机器人与计算机之间的通信编程._机器人编程试题及答案
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近年来,以离线编程为基础的机器人柔性自动化系统的开发,代表了工业机器人系统二次开发的热点。离线编程作为机器人系统开发的核心技术,要求外部计算机直接与机器人控制器通信。而机器人控制器作为机器人控制系统的本体,不但完成操作手的伺服控制、轨迹规划,同时它还具有与外界控制系统进行通信的功能。随着网络通信技术对控制系统的革新,开发基于网络,具有开放式、分布式机器人控制系统已成为机器人控制器研究的重点;另一方面,机器人控制系统结构沿着网络化、分布式方向和控制系统体系沿着开放性方向发展是机器人控制系统技术创新的趋势。
C/S 本文提出了基于模型机器人控制器与计算机之间的 Win NT RPC 通信编程方法,着重讨论了基于操作系统机制的机器人控制网络客户服务器程序的开发,并实现了其软件DCOM C/S ABB S4 的封装。并以基于模型的型机器人控制器
RPC Win NT Win32 为例,阐明了基于机制的操作系统下的机器人柔性自动化应用程序的开发,为机器人柔性自动化系统的开发提供了一种可行的新方法。C/S 基于模型的机器人控制器原理
计算机、机器人计算机板、内存板和网络输入输出接口板
/等大部分组成。主计算机由和用于控制和协调各接口4RAM 板的主计算机系统组成,它是机器人控制系统的核心,负责协调和控制各标准扩展槽,完成任务调度和协作;机器人计
算机板由操作手控制计算机和输入输出控制计算机组成, /操作手控制计算机主要控制操作手各轴的伺服控制及运动轨迹规划控制,输入输出计算机管理机器人控制器的数字和/模拟输入输出信号,同时提供机器人操作界面,如机器人/的示教器和显示面板等功能。内存板的作用是作为机器人控制器的电子硬盘,主要存储机器人控制器的操作系统文件及各驱动程序。网络输入输出接口板由卡及其处理计/Ethernet 算机组成,主要实现基于协议的计算机与客户计算TCP/IP 机之间的通信硬件。
本文以型机器人系统为例,阐明基于网络ABB S4RPC 通信机制的机器人与计算机之间的通信。最新型控ABB S4制器
6统,支持协议下的通信,并采用机器人编程TCP/IP Ethernet 语言进行机器人的编程,以程序控制机器人末端执RAPAID 行器的轨迹。
基于网络通信机制的机器人控制器与计算机2 RPC 之间的通信编程 基于模型的机器人控制器与外部计算机之间的通信C/S 软件可以如下描述:服务器运行服务器端程序,响应并执行来自客户端的服务请求,最后向客户端返回计算结果;而客户机运行客户端程序,向服务器发出请求,获得服务器响应。型机器人控制系统的软件结构如图所示,由机ABB S43器人多任务操作系统和基于该操作系统的机器BaseWare OS 人程序和服务器程序等组成。由于机器人的运动RAPID RPC 和操作只受机器人程序控制,要实现机器人在线控制,必须与机器人程序进行实时数据通信,而服务器程序RAPID RPC 可以跨越进程与操作系统或机器人程序进行数据通信,从而获得机器人系统和机器人程序的状态和数据变量。外RAPID 部计算机运行客户端程序,通过向机器人控制器发出请RPC 求,并实时响应机器人控制器上的服务器程序的答复的RPC 方法进行数据通信。由于外部计算机采用多任Windows NT 务操作系统,型材机器人柔性自动化程序同样可跨越进程与客户端程序进行数据交换,实时取得机器人系统和机器RPC 人程序的状态和数据变量。因此通过上述机器人与计RAPID 算机之间的网络编程,实现了计算机应用程序与机器Win 32人控制器及机器人程序之间的实时数据通信。
RAPID 基于机器人控制器和外部计算机客户服务器通信程 C/S 序的开发是同时进行的,本文采用基于开放性软件的DEC 远程过程调用机制的通信原理来实现两者之间的通RPC(信。是指通过提供类似跨越网络的调用机制,在概念上RPC 扩充了函数或子程序的调用,服务器可以提供一组可由RPC 客户程序调用的函数。如图显示了机器人控制器与RPC 4(a外部计算机之间的基于通信机制的通信原理。服务RPC RPC 器后端运行服务器程序,客户端运行客户端程序,当RPC 客户程序调用函数时,它发出常规的函数调用,不RPC RPC 过接受这个调用的是存根函数,存根函数把函数转
RPC 图计算机应用程序与机器人程序数据通信原理Win32 RAPID 图基于机器人控制器与计算机之间的通信原理及软件设计 4 RPC 化为调用请求和变元以进行网络传输,这一过程被称为信号编集,并把调用请求和变元发送给服务器。(marshaling 服务器上的存根函数接收到函数变元,并进行逆信号编RPC 集,并调用该函数的服务器实现,当函数返回(unmarshal时,它的值用逆向机制传给客户服务程序。故开发应用RPC 程序时,一个重要的要素就是接口,即服务器端和客户端都必须基于完全相同的存根函数的定义之上,否则进程肯RPC 定失败。存根函数的定义则利用编译器实现,如图MIDL 4 所示,表示机器人控制器,表示
(bRobot_Sever Robot_Client 客户计算机。首先开发服务器和客户端的存根函数,即定义和,再用编译器产生包含在服务Robot.IDL Robot.ACF MIDL 器和客户端应用程序中的头文件和两个实现客户与服务器的存根函数的语言源文件。这些文件必须与服务器和客户程C 序相链接,最后产生服务器和客户端的应用程序代码。和是程序开发的接口定义语言文
Robot.IDL Robot.ACF RPC 件和应用程序配置文件(Interface Definition Language File 基础,接口定义语言文件首(Application Configuration File先定义了接口属性,保证了GUID(Globally Unique Identifier 服务器和客户端的应用程序具有全球唯一的标识符,还定义了用于存根函数的函数原型,即头文件。应用程序配置文件则定义了一些与实际数据传输无关的数据与属性的信RPC 息。
综上所述,基于网络通信机制的模型机器人控RPC C/S 制器与计算机的客户服务器实现了以机器人控制器为服务器,外部计算机为客户机的网络通信。由于网络结构和C/S 协议的特性,实现了网络技术与控制技术的结合,TCP/IP 构筑了机器人分布式控制网络,把机器人作为一种标准的工业控制设备,以网络为媒介进行无缝连接,并进行它们之间的底层通信,实现了机器人柔性自动化系统的开发。同时为了实现外部计算机机器人柔性自动化程序的开发,作者利用 下转第页
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—52—(a(b 时,将各种可能按顺序显示给用户,将频率最高的转移作为默认情况。当然,实际应用时需引入更复杂的排序方法,并嵌入到的各个状态中。如最近最大相关加权法、决策GTN 树法或考虑到先前情况的预测方法等。
Token 在自动执行方面,该可以根据一定的规则进行自Agent 动补全。如状态时,可直接输出,其它有多个可4subject to 能的情况,可确定一可能性阈值,若某个转移分枝的概率超过它就自动按该分枝补全,否则该将动态构造提示界Agent 面,按可能顺序列出,引导用户作出选择。
Token 结束语本文总结了目前中人机交互存在的困难,提出应用DSS 思想构造智能界面,尝试了根据构造智能用户界Agent GTN 面的方法,并结合建模的实例作了说明,它可以应用在多种形式的人机界面中。但存在需进一步研究的问题,如各的关系、规模的增长带来的效率问题等。
GTN GTN 参考文献
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