(Robot Programming Language s)
5.2. Các mức lập trình điều khiển robot:
Ng−ời sử dụng có thể có nhiều kiểu giao diện lập trình điều khiển robot. Tr−ớc sự phát triển nhanh chóng của các loại máy vi tính dùng trong công nghiệp và các ngôn ngữ lập trình ngày càng có nhiều tiện ích cao, việc lập trình điều khiển robot ngày càng dễ dàng và thuận tiện hơn.
5.2.1. Lập trình kiểu “Dạy - Học” :
Các robot thế hệ đầu tiên đã đ−ợc lập trình bằng một ph−ơng pháp mà chúng ta gọi là : dạy bằng chỉ dẫn (Teach by showing), robot đ−ợc điều khiển để di chuyển đến các điểm mong muốn và các vị trí đó đ−ợc ghi lại trong bộ nhớ của máy tính, sau đó các dữ liệu sẽ đ−ợc đọc tuần tự và robot thực hiện lại các động tác đã đ−ợc học. Để dạy robot, ng−ời sử dụng có thể h−ớng dẫn robot bằng tay hoặc thông qua một thiết bị dạy học gọi là Teach pendant. Thiết bị dạy học gồm một hộp nhỏ cầm tay (teaching box) có các nút bấm và card điều khiển mà nó cho phép điều khiển các khớp của robot đạt đ−ợc các giá trị mong muốn.
5.2.2. Dùng các ngôn ngữ lập trình :
Cùng với quá trình phát triển ngày càng rẻ hơn và mạnh hơn của máy tính,, ch−ơng trình điều khiển robot đ−ợc phát triển theo h−ớng viết các ch−ơng trình bằng các ngôn ngữ lập trình của máy tính. Th−ờng các ngôn ngữ lập trình nầy có những đặc điểm mà chúng ta có thể ứng dụng để viết các phần mềm hay ch−ơng trình điều khiển robot, và chúng đ−ợc gọi là “ngôn ngữ lập trình robot”. Hầu hết các hệ thống điều khiển dùng ngôn ngữ lập trình robot vẫn duy trì kiểu giao diện Teach pendant (dạy- học).
Ngôn ngữ lập trình robot có nhiều dạng khác nhau. Chúng ta phân chúng thành ba loại nh− sau :
a) Ngôn ngữ robot chuyên dùng : những ngôn ngữ lập trình robot nầy đ−ợc xây dựng bằng cách tạo ra một ngôn ngữ mới hoàn toàn. Cú pháp (Syntax) và ngữ nghĩa (Semantics) của các ngôn ngữ nầy cần phải rất đơn giản vì ng−ời lập trình cho các ứng dụng công nghiệp không phải là một chuyên gia về lập trình. Ví dụ nh− ngôn ngữ VAL (VAL 2) đ−ợc dùng để điều khiển các robot công nghiệp của hãng Unimation (Hoa kỳ); hoặc một ngôn ngữ robot chuyên dùng khác gọi là AL đ−ợc xây dựng ở Đại học Stanford (hoa kỳ)...
b) Tạo ra các th− viện robot cho một ngôn ngữ lập trình cấp cao đã có sẳn : Những ngôn ngữ lập trình robot nầy đ−ợc xây dựng bằng cách dựa trên các ngôn ngữ lập trình cấp cao thông dụng (ví dụ nh− Pascal) và thêm vào một th− viện các thủ tục và hàm đặc biệt dùng cho robot. Khi viết các ch−ơng trình Pascal để điều khiển robot, ng−ời sử dụng sẽ gọi các hàm hoặc thủ tục đã định nghĩa tr−ớc trong th− viện để xử lý các nội dung có liên quan đến việc tính toán hoặc điều khiển robot.
Ví dụ PASRO (Pascal for Robot) là một th− viện dùng cho lập trình robot, cung cấp nhiều thủ tục và hàm đặc biệt để tính toán và điều khiển robot dùng trong môi tr−ờng ngôn ngữ Turbo Pascal, hoặc PASRO/C là phát triển của PASRO, nh−ng đ−ợc viết trên cơ sở của ngôn ngữ Turbo C.
c) Tạo ra các th− viện robot cho một ngôn ngữ hoặc phần mềm đa dụng (Robot library for a new general - purpose language) : Những ngôn ngữ lập trình robot nầy đ−ợc xây dựng bằng cách sử dụng các ngôn ngữ hoặc phần mềm dùng
chung cho nhiều mục đích nh− là một ch−ơng trình cơ bản, sau đó cung cấp thêm một th− viện chứa các thủ tục đặc biệt dùng cho robot. Ví dụ nh− ngôn ngữ lập trình robot AML của hãng IBM và RISE của hãng Silma, ngôn ngữ Aspect của phần mềm Procomm Plus ...
5.2.3. Ngôn ngữ lập trình theo nhiệm vụ (Task-level programming language)
Mức thứ ba của ph−ơng pháp lập trình robot là tạo ra các ngôn ngữ lập trình theo nhiệm vụ. Những ngôn ngữ nầy cho phép ng−ời sử dụng ra các lệnh để robot thực hiện một công việc mong muốn một cách trực tiếp mà không cần xác định một cách chi tiết các hoạt động của robot nh− các ngôn ngữ lập trình thông th−ờng. Một hệ thống lập trình robot theo nhiệm vụ phải có khả năng thể hiện nhiều công việc một cách tự động. Chẳng hạn, nếu một chỉ thị “Grasp the bolt” (cầm lấy bulong) đ−ợc tạo ra, hệ thống phải vạch ra đ−ợc một quĩ đạo của tay máy mà nó tránh đ−ợc sự va chạm với bất kỳ ch−ớng ngại vật nào chung quanh, chọn đ−ợc vị trí tốt nhất để cầm lấy bulong một cách tự động. Ng−ợc lại, trong ngôn ngữ lập trình robot thông th−ờng tất cả những sự lựa chọn nầy phải đ−ợc thực hiện bởi ng−ời lập trình. Trong thực tế, ngôn ngữ lập trình theo nhiệm vụ ch−a đ−ợc dùng trong sản xuất, nó còn là một lĩnh vực đang đ−ợc nghiên cứu.
Sau đây ta sẽ nghiên cứu một phần mềm đa dụng dùng truyền dữ liệu và điều khiển thiết bị có thể dùng để điều khiển robot.