Для программирования сборки и сварки приходится разрабатывать специальные средства автоматизации, и в первую очередь языки программирования роботов.
По своему уровню все существующие языки программирования роботов можно подразделить на две большие группы:
1. Проблемно ориентированные (языки объектного уровня).
2. Языки уровня манипулятора.
Языки объектного уровня.
Языки объектного уровня позволяют описывать задание с помощью команд, близких по своему содержанию к отдельным технологическим операциям. В этом случае указывать перемещение руки робота не требуется, что конечно же, очень удобно для технологов, не имеющих навыков обращения с роботами. Программа на объектном языке анализируется компьютером, который планирует необходимые для реализации каждой технологической операции перемещения руки робота, вычисляет узловые точки рабочих траекторий и формирует управляющие сигналы на приводы звеньев робота (например: Захватить горелку А).
На практике применяются, как правило, языки уровня манипулятора.
Изучаем python программируя робот манипулятор
Языки уровня манипулятора.
На языке уровня манипулятора программа представляет собой последовательность команд, каждая из которых задаёт величину и направление перемещение рабочего органа:
1) поворот вокруг оси Z на 90 0;
2) перемещение по оси У вперёд на 275 мм;
3) перемещение по оси Z вниз на 34 мм;
4) схват зажат и т. д.)
Чтобы осуществить заданные в такой программе манипуляции, роботу не требуется информация о форме или размерах переносимой детали. Достаточно лишь указать координаты точек, в которых следует выполнять то или иное действие.
В числе первых языков уровня манипулятора, которые стали использоваться на практике, следует назвать:
VAL фирмы «Юнимэйшен» (США);
SIGMA фирмы «Оливетти» (Италия);
INDA международного исследовательского центра SRI.
Ассемблер.
Языки программирования компьютеров делятся на 2 основные группы:
1) языки низкого уровня;
2) языки высокого уровня.
К языкам низкого уровня относятся языки Ассемблера. Свое название они получили от имени системной программы Ассемблер, которая преобразует исходные программы, написанные на таких языках, непосредственно в коды машинных команд. Термин » Ассемблер» произошел от английского слова assembler (сборщик частей в одно целое). Частями здесь служат операторы, а результатом сборки последовательность машинных команд. Процесс сборки называется ассемблированием.
Язык Ассемблера объединяет в себе достоинства языка машинных команд и некоторые черты языков высокого уровня. Ассемблер обеспечивает возможность применения символических имен в исходной программе и избавляет программиста от утомительного труда (неизбежного при программировании на языке машинных команд) по распределению памяти компьютера для команд, переменных и констант.
Ассемблер позволяет также гибко и полно использовать технические возможности компьютера, как и язык машинных команд. Транслятор исходных программ в Ассемблере проще транслятора, требующегося для языка программирования высокого уровня. На Ассемблере можно написать столь же эффективную по размеру и времени выполнения программу, как и программу на языке машинных команд.
Программирование промышленного робота (часть 1)
Это достоинство отсутствует у языков высокого уровня. Этот язык часто применяют для программирования систем реального времени, технологическими процессами и оборудованием, обеспечение работы информационно-измерительных комплексов. К таким системам обычно предъявляются высокие требования по объему занимаемой машинной памяти.
Часто язык Ассемблера дополняется средствами формирования макрокоманд, каждая из которых эквивалентна целой группе машинных команд. Такой язык называют языком макроассемблера. Применение мак » строительных» блоков и приближает язык Ассемблера к языку высокого уровня.
Ассемблер машинно-зависимый язык, т. е. он отражает особенности архитектуры конкретного типа компьютера. Исходная программа, написанная на ассемблере, состоит из одного или нескольких исходных модулей, а каждый модуль – из операторов.
Assembler – (Ассемблер)
Ассемблер – служебная программа, преобразуемая исходную программу, написанную на языке мнемокодов и символических адресов, в программу в двоичных кодах (объектную программу). В процессе ассемблирования формируется список синтаксических ошибок, содержащихся в исходной программе, и выполняется распечатка исходной и объектной версий программы.
Ассемблирование —
Мнемокод – слово или последовательность букв, заменяющая полное слово или фразу, удобную для запоминания.
Алгоритм – упорядоченный набор действий для решения задач с конечным числом операций, приводящий к детерминирующему (определяющему) ответу.
Интерфейс – устройства, управляющие потоками и форматами данных между микропроцессором и внешними устройствами.
Листинг программы управления механизмом горизонтального перемещения вдоль оси Y
 |
Команды
Одноадресные команды:
| Мнемоника | CLR | INC |
| Команда | CLEAR | INCREASE |
| Произношение | КЛИЭ | ИНКРИЗ |
| Назначение | ОЧИСТКА | ПРИБАВЛЕНИЕ ЕДИНИЦЫ |
| Код | 0050 DD | 0052 DD |
Двухадресные команды
| Мнемоника | MOV | CMP | BIT |
| Команда | MOVE | COMPARE | BIT TEST |
| Произношение | МУВ | КЭМПЭА | БИТ ТЕСТ |
| Назначение | ПЕРЕСЫЛКА | СРАВНЕНИЕ | ПРОВЕРКА РАЗРЯДОВ |
| Код | 01SSDD | 02SSDD | 03SSDD |
Команды ветвления
| Мнемоника | BEQ | BNE | BLT | BGT | BLE | BGE | BR |
| Команда | Branch if equal | Branch if not equal | Branch if less than | Branch if greater than | Branch if less or equal | Branch if greater than or equal | Branch |
| Произношение | Бреньчь иф иквэл | Бреньчь иф нот иквэл | Бреньчь иф лиз вэн | Бреньчь иф грит вэн | Бреньчь иф лиз ор иквэл | Бреньчь иф грит вэн ор иквэл | Бреньчь |
| Назначение | если = 0 | если ≠ 0 | если < 0 | если > 0 | если ≤ 0 | если ≥ 0 | ветвление безусловное |
| Код | 001400+см | 001000+см | 002400+см | 003000+см | 003400+см | 002000+см | 000400+см |
Алгоритм организации работы приводов механизмов перемещения по координатным осям должен включать подсчёт количества импульсов фотодатчиком и сравнение их с заданной величиной: Общее перемещение L = dl 0 * I, где L — перемещение в мм, dl 0 — дискретность счётного датчика, i — число импульсов датчика.
MOV #., R0
CLR R1
BEQ M1
BNE M2
INC R1
CMP R1, R0
BLT M 1
HALT
Коды: 27 – число; 37 – ячейка.
| MOV | CLR | BIT | BEQ | BNE | INC | CMP | BLT |
| 01SSDD | 0050DD | 03SSDD | 001774 | 001374 | 0052DD | 02SSDD | 0027 СМ |
SS – 6 разрядный код источника;
DD – 6 разрядный код приёмника;
СМ – смещение: 65 – при перемещении,
74, 70 – при задержке.
Подпрограммы задержки могут быть организованы по многоступенчатому циклу, например:
. MACRO PAUSE
Время задержки составляет 100008 *1448 =14400008=40860010*9*10 -6 =3, 677 сек.
Управление роботом осуществляется путём записи в ячейки с номерами 167762 и 167772 соответствующих чисел при этом робот выполняет следующие движения:
Ячейка 167772
Перемещение по осям Х и У, работа чёрного и жёлтого захватов.
Ячейка 167762
Перемещение по оси Z, поворот вокруг вертикальной оси, ротация захватов, работа вращателя и сварочной горелки.
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-29; Просмотров: 779; Нарушение авторского права страницы
lektsia.com 2007 — 2023 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.032 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь
Источник: lektsia.com
Как выбрать язык программирования для своего робота?
Не знаю, задумывался кто-либо из вас о создании собственного «чудо-робота» для торговли, а у меня такая идея возникала неоднократно. Единственное, что останавливало – незнание основных принципов создания алгоритма, да и с программированием как-то не очень сложилось. Но если цель поставлена – ее необходимо реализовать.
Мы знаем, что сегодня есть несколько вариантов создания робота для торговли – на базе торговых площадок (некоторые из них позволяют разрабатывать свои алгоритмы торговли), на базе хорошо известного Excel, с помощью специального ПО вроде WealthLab или MetaStock и, конечно, написание программы на одном из языков программирования. Выбор здесь действительно широк — C++, Delphi, Java, VB, C# и прочие.
Но какой язык больше всего подойдет для создания качественного робота? На самом деле, вопрос уже поставлен неправильно. Идеального языка программирования для написания программы алгоритмической торговли не существует. Очень важно при создании своей системы ориентироваться на целую группу факторов, о который пойдет речь ниже.
Только путем глубокого анализа можно подобрать для себя наиболее подходящий инструмент. В данной статье мы кратко пройдемся по ряду основных тонкостей создания советника.
Что должен делать ваш робот?
Перед созданием алгоритма вы должны четко понимать функции будущего робота. Определитесь, какие задачи будут возложены на систему: необходим ли учет риска менеджмента, понадобится ли модуль конструктора портфолио, будет ли предусмотрено тестирование и так далее. Только после составления полного перечня задач можно переходить к дальнейшему шагу.
Виды стратегий
Учтите, что стратегии делятся на два основных вида – те, что генерируют сигналы, и стратегии исследовательского характера. В первом случае алгоритм программы должен четко знать, когда производить покупку, продажу, посылать приказы и так далее. Для такой стратегии может понадобиться высокий уровень производительности, хорошая ширина канала, отсутствие различных задержек.
В случае с исследовательским алгоритмом основной упор необходимо делать на исторических данных. Такой метод часто называется бэктестингом. При формировании данного модуля необходимо учитывать две составляющие – алгоритмическую сложность программы и объем информации. В некоторых случаях эффективность исследовательской стратегии зависит от числа ядер процессора и его производительности.
Тип стратегии
Определитесь, на каком рынке вы будете работать, потребуется ли подключение внешних поставщиков, какой будет частота операций и их объемы. К примеру, для работы с акциями низкой ликвидности на американском рынке необходимо использовать совершенно иные принципы, чем в случае с высокочастотным алгоритмом при работе на рынке фьючерсов.
Проанализируйте доступность подключения к системе поставщика, скоростной режим передачи данных, структуру АРI, возможности сохранения важной информации и так далее. Если организовать доступ к нескольким системам одновременно, то это только плюс. Учтите, что для качественной обработки большого объема данных понадобится надежный торговый «двигатель» и бэктестер. В этом случае идеальным вариантом будет С++, а в некоторых случаях и вовсе можно использовать возможности доступного Assembler.
Создаем исследовательскую систему
Создание такой системы – довольно трудоемкий процесс и здесь без IDE вроде R Studio или MathLab будет сложно обойтись. Важно выбрать язык, который позволит проводить полноценное тестирование кода и даст необходимое быстродействие. В этом отношении есть два достойных языка – С# и С++. Их преимущество – наличие достаточного объема инструментов для полноценной отладки готового алгоритма.
Есть также вариант с использованием MathLab или R Studio, созданного на базе языка R. Если количество параметров при бэктестинге очень большое, то хорошо себя проявляет С++. Возможен вариант с использованием Python, но в этом случае необходимо использовать библиотеки NumPy/pandas.
Конструктор портфолио
При создании своей системы не стоит забывать о важности конструктора портфолио, который позволяет выделить наиболее важные сделки и совершать только те из них, которые приносят максимальную прибыль. Чтобы этого добиться, алгоритм должен учитывать целый ряд нюансов – класс актива, тип компании, особенности акций, волатильность и так далее. Здесь удобнее всего применять библиотеки для С++ — LAPACK, uBLAS и NAG.
Торговый движок
При выборе языка программирования с учетом особенностей будущего движка необходимо исходить из основных задач – получения «чистых» торговых сигналов, риск-менеджмента, конструктора потфолио и так далее. Чаще всего необходимо АРI или работа через протокол FIX.
Следовательно, при выборе необходимо провести хотя бы небольшой анализ качества АРI – производительности, объема документации, необходимости применения дополнительного софта и так далее. Многие брокерские АРI работают на Java или С++. Но даже при работе на этих языках систему желательно тестировать перед применением. В случае если есть ошибки в реализации системы, могут возникнуть проблемы с производительностью, что в случае с данным видом торговли очень критично. Таким образом, при написании торгового движка лучшим вариантом будет применение Java или С++.
Производительность
Ключевым аспектом для любой торговой системы является ее производительность, под которой понимается целый ряд факторов – скорость выполнения, качество канала связи, наличие сетевой задержки, масштабирование и так далее. В этом отношении отличный вариант применение таких языков, как MatLab, Python, C++, Java и R. Их преимущество – наличие высокопроизводительных библиотек. При создании качественного робота необходимо сразу решить проблему задержек, которые могут иметь место при обращении к базе данных, генерации торговых сигналов, проставлении приказов и так далее. Чтобы исключить неприятные моменты, желательно провести оптимизацию на уровне ядра. Нельзя забывать о важности кэширования и динамического выделения памяти (на Java и С# с этим проблем не возникает).
Отладка
Еще один важный момент – возможность полноценной отладки уже готовой программы. Здесь выделяются два языка – Java и С++. В них вопросы отладки и тестирования раскрыты лучше всего.
Выводы
Таким образом, выбор языка программирования для торговой системы – это трудоемкий процесс, где не существует ни одного на 100% идеального варианта. Здесь важнее всего с умом подойти к выбору, учесть поставленные задач, построить качественную систему и, конечно, изучить язык (если это необходимо). Удачи.
Источник: utmagazine.ru
Языки программирования в робототехнике
Многие робототехнические контроллеры реализованы с использованием языков программирования специального назначения. Например, многие программы для обобщающей архитектуры были реализованы на языке поведения, который был определен Бруксом. Этот язык представляет собой язык управления в реальном времени на основе правил, результатом компиляции которого становятся контроллеры AFSM. Отдельные правила этого языка, заданные с помощью синтаксиса, подобного Lisp, компилируются в автоматы AFSM, а группы автоматов AFSM объединяются с помощью совокупности механизмов передачи локальных и глобальных сообщений.
Так же как и обобщающая архитектура, язык поведения является ограниченным, поскольку он нацелен на создание простых автоматов AFSM с относительно узким определением потока связи между модулями. Но в последнее время на базе этой идеи проведены новые исследования, которые привели к созданию целого ряда языков программирования, аналогичных по своему духу языку поведения, но более мощных и обеспечивающих более быстрое выполнение.
Одним из таких языков является универсальный робототехнический язык, или сокращенно GRL (Generic Robot Language). GRL— это функциональный язык программирования для создания больших модульных систем управления. Как и в языке поведения, в GRL в качестве основных конструктивных блоков используются конечные автоматы. Но в качестве настройки над этими автоматами язык GRL предлагает гораздо более широкий перечень конструкций для определения коммуникационного потока и синхронизации ограничений между различными модулями, чем язык поведения. Программы на языке GRL компилируются в эффективные программы на таких языках команд, как С.
Еще одним важным языком программирования (и связанной с ним архитектурой) для параллельного робототехнического программного обеспечения является система планирования реактивных действий, или сокращенно RAPS (Reactive Action Plan System). Система RAPS позволяет программистам задавать цели, планы, связанные с этими целями (или частично определять политику), а также задавать условия, при которых эти планы по всей вероятности будут выполнены успешно.
Крайне важно то, что в системе RAPS предусмотрены также средства, позволяющие справиться с неизбежными отказами, которые возникают в реальных робототехнических системах. Программист может задавать процедуры обнаружения отказов различных типов и предусматривать процедуру устранения исключительной ситуации для каждого типа отказа. В трехуровневых архитектурах система RAPS часто используется на исполнительном уровне, что позволяет успешно справляться с непредвиденными ситуациями, не требующими перепланирования.
Существует также несколько других языков, которые обеспечивают использование в роботах средств формирования рассуждений и средств обучения. Например, Gologпредставляет собой язык программирования, позволяющий обеспечить безукоризненное взаимодействие средств алгоритмического решения задач (планирования) и средств реактивного управления, заданных непосредственно с помощью спецификации.
Программы на языке Golog формулируются в терминах ситуационного исчисления с учетом дополнительной возможности применения операторов недетерминированных действий. Кроме спецификации программы управления с возможностями недетерминированных действий, программист должен также предоставить полную модель робота и его среды.
Как только программа управления достигает точки недетерминированного выбора, вызывается планировщик (заданный в форме программы доказательства теорем) для определения того, что делать дальше. Таким образом программист может определять частично заданные контроллеры и опираться на использование встроенных планировщиков для принятия окончательного выбора плана управления.
Основной привлекательной особенностью языка Golog является предусмотренная в нем безукоризненная интеграция средств реактивного управления и алгоритмического управления. Несмотря на то что при использовании языка Golog приходится соблюдать строгие требования (полная наблюдаемость, дискретные состояния, полная модель), с помощью этого языка были созданы высокоуровневые средства управления для целого ряда мобильных роботов, предназначенных для применения внутри помещений.
Язык «JSk CES (сокращение от C++ for embedded systems — C++ для встроенных систем) — это языковое расширение C++, в котором объединяются вероятностные средства и средства обучения. В число типов данных CES входят распределения вероятностей, что позволяет программисту проводить расчеты с использованием неопределенной информации, не затрачивая тех усилий, которые обычно связаны с реализацией вероятностных методов.
Еще более важно то, что язык CES обеспечивает настройку робототехнического программного обеспечения с помощью обучения на основании примеров, во многом аналогично тому, что осуществляется в алгоритмах обучения. Язык CES позволяет программистам оставлять в коде «промежутки», которые заполняются обучающими функциями; обычно такими промежутками являются дифференцируемые параметрические представления, такие как нейронные сети. В дальнейшем на отдельных этапах обучения, для которых учитель должен задать требуемое выходное поведение, происходит индуктивное обучение с помощью этих функций. Практика показала, что язык CES может успешно применяться в проблемных областях, характерных для частично наблюдаемой и непрерывной среды.
Язык ALisp представляет собой расширение языка Lisp. Язык ALisp позволяет программистам задавать недетерминированные точки выбора, аналогичные точкам выбора в языке Golog. Но в языке ALisp для принятия решений применяется не программа доказательства теорем, а средства определения правильного действия с помощью индуктивного обучения, в которых используется обучение с подкреплением. Поэтому язык ALisp может рассматриваться как удобный способ внедрения знаний о проблемной области в процедуру обучения с подкреплением, особенно знаний об иерархической структуре «процедур» желаемого поведения. До сих пор язык ALispприменялся для решения задач робототехники только в имитационных исследованиях, но может стать основой многообещающей методологии создания роботов, способных к обучению в результате взаимодействия со своей средой.
Источник: ittrend.ru