, proiectii sau componente în Rm. Doar senzorii

proprioreceptivi , legati de articulatii, dau informatii simple în Qn.

In schimb, este destul de dificil a defini o metoda care tine explicit cont de

redundanta robotului în raport cu o anumita sarcina.

3. Evolutia pozititei si orientarii efectorului Obs.: în loc de pozitie si orientare se utilizeaza des termenul de situatie.


33

Programarea deplasarilor în spatiul situatiilor necesita o descriere

geometrica a traiectoriei C=(p1, p2, ..., pn); (vom vorbi de traiectoria operationala

a efectorului). Aceasta descriere poate fi completata cu o lege functie de timp

sau cu restrictii cinematice ale punctelor intermediare pi. De asemenea , daca

parametrul timp este specificat explicit, se poate defini miscarea operationala

sub forma :

C(t)=(p1(t), p2(t), ... , pn(t))

a) Utilizarea legaturilor mecanice Utilizarea legaturilor mecanice permite definirea relatiilor ce se stabilesc

intre sistemul de referinta asociat terminalului robotului si entitatile geometrice

ce caracterizeaza spatiul de operare. Acestea vor permite reprezentarea

restrictionarii gradelor de libertate ale situatiei atinse( pozitiv, de exemplu).

b) Descrierea traiectoriilor operationale Daca nici o restrictie cinematica nu este atasata descrierii geometrice a

sarcinii, legea de miscare rezultanta este obtinuta aposteoric în functie de

metodele de generare ale traiectoriilor utilizate de sistemul de comanda. în acest

caz, daca esteexecutabila, traiectoria va fi parcursa în timp minim , singurele

restrictii fiind limitele maxime ale vitezelor q.max si acceleratiilor q..max din

articulatii:

(1) Traiectorii libere

Traiectoria C este numita libera sau punct cu punct, daca descrierea se

rezuma la o situatie ce trebuie atinsa. Traiectoriile libere sunt utilizate în cazul

miscarilor grosiere, de mare amplitudine , sau cand se cauta optimizarea

timpului de parcurs.


34

(2) Traiectorii cu restrictii

In majoritatea cazurilor se cauta controlarea traiectoriei efectorului în mod

continuu (traiectorii analitice) sau punctual (puncte de trecere). Aceasta va

permite :

1) Limitarea riscului de ciocnire :

daca exista cai comtinue, în spatiul Qn, libere de coliziuni;

daca toate gradele de libertate ale robotului sunt fixate prin pozitita si

orientarea efectorului;

daca este posibil ,in cazul descrierii sarcinii , sa se impuna o anumita

configuratie a manipulatorului , dintre mai multe posibile;

Atunci este posibil sa se descrie un drum liber printr-o traiectorie continua în

Rm.

2) Realizarea unor miscari care sa raspunda precis restrictiilor de pozitie

si/sau orientare de-a lungul parcursului efectuat.

Descrierea traiectoriilor cu restrictii se poate face :

1) Prin specificarea punctelor de trecere în spatiul operational;

2) Prin specificarea interpolarii liniare sau circulare a situatiei în care

traiectoria este esantionata:

- fie prin incrementi constanti (xp, x0); (pozitie si orientare) intre

situatia initiala si cea finala;

- fie prin metoda liniarizarii lui R. Taylor care presupune divizarea

repetată a segmentului rectiliniu ce trebuie parcurs , pana este satisfacut un

anumit criteriu cum ar fi abaterea de la traiectorie; se cauta astfel ca numarul

punctelor de trecere sa fie crescut numai în zonele în care mici variatii q

conduc la variatii imprtante x.

Concluzia: - daca traiectoria este exprimata analitic , atunci sistemul de

programare trebuie sa o transforme numeric în elemente de deplasare admise de

sistemul de control ( puncte de trecere sau segmente interpolate).


35

c) Miscari în spatiul operational Se poate face o analogie intre traiectoriile si miscarile din spatiul

operational (spatiul sarcinilor pe care trebuie sa le realizeze robotul) cu ceea ce a

fost prezentatmai sus pentru spatiul ariculatiilor:

O deplasare C(t) rezulta prin asocierea unei legi de timp la o traiectorie C,

punct cu punct sau cu restrictii. Generarea unei traiectorii în spatiul operational

presupune definirea unor parametri de viteza si acceleratie în spatiu, maxim

admisi , liniari si unghiulari legati de sistemul de referinta asociat terminalului.

Controlul evolutiei vitezei instantanee , atat liniare cat si unghiulare, se

realizeaza cu modelul variational ( diferential):

dxdt

J qdqdt

unde J(q) reprezinta Jacobianul structurii mecanice.

Observatie - deoarece legatura dintre incrementul Dx al situatiei si

traiectoriei este x x C t t , rezulta ca valabilitatea modelului de mai

sus este legata direct de perioada de eşantionare.


36

III. Elemente de bază ale limbajelor de programare a roboţilor industriali

A. Introducere în tematica limbajelor de programare a

roboţilor industriali

După cum s-a observat din problematica abordată în capitolele anterioare

limbajele de programare prezintă o serie de particularităţi, care aplicate în cadrul

structurilor robotice se concretizează în limbaje de sine statătoare care

înglobează elementele definitorii ale ambelor domenii: limbajele de programare

destinate structurilor de calcul, respectiv structurile mechatronice de tip roboţi

industriali.

Programarea roboţilor se poate realiza prin mai multe metode care să nu implice

obligatoriu utilizarea unui limbaj de programare. Dintre acestea se amintesc:

a) programarea manuală - în care se precizează succesiunea mişcărilor prin

intermediul unor elemente senzoriale care definesc momentul opririi

deplasării

b) programarea prin instruire - robotul este deplasat în punctele dorite de către

programator fără acţionarea motoarelor structurii robotice

c) programare secvenţială - este o programare prin instruire realizată cu

acţionarea motoarelor structurii robotice.

d) programarea master-slave - este o programare prin instruire care utilizează

un model ce este învăţat traiectoria, pentru ca apoi programul să fie transferat

master-ului

Singura procedură de programare care implică utilizarea unui limbaj de

programare dedicat este procedura de programare prin învăţare - teach in

procedure. Avantajele acestei metode sunt materializate prin opţiuni privind:

viteza de mişcare

durata mişcării

programarea întârzierilor


37

bucle de program simple

programe simple cu ramificaţii depinzând de întreruperi, semnale primite

de la senzori

funcţii speciale

Cum s-a prezentat în capitolul I, un limbaj de programare trebuie să dispună de

un univers natural propriu.Astfel pentru programarea teach-in va trebui să existe

date de tip numeric precum şi un set minimal de tip text. Fiecare funcţie poate fi

introdusă prin intermediul unei chei speciale, taste care pot fi reprezentate printr-

un şir de caractere care alcătuiesc un simbol. Simbolurile utilizate de un limbaj

de programare alcătuiesc vocabularul limbajului, regulile gramaticale care

permit combinaţii între elementele vocabularului alcătuiesc sintacsa, iar

semnificaţia simbolurilor şi a combinaşiei acestora alcătuieşte semantica

limbajului. Organizarea limbajului poartă numele de pragmatică.

Exemplu: Fie un vocabular format din următoarele simboluri:

V={limbaj,student,este,complex,blond,brunet,dificil}.

Regulile de sintaxă sunt:

a) trei elemente ale vocabularului alcătuiesc o propoziţie

b) primul element al propoziţiei trebuie să fie Limbaj sau Student

c) al doilea element al propoziţiei trebuie să fie este

d) al treilea element al propoziţiei este unul dintre simbolurile: complex, blond,

brunet,dificil.

Utilizând aceste reguli propoziţiile posibile sunt:

Limbajul este

complexdificilblondbrunet

. respectiv Studentul este

complexdificilblondbrunet

. Datorită semnificaţiei în

limba română se observă, eliminând sensurile indirecte, că ultima regulă trebuie

prelucrată sub forma:

d) al treilea simbol al propoziţiei este:


38

dacă primul element este Limbaj atunci al treilea element este complex sau

dificil

dacă primul element este Student atunci al treilea element este blond,

dificil sau brunet.

Se observă ca unele simboluri depind puternic de context influenţând total

semantica propoziţiei. În continuare vor fi prezentate caracteristicile limbajelor

de programare pentru sistemele de calcul cu particularităţile pe care le prezintă

în cazul roboţilor industriali.

B. Elemente caracteristice limbajelor de programare destinate structurilor de calcul

În cadrul limbajelor de programare se disting clar câteva categorii de

elemente care intră în alcătuirea limbajului. Dintre acestea se pot aminti:

* simbolurile limbajului

* cuvintele simbol

* date de tip obiect ( care au o anumită semnificaţie în funcţie de

context)

* structurile de date

* operaţiile asupra datelor

* algoritmul.

Dacă această clasificare este cuprinzătoare din punct de vedere funcţional,

în cele ce urmează se vor prezenta elementele unui limbaj clasic de programare ,

din punctul de vedere al utilizatorului, sau mai corect din punct de vedere

conceptual:

1. Variabilele

a) Introducere Acest concept s-a impus în robotică, în special, datorită informaţiilor

preluate de către senzori (realizându-se astfel achiziţia informaţiei de mediu,


39

oferită de către senzori), respectiv datorită informaţiilor prelucrate de către

arhitectura de comandă şi control a robotului.

O variabilă este deci identificată printr-un nume şi aparţine unui

anumit tip simplu, implicit limbajului de programare (logic, aritmetic, cuvänt)

sau unui tip compus definit de programator. Ca orice dată folosită de un

calculator o variabilă dispune de o adresă a variabilei şi conţinutul acesteia.

Din punct de vedere al rapidităţii de execuţie a programului se

preferă pentru adresare, adresarea relativă, generându-se un tabel de simboluri în

care intră numele variabilelor şi adresele relative ale acestora. Contorizarea

acestora se face pe baza unui numărător care este incrementat la fiecare

introducere a unei noi variabile cu numărul de biţi necesari memorării variabilei

de tipul respectiv. Exemple: Instrucþiune Lungime

instrucþiune Nume Adresă relativă

unu, p1: INTEGER; 2 byti unu 0 total, pozitie: REAL; 14 byti p1 2

total 4 poziþii 8

Un alt tip de variabile este cel al variabilelor tabelare sau tip bloc. Acest

tip, mai ales pentru limbajele de programare a roboţilor, este deosebit de des

întâlnit şi oferă o compactitate deosebită programelor, precum şi o economie de

memorie.

Exemple: MOVE (63, 56.5, 33.8, 26,45,5) sau

VAR P1: FRAME (structuri de 6 valori)

MOVE P1

O structură particulară de variabile este stiva. Aceasta este

constituită dintr-un masiv de memorie în care datele sunt înscrise după

procedura LIFO (Last in, first out). Dacă o dată este introdusă (push) în stivă,


40

pointerul este decrementat şi apoi data este introdusă. Extragerea se face prin

citirea datei şi incrementarea pointerului - pop.

Un alt tip particular de variabilă este coada care este opusul stivei, ea fiind

o colecţie de date de tip FIFO.

b) Evoluţia variabilelor de-a lungul programului Datorită programării structurate, care este utilizată şi ín robotică se

pune problema valabilităţii, vieţii, variabilelor de-a lungul programului. Astfel

un program poate să conţină variabile generale a căror definire are sens de-a

lungul întregului program, cät şi variabile locale care au sens numai între

începutul (begin) şi sfärşitul (end) unui bloc component al întregului program.

Cum după părerea autorului, o explicaţie grafică este mult mai clară, figura

următoare, exemplifică cele afirmate în cadrul acestui subcapitol.

BEGIN “ bloc 1 “ VAR a: INTEGER; v: VECTOR;

.

.

.

BEGIN “ bloc 2 “ VAR c,b : INTEGER;

.

.

. END “ bloc 2 “

.

.

. END “ bloc 1 “

Un alt avantaj al programării structurate este datorat alocării

dinamice de memorie prin separarea programului în blocuri componente. Astfel,

dacă este apelat blocul 1, la terminarea operaţiilor specifice, variabilele din acest

a,v - valid

c - valid b - valid


41

bloc sunt şterse la nivel de memorie alocată şi în acelaşi spaţiu de memorie, sunt

inserate variabilele altui bloc. Aceasta face ca în cazul în care nu se utilizează

algoritmi recursivi evaluarea memoriei utilizate să se poată face uşor.

2. Subrutine Dacă un program prezintă anumite zone care se repetă, eventual cu

alţi parametrii, se poate utiliza o structură de tip subrutină. Aceasta poate fi

chemată din orice punct al programului, urmând ca întoarcerea după execuţia

subrutinei să se facă la instrucţiunea imediat următoare apelului subrutinei.

Această adresă, adresa de întoarcere este salvată într-o structură de tip stivă,

alocarea memoriei fiind de asemenea o alocare dinamică.

Program “ main program “

declaraţii

SUBROUTINE 1;

RETURN “ intoarcerea din prima subrutina ‘

GOSUB SUBROUTINE 1

GOSUB SUBROUTINE 1

Un caz particular de autoapelare a subrutinei este cazul

recursivitáţii.

3. Proceduri şi funcţii


42

Ín esenţă o procedură sau o funcţie sunt o extensie a conceptului de

subrutină, acestea fiind de fapt subrutine cu parametri de intrare şi/sau de ieşire.

Procedura dispune deci de un nume, de parametru de intrare şi/sau ieşire care

pot fi transmişi către programul principal şi un corp al procedurii în care se

efectuează operaţii aritmetico-logice. În corpul procedurii pot fi utilizate şi alte

variabile interne care la ieşirea din procedură vor fi piedute. O caracteristică

importantă este dată de faptul că la definirea procedurii, parametrii de

intrare/ieşire sunt parametri formali urmând ca la înlocuirea lor cu cei din apel

să devină parametri efectivi. Apelul procedurilor şi funcţiilor diferă de cel al

subrutinelor în timp ce revenirea este identică.

În cazul procedurilor, modul în care sunt furnizaţi parametrii de

ieşire trebuie să fie studiat cu atenţie. Dacă însă operaţiile asupra datelor de

intrare nu sunt prea complexe, iar ieşirea se face pe o variabilă se apelează la

conceptul de tip funcţie.

4. Macroinstrucţiunile

Ín general acest tip de pseudoprocedură defineşte substituirea unor texte

sau tablouri. Structura standard cuprinde o definiţie a macro-ului, mai precis

alocarea unui nume setului care va fi substituit şi un corp al macro-ului ce

defineşte o secvenţă de caractere sau apelul la alte ,,macro-uri. Apelul unei

macroinstrucţiuni se face prin numele ataşat care are ca efect înlocuirea acestuia

cu corpul macroinstrucţiunii. Exemple: DEFINE inch = # * 2.54 * cm # ;

distance := base + 35 inch; { echivalent cu distance:=base + 35 * 2.54

cm;}

5. Recursivitatea Distingem două tipuri de recursivitate:


43

* recursivitate directă - când are loc autoapelarea procedurii

* recursivitatea indirectă - când o procedură apelează o altă procedură în

timpul execuţiei sale, procedură care la rândul

său o apelează pe prima.

În robotică nu se apelează prea des la acest tip de algoritm, însă folosirea

acestei metode duce la realizarea unor programe mult mai compacte. Exemple:

Procedura A

Call A

recursiv

Procedura A Call B

Procedura B Call A

Call A

Call A

Recursivitate directă Recursivitate indirectă

6. Procese şi corutine Ín cadrul unui program pot fi controlate mai multe procese, între care

poate există o anumită relaţie temporală sau interdependentă.

Astfel un proces poate fi:

* în stare inactivă -dormant state - când procesul poate fi declanşat fie

de alt proces, fie de un eveniment extern. Acesta poate fi executat sau nu

în paralel cu alt proces sau poate aştepta terminarea altui proces.

* în stare activă când este executat;


44

* în stare ready - starea premergătoare stării active şi post active;

* în stare de aşteptare a unui eveniment - waiting

Corutinele sunt imagini ale planificării proceselor la nivelul sistemului de

operare. Acestea pot fi declanşate în serie sau în funcţie de comenzile de

întrerupere generate.

Figure 11

Figure 12


45

Datorită acestora, cât şi a modului în care procesele trebuie

să aibă loc apare termenul de sincronizare şi implicit de variabile de

sincronizare. Acestea prin aprinderea (activarea) lor (mai poartă numele

de steaguri-flag sau semafor) sesizează unui alt proces faptul că procesul

urmărit de respectiva variabilă s-a terminat sau a început, urmând ca alt

proces să fie iniţializat, pus în stare de aşteptare sau terminat.

C. Conceptele specifice Limbajului Robot

Robotica s-a impus şi se impune ca un domeniu aparte în ştiinţă situându-se

la graniţa dintre mai multe discipline: mecanică, electronică, automatică,

programare. Această poziţie implică revendicarea unor termeni specifici care să

permită:

1. o mai uşoară operare şi programare pentru operator;

2. o apropiere cât mai strânsă cu programarea clasică;

3. reducerea complexităţii în cazul dezvoltării sistemului.

Specificul limbajelor de programare a roboţilor este acela că obiectele cu care

acesta operează se află într-o lume reală, în care distanţele, poziţiile şi orientarea

sunt elemente de bază. Aceste cerinţe au implicat o serie de particularităţi şi

termeni specifici.

1. Sistem de referinţă - Frame

Orientarea şi poziţia end-effectorului şi a întregii arhitecturi robotice este

definită ca fiind poziţia robotului respectiv orientarea acestuia. Acestea sunt

z

x

yx

zy

Trans

latie

Rotatie

Figure 13


46

definite în funcţie de un sistem referenţial de bază

Cum robotul sau anumite elemente ale arhitecturii acestuia sunt în mişcare, se

pot ataşa sisteme de referinţă fiecări element, orientarea şi poziţia acestuia

putând fi exprimată fie relativ la bază, fie la elementul inferior. Desigur ca cea

de-a doua formă duce la o exprimare relativă, care prin compunere o poate

genera pe cea referitoare la baza sistemului.

Algoritmul Denavit-Hartenberg, transformările relative de bază, operatorul

omogen şi câteva exemple ale folosirii acestora sunt prezentate în [12,13,14,15].

Din punctul de vedere al poziţionării robotului, modul de definire al punctului

ţintă (dorit) nu are prea multă relevanţă, deoarece comanda robotului se face la

nivel de articulaţie. Pentru astfel de comandă este necesară determinarea

corelaţiei care trebuie să existe între coordonatele robot ce trebuiesc alocate

fiecărei articulaţii şi poziţia şi orientarea finală. Această corelaţie poartă numele

de cinematică inversă şi este prezentată şi exemplificată în [15,16,19].

2. Controlul mişcării robotului

Deplasarea robotului între două puncte se poate realiza fie direct, cu viteza

maximă cum este cazul controlului punct cu punct, fie prin puncte intermediare

care definesc fie o dreaptă sau o curbă continuă de diferite ordine.

Acest ultim caz se realizează utilizând diverse metode de interpolare: liniară,

circulară sau parabolică. La rândul ei interpolarea se poate realiza fie la nivelul

articulaţiilor robotului, fie la nivelul sistemului cartezian. Diversele modalităţi

de interpolare şi traiectoria rezultantă pentru un robot cu două articulaţii de

rotaţie sunt prezentate în figurile următoare:


47

Figure 14


48

Datorită faptului că acest aspect, al interpolării, îşi găseşte o largă

aplicabilitate în cadrul programării roboţilor în continuare va fi detaliată

utilizarea spline function utilizând metoda Ho şi Cook:

Ecuaţia unui segment spline (de ordin 3) care trece prin două puncte

intermediare Fk şi Fk+1 (2


49

Utilizând 3 puncte intermediare t, tk+1 şi tk+2 se pot determina vitezele utilizând şi condiţiile de continuitate a acceleraţiilor la sfârşitul primului segment spline (1.7), respectiv la începutul celui de-al doilea segment spline(1.8):

11

1

11

1

1

1

1431

2)(32)(26

62)(

kkk

kk

kkk

k

kk

k

kk

FFt

FFt

FFt

FFt

tBBtF

1.7.

21

2

12

23 2

(322)0( kkk

kk

k

FFt

FFt

BF

1.8.

Din egalarea celor două ecuaţii (condiţia de continuitate) rezultă: kkkkkk

kkkkkkkkk FFtFFttt

FtFttFt

12

2122

121

211122 ()(3)(2

1.9.

Exprimând această ecuaţie pentru 2 3 k n se obţine:

)()(3

)()(3

)()(3

)(200

0)(2000)(2

322

1212

212

342545

24

54

232434

23

43

1

3

2

2121

4545

3434

nnnnnnnn

nnnnn

FFtFFttt

FFtFFttt

FFtFFttt

F

FF

tttt

tttttttt

1.10.

sau simbolic [A][X]=[B] ([m][F’]=[a]) . Rezolvând ecuaţia 1.10 obţinem toate informaţiile necesare construcţiei segmentelor spline de aproximare a traiectoriei, cu condiţia cunoaşterii condiţiilor la limită ( la inceputul mişcării şi la sfârşitul mişcării). Dacă se utilizează o funcţie spline de ordinul 4 de forma:

45

34

2321)( tBtBtBtBBtF

1.11. având condiţiile la limită: F F F Fn n' " ' "1 1 0

1.12. Urmând aceeaşi procedură se obţine:


50

2325

2242

2425

32412

3

2

11

43)(

)(

02)0(0)0(

)0(

FtBtBtFFtBtBFtF

BFBF

FBF

1.13.

respectiv rezolvând acest sistem pentru determinarea lui B4 şi B5:

232

2142

5

222

1232

4

1)(3

1)(4

Ft

FFt

B

Ft

FFt

B

1.14.

Utilizând condiţiile la limită se obţine:

2543

35

2431

45

34

2311

12

11

12620)(

4320)(

)(

)0()0(

nnn

nnnnn

nnnnnnnn

n

n

tBtBBtFtBtBtBFtF

tBtBtBtFFFtFFBF

FBF

1.15.

Rezolvând aceste ecuaţii se determină coeficienţii:

)33(1

)388(1

)366(1

1145

1134

1123

nnnnn

nnnnn

nnnnn

tFFFt

B

tFFFt

B

tFFFt

B

1.16.

Dacă se pun condiţiile de continuitate a acceleraţiei pentru primele două segmente

222122

221222

225242 )(3

12)(46126)( FtFFt

FtFFt

tBtBtF

rezultă: )(6)(31)32( 122

2232

33

32

23

FFt

FFt

Ft

Ftt

1.17. Utilizând acelaşi mecanism şi pentru sfârşitul traiectoriei:

)(6)(31)32( 122121

21

11

nnn

nnn

nn

nnn

FFt

FFt

Ft

Ftt

1.18. Sintetizând aceste rezultate de-a lungul traiectoriei se poate forma o

structură compactă a sistemului care trebuie determinat sub forma 1.19 unde:


51

)(6)(332

)(6)(1

1

32

122121

11

1,1

1222

2321

2,1

323

2322

nnn

nnn

nnn

nn

nnn

FFt

FFt

att

M

FFt

FFat

M

tM

ttM

1

322

1212

212

232434

23

43

1

2

3

2

1,12,1

2121

3434

2322

)()(3

)()(3

00)(2

00

0)(200

n

nnnnnnnn

n

n

nnnn

nnnn

a

FFtFFttt

FFtFFttt

FF

FF

MMtttt

ttttMM

1.19.


52

IV. Date şi structuri de date utilizate în cadrul limbajelor de programare a roboţilor industriali(LPRI)

A. Date utilizate de limbaje de programare a robotilor Aceastá categorie de elemente constituite ale unui limbaj de

programare alcátuießte baza limbajului. Se poate spune cá un limbaj

robot este mai evoluat sau mai puternic dacá se pot realiza arhitecturi

de date care sá permitá utilizatorului o folosire compactá a limbajului sá

natural, fárá ínsá a elimina rigozitatea pe care o cere arhitectura

robotului. Un prim exemplu ín íntárirea acestei afirmaþii este zona de

specificare a elementelor sistemului, ín limbajul SRL. Exemple: SRL: SYSTEM_SPECIFICATION ROBOT: puma600=ROBOT(0); jhrobot =ROBOT(1); EFFECTOR: ringgrip=GRIPPER(0) OF puma600; pargrip =GRIPPER(1) OF jhrobot; SENSOR: visioninfo=CHANNEL(1); STRUCTURE visioninfo=RECORD pantno:INTEGER; x, y:INTEGER END; END_SYSTEM_SPECIFICATION Ín acest prim exemplu se observá cá ín definirea elementelor

sistemului supervizat prin programul scns ín SRL (supervizarea se face

de fapt de cátre structura de control care compileazá ßi ruleazá

respectivul program) se realizeazá definirea roboþilor puma 600 ßi

jhrobot, precum ßi ataßarea gripperelor celor doi roboþi: gripperul

ringgrip deschis(0) lui puma 600 ßi pargrip ínchis lui jhrobot. De


53

asemenea este definit sensorul visioninfo ca fiind canalul (1) ßi o

structurá specificatá sub forma unui RECORD.

Un exemplu de folosire a acestui sensor poate fi sub forma: SRL: INPUT (visioninfo); IF visioninfo.part=3 THEN SMOVE puma60 TO depáßit; Datele specifice unui limbaj de programare sunt specificate

printr-un nume ßi printr-un tip cáruia data aparþine. Ín funcþie de limbajul

la care se face referire, numele asociat unei date poate conþine

caractere alfa numerice, litere mari sau litere mici, respectiv un numár

finit de caractere care vor fi interpretate sau un numár teoretic infinit.

Ín toate cazurile ínsá, caracterul blanc nu este admis ín definirea

unei date, acesta fiind ínlocuit ín cele mai multe cazuri prin caracterul _

. O altá caracteristicá universalá a numelui unei date este faptul cá

acesta chiar dacá poate conþine ßi caractere numerice trebuie sá

ínceapá cu o literá. Pentru completarea acestor informaþii ín tabelul

urmátor sunt prezentate spre exemplificare numárul de caractere

semnificative ßi numárul de caractere permise pentru limbajele cele mai

cunoscute.

Limbaj Litere mari

Litere mici

Numar caractere interpretabile

Numar caractere permise

SRL * * nelimitat nelimitat AL * * 30 nelimitat PASRO * * 8 sau mai multe nelimitat VAL * nelimitat nelimitat AML * nelimitat nelimitat HELP * 6 nelimitat SIGLA adrese speciale I1..I16, P1..P16 respectiv M1..M1023 ROBEX * 6 6

Ín ceea ce priveßte tipul datelor din cadrul unui limbaj de

programare al roboþilor industriali se poate face o separare ín sensul

definirii implicite a tipurilor consacrate: INTEGER, CHARACTER, REAL,

BOOLEAN aláturi de STRING - un ßir predefinit de caractere sau o


54

secvenþá liniará de caractere; respectiv EVENT - numárátoare pentru

contorizarea unor evenimente, folosite mai ales pentru asigurarea

sincronizárii programelor.

Ín tabelul urmátor vor fi prezentate tipurile standard de date

pentru diferite limbaje:

PASRO SRL AL AML VAL VAL II HELP SIGLAINTEGER INTEGER SCALAR INT Integer Scalar Scalar CounterREAL REAL SCALAR REAL Scalar Scalar BOOLEAN BOOLEAN SCALAR - - - CHARACTER

CHAR CHAR - - -

STRING STRING - STRING

- -

SEMAPHOR INTERRUPT

EVENT Semaphore

Flags

iar domeniul valorilor acestor tipuri de bazá este prezentat ín

urmátorul tabel:

Tipul de data Numar de byti DomeniulINTEGER 2 -32768 ... + 32767REAL 4 0.15224277E-39 ...

0.17014111E+38BOOLEAN cel putin unul FALSE, TRUE CHARACTER cel putin unul caractere ASCIIEVENT 2 -32768 ... + 32767

Ín afara acestor tipuri de bazá pentru programarea purá

(implicänd date numerice folosite ín calcule interne) apar ßi datele

specifice roboþilor industriali care vor fi enumerate ín continuare:

-VECTOR - ín general vectori tri-dimensionali;

-ROTATION - rotaþia cu un unghi ín jurul unei axe;

-ORIENTATION - rotaþia definitá prin trei unghiuri;

-FRAME - definit prin rotaþii ßi vector;

-TRANS - transformare definitá direct ca un FRAME.

Un exemplu de construcþie a acestui tip de date, pentru

PASRO se poate construi sub forma urmátoare : PASRO TYPE

vector = RECORD x, y, z : REAL


55

END; rotmatrix = RECORD

t,o,a: vector END;

rotation = RECORD axis : vector; angle : REAL; matrix : rotmatrix END;

frame = RECORD rot : rotation; transl : vector END;

Pentru limbajele SRL, PASRO ßi AL, aceste elemente se

folosesc ca tipuri de date standard, fapt care ußureazá mult lucrul cu

acestea, nemaifiind nevoie de o construcþie a acestor tipuri: Exemple:

SRL: directie: VECTOR; partrotatie : ROTATION; preluare, asteptare : FRAME; directie:=VE

cuprins - robotics.ucv.rorobotics.ucv.ro/carti/lpr/current/limbaje de programare a robotilor.pdf ·...

Documents

Cuprins - BNTbnt.ro/data/produse/files/Metrici LPR - EL_Metrici LPR-EL_manual utilizare.pdf · face diverse constructii (ex: pasarele, scari, stalpi), in perimetrul de detectie si

Lucrarea de laborator nr. 1 - robotics.ucv.rorobotics.ucv.ro/carti/java/lab1/lab1A5.pdf · Lucrarea de laborator nr. 1 . Introducere in Java . Java este un limbaj de programare orientat

MINUNI ALE SFÂNTULUI MINA în zilele noastre, în România · 2016-04-13 · lemn de esenţă tare, în care au pus sicriul de argint. Au aşezat, apoi, sicriul la locul său şi,

Tehnici și tehnologii TV și - robotics.ucv.rorobotics.ucv.ro/carti/mtsa/current/Curs TTTvMM - Partea I.pdf · In acest caz cantitatea de informatie pe secunda este de 240 Mbytes

Introducere - robotics.ucv.rorobotics.ucv.ro/carti/mtsa/current/Laborator_10_C++.pdf · categoria Installation din partea stanga a ferestrei si se alege optiunea New SQL Server stand-alone

leg pl027 06 - Chamber of Deputies · 3 n) jujeu – piesă de formă cilindrică, confecţionată prin strunjire din lemn de esenţă tare, care trebuie purtată de câinii care

esenţă - PECEFmagazin.pecef.ro/.../File/Cuptoare_Gastronomie-Patiserie.pdf · “Fie că este vorba de pâine sau produse de patiserie, rezultatele . pe care le puteţi obține

Concept - UNATC · Concept vol 11/nr 2/2015 Research ... fie descoperirea a noi documente istorice (în esenţă, o redefinire a principiilor ... literară include zeci de piese de

Genurile istorice sociale versus genurile istorice muzicale · prin care cursul existenţei sociale este ordonat, articulat şi controlat sau, în esenţă, menţinut între nişte

Economica 4 2011 - ase.mdFrauda fiscală – esenţă, cauze şi metode de combatere Doctor în economie Viorel DANDARA Drd. Valeriu SEVERIN 56 Rolul şi locul auditului intern în

Anul VIU. Oradea, 1936. Nr. Foaia Şcolară · în această privinţă este anul 1905, când Binet Simon dădură la iveală „scara metrică" a inteligenţei. Acestea sunt în esenţă

Programul Cercetare de Excelenţă CEEX CEEX 2007.pdf · laboratoarele de experimentare şi testare, laboratoarele de etalonare sau organismele de certificare (Modulul IV). În esenţă,

INFORMAŢII PERSONALE Alexandru Gaftonmedia.lit.uaic.ro/scoala_doctorala/DOCUMENTE/CV drd 19/CV prof. univ... · Caracteristicile de esenţă ale vechii norme literare româneşti,

1. RAPORTUL CNCSISold.uefiscdi.ro/userfiles/file/comunicare...În contextul globalizării, transformările majore impuse economiei vizează în esenţă trecerea la o economie competitivă

Ieromonah GHELASIE GHEORGHE - chipuliconic.ro · Fără Dumnezeu, Omul se face moarte şi suferinţă. Dumnezeu, în esenţă, este Limbaj Dumnezeiesc absolut. Noi, Creaţia, suntem

CRITIC CUM ars ARTA? longa - cronicaveche.files.wordpress.com · fundamentală că arta este în esenţă un limbaj, un mod specific de comunicare între oameni, iar aceast ă specificitate

Cuprins - Metricimetrici.ro/files/manuals/Camera-Setting-Guide-RO-V2.1.pdf · genera citiri false 5 . Ghid Setari Camere V2.2 Metrici LPR 5.0 Atentie la reflexii ce pot afecta imaginile

· 5/63 Atât nivelul de calificare, cât şi specificul activităţii profesionale, a cărei esenţă constă în rezolvarea sarcinilor sau realizarea lucrărilor specifice, scot

CONSTITUENTE ETNOFOLCLORICE ÎN PROZA SCRIITORILOR … · 3 REPERELE CONCEPTUALE ALE CERCETĂRII Actualitatea temei investigate. Literatura anilor 1960-1980 reprezintă în esenţă

· Web viewPrincipiul dispozitivelor de dializă: Un dializor include, în esenţă, două compartimente separate printr-o membrană dializantă cu suprafaţă mare şi grosime redusă(celofanul,

Cuprins - BNTbnt.ro/data/produse/files/Metrici LPR - EL_Metrici LPR-EL... · 2016-07-27 · Metrici LPR Freeflow – Ghid de instalare rev. 00012 | August 2014 CAPITOLUL 4 – Primii

robotics.ucv.rorobotics.ucv.ro/carti/java/Lab_Android_JavaFX/Laborator 1FX.docx · Web viewÎn NetBeans rularea de bază este ca aplicație de sine stătătoare desktop. Se poate

Fişa suspiciunii de plagiat / Sheet of plagiarism’s ... · împiedice administrarea probelor multimedia în procesul penal. În esenţă, se păstrează prevederile din Codul de

Biserica Creştină Baptistă Golgota Şos. Nicolae Titulescu ...În esenţă, provocarea pe care secolul XXI le-o adresează mamelor este ca ... privaţiunilor de orice fel, al dragostei

Introducere - robotics.ucv.rorobotics.ucv.ro/carti/mtsa/current/P5_l.pdf · Se pot instala mai multe instante de SQL Server pe acelasi computer, insa in general aceasta abilitate

Jora Liedurile 1 - Libraria Muzicala...cea mai pură esenţă. În ele, ca de altfel şi în alte creaţii, pe versuri de George Bacovia (Moină op. 15 nr. 1, Pastel op. 15 nr. 2),

Unimarc – esenţă, importanţă, utilitate

robotics.ucv.rorobotics.ucv.ro/carti/mtsa/current/Tehnologia AJAX.docx · Web viewLa anumite evenimente din pagină sau la un anumit interval de timp, se apelează un obiect de tip

Copyright © 2005 Dan H. Constantinescu. Toate …danhconst.net/wiki/mesaje.pdfPREFAŢĂ Cum aceste mijloace sînt, în esenţă, cele geofizice — iniţial fizico-matematice, ele

Cuprins - Metrici · 2017-10-04 · G hid Setari Camere V2.2 Metrici LPR 5.0 INTRODUCERE Metrici LPR este o solutie software foarte performanta ce permite recunoasterea numerelor

CUVÎNTULLIBEIC · :lpr șî fljtreru-el. cu unei prea de mpcrațică !“ Ziua cînd pleacă parlamentarii Mă număr printre cei neplă cut surprinși de foșgăiala din Parlament

Interpretarea datelor statIstIce în jurnalIsm...În esenţă, statistica este azi atât o activitate, ştiinţă, ansam-blu de metode, instituţie şi profesie, serie / baze de date,

R A P O R T U L Pre edintelui Consiliului Jude ean ...cjhunedoara.ro/documente/Raport Presedinte 2012.pdf · Acest act normativ a condus la modificări de esenţă privind sporirea

Tipuri de date, Modificatori si Expresii - robotics.ucv.rorobotics.ucv.ro/carti/java/Curs5/curs56.pdf · Tipuri de date, Modificatori si Expresii 2 Cuvinte cheie Cuvintele cheie sunt

Sisteme cu microprocesoare - robotics.ucv.rorobotics.ucv.ro/carti/MC/N4.pdfˇ ˆ ˙ ˝ ˝ ˛˚˛ ˜ !" # # $ # % # $ ˇ % ˝ % & ’˛ ( ˝ # # ˆ)˙ ˚ $ & ˇ