機器人編程語言詳解及「工業機器人資源獲取」

如果您問「機器人的最佳編程語言是什麼？

計算機視覺程序員會給出不同於認知機器人的答案。每個人都不同意什麼是「最好的編程語言」，語言首先學習，即使這是最現實的答案，因為它取決於您要開發的應用程序類型以及您正在使用的系統。

機器人十大流行編程語言

世界上有超過1500種編程語言，這是目前機器人技術中十種最流行的編程語言。每種語言對機器人有不同的優勢：

10. BASIC / 帕斯卡

BASIC和Pascal，它們是幾種工業機器人語言的基礎，如下所述。BASIC是為初學者設計的（它代表初學者通用符號指令代碼），這使它成為一個非常簡單的語言開始。帕斯卡爾旨在鼓勵良好的編程習慣小號，並介紹構造，如指針，它一個很好的「敲門磚」，從普通版使一個更複雜的語言。這幾天，這兩種語言都有點過時，有利於「日常使用」。但是，如果要進行大量的低級編碼，或者想要熟悉其他工業機器人語言，可以學習它們。

9.工業機器人語言

幾乎每個機器人製造商都開發了自己的專有機器人編程語言。您可以通過學習Pascal熟悉其中的幾個。但是，您每次開始使用新的機器人時，仍然需要學習新的語言。

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。然後，Fanuc機器人使用Karel，St?ubli機器人使用VAL3和Universal Robots使用URScript。

近年來，像ROS Industrial這樣的編程選項開始為程序員提供更多的標準化選項。但是，如果您是技術人員，則您更有可能使用製造商的語言。

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）。它不像這個列表上許多其他編程語言那麼廣泛使用; 然而，在人工智慧編程中仍然非常重要。ROS的一部分是用LISP編寫的，儘管你不需要知道使用ROS。

7. 硬體描述語言（HDL）

硬體描述語言基本上是描述電子設備的編程方式。這些語言對於一些機器人專家來說是相當熟悉的，因為它們用於編程現場可編程門陣列（FPGA）。FPGA允許您開發電子硬體，而無需實際生產硅晶元，這使得它們成為更快更容易的一些開發選擇。

如果你不是電子原型，你可能永遠不會使用HDL。即使如此，重要的是知道它們存在，因為它們與其他編程語言完全不同。一方面，所有操作都是並行執行的，而不是依照基於處理器的語言進行。

6. 裝配

大會允許您以「一級和零級」進行編程，這是最低級別（或多或少）的編程，最近大多數低級別的電子設備都需要編程，隨著Arduino等的興起微控制器，您現在可以使用C / C ++輕鬆地在這個級別進行編程，這意味著大部分機器人可能不那麼必要。

5. MATLAB

MATLAB及其開放源碼的親戚，如Octave，是非常受歡迎的一些機器人工程師分析數據和開發控制系統。還有一個非常受歡迎的機器人工具箱用於MATLAB。我知道使用MATLAB開發整個機器人系統的人。如果要分析數據，生成高級圖形或實現控制系統，您可能需要學習MATLAB。

4. C＃ / .NET

C＃是Microsoft提供的專有編程語言。我在這裡包括C＃/ .NET，主要是因為使用它作為主要語言的Microsoft Robotics Developer Studio。如果你要使用這個系統，你可能要使用C＃。但是，首先學習C / C ++可能是長期發展編碼技巧的好選擇。

3. Java的

一些計算機科學學位將Java教學作為他們的第一種編程語言。Java從程序員「隱藏」底層的內存功能，這使得它比C更容易編程，但這也意味著你對代碼實際做的不太了解。如果您從計算機科學的背景（許多人，特別是在研究中）來到機器人，你可能已經學會了Java。像C＃和MATLAB一樣，Java是一種解釋語言，這意味著它不會被編譯成機器代碼。相反，Java虛擬機在運行時解釋指令。使用Java的理論是，由於Java虛擬機，您可以在許多不同的機器上使用相同的代碼。在實踐中，這並不總是奏效，有時會導致代碼運行緩慢。然而，Java在機器人的某些部分非常受歡迎，因此你可能需要它。

2. Python的

Python近年來尤其在機器人技術方面出現了巨大的復甦。其中一個原因可能是Python（和C ++）是ROS中發現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，語言的主要重點是易用性。許多人都認為這樣做非常好。

Python節省了許多常規的事情，這些事情在編程中花費時間，例如定義和轉換變數類型。此外，還有大量免費的圖書館，這意味著當您需要實現一些基本功能時，您不必「重新發明」。並且由於它允許使用C / C ++代碼進行簡單的綁定，這意味著代碼的性能很重的部分可以用這些語言來實現，以避免性能下降。

1.C / C ++

最後，我們達到機器人技術的第一編程語言！許多人都同意C和C ++是新機器人的好起點。為什麼？因為很多硬體庫都使用這些語言。它們允許與低級硬體進行交互，允許實時性能和非常成熟的編程語言。這些天，您可能會使用C ++多於C，因為該語言具有更多的功能。C ++基本上是C的擴展。首先學習至少一點C可能是有用的，以便您可以在找到以C編寫的硬體庫時識別它。C / C ++並不像以前那樣簡單，比如Python或者MATLAB。使用C實現相同的功能可能需要相當長的時間，並且需要更多的代碼行。然而，由於機器人非常依賴於實時性能，

機器人的主要特點之一是其通用性，是機器人具有可編程能力是實現這一特點的重要手段。機器人編程必然涉及機器人語言。機器人語言是使用符號來描述機器人動作的方法，它通過對機器人的描述，使機器人按照編程者的意圖進行各種操作。

機器人語言的產生和發展是與機器人技術的發展以及計算機編程語言的發展緊密相關的。編程系統的核心問題是操作運動控制問題。

機器人編程系統以及方法

機器人編程是機器人運動和控制問題的結合點，也是機器人系統最關鍵的問題之一。當前實用的工業機器人常為離線編程或示教，在調試階段可以通過示教控制盒對編譯好的程序一步一步地進行，調試成功後可投入正式運行。

機器人語言操作系統包括3個基本的操作狀態：

監控狀態

編程狀態

執行狀態

監控狀態：用來進行整個系統的監督控制。

編輯狀態：提供操作者編製程序或編輯程序

執行狀態：用來執行機器人程序

把機器人源程序轉換成機器碼，以便機器人控制櫃能直接讀取和執行，編譯後的程序運行速度將大大加快。

根據機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係，編程方式決定著機器人的適應性和作業能力。隨著計算機在工業上的廣泛應用，工業機器人的計算機編程變得日益重要。

編程語言也是多種多樣的，目前工業機器人的編程方式有以下幾種：

順序控制的編程

在順序控制的機器中，所有的控制都是由機械或者電氣的順序控制來實現，一般沒有程序設計的要求。順序控制的靈活性小，這是因為所有的工作過程都已編輯好，由機械擋塊，或其他確定的辦法所控制。大量的自動機都是在順序控制下操作的，這種方法的主要優點是成本低、易於控制和操作。

示教方式編程

目前，大多數工業機器人都具有採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：

手把手示教編程：主要用於噴漆、弧焊等要求實現連續軌跡控制的工業機器人示教編程中。具體的方法是利用示教手柄引導末端執行器經過所要求的位置，同時由感測器檢測出工業機器人個關節處的坐標值，並由控制系統記錄、存儲下這些數據信息。實際工作中，工業機器人的控制系統會重複再現示教過的軌跡和操作技能。

手把手示教編程也能實現點位控制，與CP控制不同的是它只記錄個軌跡程序移動的兩端點位置，軌跡的運動速度則按各軌跡程序段應對的功能數據輸入。

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動工業機器人的各關節軸，按作業所需要的順序單軸運動或多關節協調運動，完成位置和功能的示教編程。示教盒示教一般用於大型機器人或危險條件作業下的機器人示教。

離線編程或預編程

離線編程和預編程的含義相同，它是指用機器人程序語言預先用示教的方法編程，離線編程的優點：

編程可以不使用機器人，可以騰出機器人去做其他工作

可預先優化操作方案和運行周期

以前完成的過程或子程序可結合到代編的程序中去

可以用感測器探測外部信息，從而使機器人做出相應的響應。這種響應使機器人可以在自適應的方式下工作

控制功能中，可以包含現有的計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助製造（CAM）的信息

可以用預先運行程序來模擬實際運動，從而不會出現危險，以在屏幕上模擬機器人運動來輔助編程

對不同的工作目的，只需替換一部分待定的程序

在非自適應系統中，沒有外界環境的反饋，僅有的輸入是關節感測器的測量值，從而可以使用簡單的程序設計手段。

對機器人的編程要求

能夠建立世界模型

能夠描述機器人的作業

能夠描述機器人的運動

允許用戶規定執行流程

有良好的編輯環境

機器人編輯語言的類型

動作級

（AL語言系統、LUNA語言及其特徵）

對象級

（AUTOPASS語言及其特徵、RAPT語言及其特徵）

任務級

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