機器人的開發(fā)言語一般為C、C++、C++ Builder、VB、VC等言語，首要取決于履行機構(gòu)（伺服體系）的開發(fā)言語；而機器人編程分為示教、動作級機器人編程言語、使命級編程言語三個等級；機器人編程言語分為專用操作言語（如VAL言語、AL言語、SLIM言語等）、運用已有計算機言語的機器人程序庫（如Pascal言語、JARS言語、AR-BASIC言語等）、運用新型通用言語的機器人程序庫（如RAPID言語、AML言語KAREL言語等）三種類型?，F(xiàn)在首要運用的是SLIM言語。

機器人編程言語（一）

伴跟著機器人的開展，機器人言語也得到開展和完善。機器人言語已成為機器人技能的一個重要部分。機器人的功用除了依托機器人硬件的支撐外，適當(dāng)一部分依托機器人言語來完結(jié)。前期的機器人由于功用單一，動作簡略，可選用固定程序或示教辦法來操控機器人的運動。跟著機器人作業(yè)動作的多樣化和作業(yè)環(huán)境的雜亂化，依托固定的程序或示教辦法已滿意不了要求，必須依托能習(xí)氣作業(yè)和環(huán)境隨時改變的機器人言語編程來完結(jié)機器人的作業(yè)。

自機器人呈現(xiàn)以來，美國、日本等機器人的原創(chuàng)國也一起開端進行機器人言語的研討。美國斯坦福大學(xué)于1973年研宣布國際上榜首種機器人言語——WAVE言語。WAVE是一種機器人動作言語，即言語功用以描繪機器人的動作為主，兼以力和觸摸的操控，還能合作視覺傳感器進行機器人的手、眼和諧操控。

在WAVE言語的基礎(chǔ)上，1974年斯坦福大學(xué)人工智能實驗室又開宣布一種新的言語，稱為AL言語。這種言語與高檔計算機言語ALGOL結(jié)構(gòu)類似，是一種編譯辦法的言語，帶有一個指令編譯器，能在實時機上操控，用戶編寫好的機器人言語源程序經(jīng)編譯器編譯后對機器人進行使命分配和作業(yè)指令操控。AL言語不僅能描繪手爪的動作，而且可以回憶作業(yè)環(huán)境和該環(huán)境內(nèi)物體和物體之間的相對方位，完結(jié)多臺機器人的和諧操控。

美國IBM公司也一直致力于機器人言語的研討，取得了不少效果。1975年，IBM公司研宣布ML言語，首要用于機器人的安裝作業(yè)。隨后該公司又研宣布另一種言語——AUTOPASS言語，這是一種用于安裝的更高檔言語，它可以對幾許模型類使命進行半主動編程。

美國的Unimation公司于1979年推出了VAL言語。它是在BASIC言語基礎(chǔ)上擴展的一種機器人言語，因而具有BASIC的內(nèi)核與結(jié)構(gòu)，編程簡略，句子簡練。VAL言語成功地用于PUMA和UNIMATE型機器人。1984年，Unimation公司又推出了在VAL基礎(chǔ)上改善的機器人言語——VAL Ⅱ言語。VALⅡ言語除了含有VAL言語的悉數(shù)功用外，還添加了對傳感器信息的讀取，使得可以運用傳感器信息進行運動操控。

20世紀80年代初，美國Automatix公司開發(fā)了RAIL言語，該言語可以運用傳感器的信息進行零件作業(yè)的檢測。一起，麥道公司研發(fā)了MCL言語，這是一種在數(shù)控主動編程言語——APT言語的基礎(chǔ)上開展起來的一種機器人言語。MCL特別適用于由數(shù)控機床、機器人等組成的柔性加工單元的編程。

機器人言語品種繁多，而且新的言語層出不窮。這是由于機器人的功用不斷拓寬，需求新的言語來合作其作業(yè)。另一方面，機器人言語多是針對某種類型的具體機器人而開發(fā)的，所以機器人言語的通用性很差，簡直一種新的機器人面世，就有一種新的機器人言語與之配套。

機器人言語可以依照其作業(yè)描繪水平的程度分為動作級編程言語、方針級編程言語和使命級編程言語三類。

動作級編程言語

動作級編程言語是最低一級的機器人言語。它以機器人的運動描繪為主，通常一條指令對應(yīng)機器人的一個動作，表明從機器人的一個位姿運動到另一個位姿。動作級編程言語的長處是比較簡略，編程簡略。其缺陷是功用有限，無法進行繁復(fù)的數(shù)學(xué)運算，不接受浮點數(shù)和字符串，子程序不含有自變量；不能接受雜亂的傳感器信息，只能接受傳感器開關(guān)信息；與計算機的通訊才能很差。典型的動作級編程言語為VAL言語，如AVL言句子子“MOVE TO (destination)”的意義為機器人從當(dāng)時位姿運動到意圖位姿。

動作級編程言語編程時分為關(guān)節(jié)級編程和結(jié)尾履行器級編程兩種。

關(guān)節(jié)級編程

關(guān)節(jié)級編程是以機器人的關(guān)節(jié)為方針，編程時給出機器人一系列各關(guān)節(jié)方位的時刻序列，在關(guān)節(jié)坐標系中進行的一種編程辦法。關(guān)于直角坐標型機器人和圓柱坐標型機器人，由于直角關(guān)節(jié)和圓柱關(guān)節(jié)的表明比較簡略，這種辦法編程較為適用；而對具有反轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)型機器人，由于關(guān)節(jié)方位的時刻序列表明困難，即便一個簡略的動作也要通過許多雜亂的運算，故這一辦法并不適用。

關(guān)節(jié)級編程可以通過簡略的編程指令來完結(jié)，也可以通過示教盒示教和鍵入示教完結(jié)。

結(jié)尾履行器級編程

結(jié)尾履行器級編程在機器人作業(yè)空間的直角坐標系中進行。在此直角坐標系中給出機器人結(jié)尾履行器一系列位姿組成位姿的時刻序列，連同其他一些輔佐功用如力覺、觸覺、視覺等的時刻序列，一起斷定作業(yè)量、作業(yè)東西等，和諧地進行機器人動作的操控。

這種編程辦法答應(yīng)有簡略的條件分支，有感知功用，可以挑選和設(shè)定東西，有時還有并行功用，數(shù)據(jù)實時處理才能強。

機器人編程言語（二）

方針級編程言語

所謂方針即作業(yè)及作業(yè)物體自身。方針級編程言語是比動作級編程言語高一級的編程言語，它不需求描繪機器人手爪的運動，只要由編程人員用程序的辦法給出作業(yè)自身次序進程的描繪和環(huán)境模型的描繪，即描繪操作物與操作物之間的聯(lián)系。通過編譯程序機器人即能知道如何動作。

這類言語典型的比方有AML及AUTOPASS等言語，其特色為：

(1) 具有動作級編程言語的悉數(shù)動作功用。

(2) 有較強的感知才能，能處理雜亂的傳感器信息，可以運用傳感器信息來修正、更新環(huán)境的描繪和模型，也可以運用傳感器信息進行操控、測驗和監(jiān)督。

(3) 具有杰出的開放性，言語體系供給了開發(fā)渠道，用戶可以依據(jù)需求添加指令，擴展言語功用。

(4) 數(shù)字計算和數(shù)據(jù)處理才能強，可以處理浮點數(shù)，能與計算機進行即時通訊。

方針級編程言語用接近自然言語的辦法描繪方針的改變。方針級編程言語的運算功用、作業(yè)方針的位姿時序、作業(yè)量、作業(yè)方針接受的力和力矩等都可以以表達式的辦法呈現(xiàn)。體系中機器人尺度參數(shù)、作業(yè)方針及東西等參數(shù)一般以知識庫和數(shù)據(jù)庫的辦法存在，體系編譯程序時獲取這些信息后對機器人動作進程進行仿真，再進行完結(jié)作業(yè)方針適宜的位姿，獲取傳感器信息并處理，逃避妨礙以及與其他設(shè)備通訊等作業(yè)。

使命級編程言語

使命級編程言語是比前兩類更高檔的一種言語，也是最抱負的機器人高檔言語。這類言語不需求用機器人的動作來描繪作業(yè)使命，也不需求描繪機器人方針物的中間狀況進程，只需求依照某種規(guī)矩描繪機器人方針物的初始狀況和最終方針狀況，機器人言語體系即可運用已有的環(huán)境信息和知識庫、數(shù)據(jù)庫主動進行推理、計算，然后主動生成機器人具體的動作、次序和數(shù)據(jù)。例如，一安裝機器人欲完結(jié)某一螺釘?shù)陌惭b，螺釘?shù)某跏挤轿缓桶惭b后的方針方位已知，當(dāng)宣布抓取螺釘?shù)闹噶顣r，言語體系從初始方位到方針方位之間尋找途徑，在雜亂的作業(yè)環(huán)境中找出一條不會與周圍妨礙物發(fā)生磕碰的適宜途徑，在初始方位處挑選恰當(dāng)?shù)淖藙葑ト÷葆敚卮送緩竭\動到方針方位。在此進程中，作業(yè)中間狀況作業(yè)計劃的規(guī)劃、工序的挑選、動作的前后組織等一系列問題都由計算機主動完結(jié)。

使命級編程言語的結(jié)構(gòu)十分雜亂，需求人工智能的理論基礎(chǔ)和大型知識庫、數(shù)據(jù)庫的支撐，現(xiàn)在還不是十分完善，是一種抱負狀況下的言語，有待于進一步的研討。但可以信任，跟著人工智能技能及數(shù)據(jù)庫技能的不斷開展，使命級編程言語必將取代其他言語而成為機器人言語的主流，使得機器人的編程運用變得十分簡略。

一般用戶觸摸到的言語都是機器人公司自己開發(fā)的針對用戶的言語渠道，通俗易懂，在這一層次，每一個機器人公司都有自己語法規(guī)矩和言語辦法，這些都不重要，由于這層是給用戶示教編程運用的。在這個言語渠道之后是一種依據(jù)硬件相關(guān)的高檔言語渠道，如C言語、C++言語、依據(jù)IEC61131規(guī)范言語等，這些言語是機器人公司做機器人體系開發(fā)時所運用的言語渠道，這一層次的言語渠道可以編寫翻譯解說程序，針對用戶示教的言語渠道編寫的程序進行翻譯解說成該層言語所能理解的指令，該層言語渠道首要進行運動學(xué)和操控方面的編程，再底層就是硬件言語，如依據(jù)Intel硬件的匯編指令等。

商用機器人公司供給給用戶的編程接口一般都是自己開發(fā)的簡略的示教編程言語體系，如KUKA、ABB等，機器人操控體系供給商供給給用戶的一般是第二層言語渠道，在這一渠道層次，操控體系供貨商可能供給了機器人運動學(xué)算法和中心的多軸聯(lián)動插補算法，用戶可以針對自己規(guī)劃的產(chǎn)品運用自由的進行二次開發(fā)，該層言語渠道具有較好的開放性，可是用戶的作業(yè)量也相應(yīng)添加，這一層次的渠道首要是針對機器人開發(fā)廠商的渠道，如歐系一些機器人操控體系供貨商就是依據(jù)IEC61131規(guī)范的編程言語渠道。最底層的匯編言語等級的編程環(huán)境咱們一般不必太重視，這些是操控體系芯片硬件廠商的事。

各家工業(yè)機器人公司的機器人編程言語都不相同，各家有各家自己的編程言語。可是，不管改變多大，其要害特性都很類似。比方Staubli 機器人的編程言語叫VAL3,風(fēng)格和Basic類似；ABB的叫做RAPID,風(fēng)格和Ｃ類似；還有Adept Robotics 的V+,Fanuc,KUKA,MOTOMAN都有專用的編程言語，可是大都是類似.而由于機器人的創(chuàng)造公司Unimation公司最開端的言語就是VAL,所以這些言語結(jié)構(gòu)都有所類似。 VAL言語是美國Unimation公司于1979年推出的一種機器人編程言語，首要配置在PUMA和UNIMATION等型機器人上，是一種專用的動作類描繪言語。

VAL言語是在BASIC言語的基礎(chǔ)上開展起來的，所以與BASIC言語的結(jié)構(gòu)很類似。在VAL的基礎(chǔ)上Unimation公司推出了VALⅡ言語；而后來staubli 收買了Unimation公司后，又開展起來了VAL3的機器人編程言語。

學(xué)習(xí)的話，一般來說各家機器人的官方網(wǎng)站都會有這些介紹材料，可是具體的材料就會比較短缺。

假如您問“機器人的最佳編程言語是什么？

計算機視覺程序員會給出不同于認知機器人的答案。每個人都不贊同什么是“最好的編程言語”，言語首要學(xué)習(xí)，即便這是最實踐的答案，由于它取決于您要開發(fā)的運用程序類型以及您正在運用的體系。

機器人十大盛行編程言語

國際上有超越1500種編程言語，這是現(xiàn)在機器人技能中十種最盛行的編程言語。每種言語對機器人有不同的優(yōu)勢：

10. BASIC / 帕斯卡

BASIC和Pascal，它們是幾種工業(yè)機器人言語的基礎(chǔ)，如下所述。BASIC是為初學(xué)者規(guī)劃的（它代表初學(xué)者通用符號指令代碼），這使它成為一個十分簡略的言語開端。帕斯卡爾旨在鼓勵杰出的編程習(xí)氣小號，并介紹構(gòu)造，如指針，它一個很好的“敲門磚”，從普通版使一個更雜亂的言語。這幾天，這兩種言語都有點過期，有利于“日常運用”?？墒牵偃缫M行很多的初級編碼，或許想要了解其他工業(yè)機器人言語，可以學(xué)習(xí)它們。

9.工業(yè)機器人言語

簡直每個機器人制作商都開發(fā)了自己的專有機器人編程言語。您可以通過學(xué)習(xí)Pascal了解其間的幾個?？墒牵看伍_端運用新的機器人時，依然需求學(xué)習(xí)新的言語。

ABB具有RAPID編程言語。Kuka有KRL（Kuka Robot Language）。Comau運用PDL2，安川運用INFORM和川崎運用AS。然后，F(xiàn)anuc機器人運用Karel，St?ubli機器人運用VAL3和Universal Robots運用URScript。

近年來，像ROS Industrial這樣的編程選項開端為程序員供給更多的規(guī)范化選項?？墒牵偃缒羌寄苋藛T，則您更有可能運用制作商的言語。

8. LISP

LISP是國際上第二大最陳舊的編程言語（FORTRAN年紀較大，但只要一年）。它不像這個列表上許多其他編程言語那么廣泛運用; 可是，在人工智能編程中依然十分重要。ROS的一部分是用LISP編寫的，盡管你不需求知道運用ROS。

7. 硬件描繪言語（HDL）

硬件描繪言語根本上是描繪電子設(shè)備的編程辦法。這些言語關(guān)于一些機器人專家來說是適當(dāng)了解的，由于它們用于編程現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）。FPGA答應(yīng)您開發(fā)電子硬件，而無需實踐生產(chǎn)硅芯片，這使得它們成為更快更簡略的一些開發(fā)挑選。

假如你不是電子原型，你可能永久不會運用HDL。即便如此，重要的是知道它們存在，由于它們與其他編程言語徹底不同。一方面，一切操作都是并行履行的，而不是依照依據(jù)處理器的言語進行。

6. 安裝

大會答應(yīng)您以“一級和零級”進行編程，這是最低等級（或多或少）的編程，最近大多數(shù)低等級的電子設(shè)備都需求編程，跟著Arduino等的鼓起微操控器，您現(xiàn)在可以運用C / C ++輕松地在這個等級進行編程，這意味著大部分機器人可能不那么必要。

5. MATLAB

MATLAB及其開放源碼的親屬，如Octave，是十分受歡迎的一些機器人工程師剖析數(shù)據(jù)和開發(fā)操控體系。還有一個十分受歡迎的機器人東西箱用于MATLAB。我知道運用MATLAB開發(fā)整個機器人體系的人。假如要剖析數(shù)據(jù)，生成高檔圖形或完結(jié)操控體系，您可能需求學(xué)習(xí)MATLAB。

4. C＃ / .NET

C＃是Microsoft供給的專有編程言語。我在這里包括C＃/ .NET，首要是由于運用它作為首要言語的Microsoft Robotics Developer Studio。假如你要運用這個體系，你可能要運用C＃。可是，首要學(xué)習(xí)C / C ++可能是長期開展編碼技巧的好挑選。

3. Java

一些計算機科學(xué)學(xué)位將Java教育作為他們的榜首種編程言語。Java從程序員“隱藏”底層的內(nèi)存功用，這使得它比C更簡略編程，但這也意味著你對代碼實踐做的不太了解。假如您從計算機科學(xué)的布景（許多人，特別是在研討中）來到機器人，你可能現(xiàn)已學(xué)會了Java。像C＃和MATLAB相同，Java是一種解說言語，這意味著它不會被編譯成機器代碼。相反，Java虛擬機在運轉(zhuǎn)時解說指令。運用Java的理論是，由于Java虛擬機，您可以在許多不同的機器上運用相同的代碼。在實踐中，這并不總是見效，有時會導(dǎo)致代碼運轉(zhuǎn)緩慢?？墒牵琂ava在機器人的某些部分十分受歡迎，因而你可能需求它。

2. Python

Python近年來尤其在機器人技能方面呈現(xiàn)了巨大的復(fù)蘇。其間一個原因可能是Python（和C ++）是ROS中發(fā)現(xiàn)的兩種首要的編程言語。像Java相同，它是一種解說言語。與Java不同，言語的首要重點是易用性。許多人都以為這樣做十分好。

Python節(jié)省了許多慣例的作業(yè)，這些作業(yè)在編程中花費時刻，例如界說和變換變量類型。此外，還有很多免費的圖書館，這意味著當(dāng)您需求完結(jié)一些根本功用時，您不必“重新創(chuàng)造”。而且由于它答應(yīng)運用C / C ++代碼進行簡略的綁定，這意味著代碼的功用很重的部分可以用這些言語來完結(jié)，以防止功用下降。

1. C / C ++

最后，咱們到達機器人技能的榜首編程言語！許多人都贊同C和C ++是新機器人的好起點。為什么？由于很多硬件庫都運用這些言語。它們答應(yīng)與初級硬件進行交互，答應(yīng)實時功用和十分老練的編程言語。這些天，您可能會運用C ++多于C，由于該言語具有更多的功用。C ++根本上是C的擴展。首要學(xué)習(xí)至少一點C可能是有用的，以便您可以在找到以C編寫的硬件庫時辨認它。C / C ++并不像曾經(jīng)那樣簡略，比方Python或許MATLAB。運用C完結(jié)相同的功用可能需求適當(dāng)長的時刻，而且需求更多的代碼行?？墒牵捎跈C器人十分依托于實時功用，

機器人的首要特色之一是其通用性，是機器人具有可編程才能是完結(jié)這一特色的重要手法。機器人編程必定觸及機器人言語。機器人言語是運用符號來描繪機器人動作的辦法，它通過對機器人的描繪，使機器人依照編程者的意圖進行各種操作。

器人言語的發(fā)生和開展是與機器人技能的開展以及計算機編程言語的開展嚴密相關(guān)的。編程體系的中心問題是操作運動操控問題。

機器人編程體系以及辦法

機器人編程是機器人運動和操控問題的結(jié)合點，也是機器人體系最要害的問題之一。當(dāng)時有用的工業(yè)機器人常為離線編程或示教，在調(diào)試階段可以通過示教操控盒對編譯好的程序一步一步地進行，調(diào)試成功后可投入正式運轉(zhuǎn)。

機器人言語操作體系包括3個根本的操作狀況：

1. 監(jiān)控狀況
2. 編程狀況
3. 履行狀況

監(jiān)控狀況：用來進行整個體系的監(jiān)督操控。

修改狀況：供給操作者編制程序或修改程序

履行狀況：用來履行機器人程序

把機器人源程序變換成機器碼，以便機器人操控柜能直接讀取和履行，編譯后的程序運轉(zhuǎn)速度將大大加快。

依據(jù)機器人不同的作業(yè)要求，需求不同的編程。編程才能和編程辦法有很大的聯(lián)系，編程辦法決議著機器人的習(xí)氣性和作業(yè)才能。跟著計算機在工業(yè)上的廣泛運用，工業(yè)機器人的計算機編程變得日益重要。

編程言語也是多種多樣的，現(xiàn)在工業(yè)機器人的編程辦法有以下幾種：

• 次序操控的編程

在次序操控的機器中，一切的操控都是由機械或許電氣的次序操控來完結(jié)，一般沒有程序規(guī)劃的要求。次序操控的靈活性小，這是由于一切的作業(yè)進程都已修改好，由機械擋塊，或其他斷定的辦法所操控。很多的主動機都是在次序操控下操作的，這種辦法的首要長處是成本低、易于操控和操作。

• 示教辦法編程

現(xiàn)在，大多數(shù)工業(yè)機器人都具有選用示教辦法來編程的功用。示教辦法編程一般可分為手把手示教編程和示教盒示教編程兩種辦法：

1、手把手示教編程：首要用于噴漆、弧焊等要求完結(jié)接連軌道操控的工業(yè)機器人示教編程中。具體的辦法是運用示教手柄引導(dǎo)結(jié)尾履行器通過所要求的方位，一起由傳感器檢測出工業(yè)機器人個關(guān)節(jié)處的坐標值，并由操控體系記載、存儲下這些數(shù)據(jù)信息。實踐作業(yè)中，工業(yè)機器人的操控體系會重復(fù)再現(xiàn)示教過的軌道和操作技能。

手把手示教編程也能完結(jié)點位操控，與CP操控不同的是它只記載個軌道程序移動的兩端點方位，軌道的運動速度則按各軌道程序段應(yīng)對的功用數(shù)據(jù)輸入。

2、示教盒示教編程辦法是人工運用示教盒上所具有的各種功用的按鈕來驅(qū)動工業(yè)機器人的各關(guān)節(jié)軸，按作業(yè)所需求的次序單軸運動或多關(guān)節(jié)和諧運動，完結(jié)方位和功用的示教編程。示教盒示教一般用于大型機器人或風(fēng)險條件作業(yè)下的機器人示教。

3、脫機編程或預(yù)編程

• 脫機編程和預(yù)編程的意義相同，它是指用機器人程序言語預(yù)先用示教的辦法編程，脫機編程的長處：
• 編程可以不運用機器人，可以騰出機器人去做其他作業(yè)
• 可預(yù)先優(yōu)化操作計劃和運轉(zhuǎn)周期
• 曾經(jīng)完結(jié)的進程或子程序可結(jié)合到代編的程序中去
• 可以用傳感器探測外部信息，然后使機器人做出相應(yīng)的呼應(yīng)。這種呼應(yīng)使機器人可以在自習(xí)氣的辦法下作業(yè)
• 操控功用中，可以包括現(xiàn)有的計算機輔佐規(guī)劃（CAD）和計算機輔佐制作（CAM）的信息
• 可以用預(yù)先運轉(zhuǎn)程序來模仿實踐運動，然后不會呈現(xiàn)風(fēng)險，以在屏幕上模仿機器人運動來輔佐編程
• 對不同的作業(yè)意圖，只需替換一部分待定的程序

在非自習(xí)氣體系中，沒有外界環(huán)境的反饋，僅有的輸入是關(guān)節(jié)傳感器的測量值，然后可以運用簡略的程序規(guī)劃手法。

4、對機器人的編程要求

1. 可以建立國際模型
2. 可以描繪機器人的作業(yè)
3. 可以描繪機器人的運動
4. 答運用戶規(guī)則履行流程
5. 有杰出的修改環(huán)境

5、機器人修改言語的類型

1. 動作級（AL言語體系、LUNA言語及其特征）
2. 方針級（AUTOPASS言語及其特征、RAPT言語及其特征）
3. 使命級