Bab 2-10

PENGATURCARAAN

Objektif

• Boleh mengetahui konsep asas pengaturcaraan robot

• Boleh menghuraikan kaedah yg digunakan utk memberi arahan kepada robot secara pengaturcaraan

• Boleh menerangkan bahasa pengaturcaraan yg digunakan dari aspek tahap dan generasi

Kandungan

• Pengenalan• Mode• Bahasa

• Pengenalan• Tahap • Generasi

• Kesimpulan

Pengenalan

• Aspek penting dalam memastikan robot berfungsi secara automatik dan seperti yg dikehendaki

• Memberikan fleksibiliti kepada pengguna• Tujuan utama pengaturcaraan

• Utk mengajar robot utk menjalankan tugasnya• Arahan bagi manipulator bergerak• Mengawal end effector• Menerima isyarat daripada sensor

Pengenalan

• Terdapat beberapa cara utk melakukan pengaturcaraan bergantung kepada robot dan tahap sofistikatednya. Antara kaedah/mode:• Physical Setup• Leadthrough Programming• Continuous-path Playback• Offline Programming• Software

• Kebanyakan robot industri boleh diprogramkan menggunakan lebih dari satu mode

Physical Setup

• Mechanical Programming • Operator sets up swtiches dan hard stops yg

mengawal pergerakan robot• Mode ini digunakan bersama

Programmable Logic Controllers (PLC)                                                                                            

Limit SwitchesPedal Switches

Leadthrough Programming

• Robot’s joints digerakkan bersama teach pendant• Bila sampai pada lokasi dan orientasi yg

dikehendaki, lokasi tersebut akan dimasukkan ke dalam pengawal (controller)

• Semasa playback, pengawal akan gerakkan joints ke lokasi dan orientasi yg sama

• Biasanya point-to-point, pergerakan antara titik tidak dispesifikasikan/dikawal

• Titik yg diarahkan sahaja akan dijamin dicapai

Continous-path Playback

• Semua joints akan bergerak secara serentak• Pergerakan akan direkod secara berterusan oleh

pengawal• Semasa playback, pergerakan yang sama akan

dilakukan• Pergerakan dilakukan

• Oleh operator• Menggerakkan end-effector secara fizikal• Menggerakkan robot arm• Menggerakkannya melalui workspace

Offline

• Dibuat tanpa menggunakan robot utk menentukan kedudukannya

• Aturcara ditulis menggunakan text editor pada sebarang PC mengikut bahasa tertentu

• Aturcara disalin kepada storan komputer dan pergerakan robot mengikut aturcara

• Memerlukan pengetahuan• Model Kinematik• Geometri Robot

• Membolehkan ujian dilakukan terhadap aturcara yang dibangunkan

Software

• Satu program ditulis sama ada online atau offline• Program akan dilakukan oleh pengawal yang

mengawal pergerakan• Sangat sofistikated dan versatile• Boleh mempunyai

• Maklimat sensory• Conditional statements• Branching

• Memerlukan pengetahuan tentang OS dan bahasa pengaturcaraan

Pengenalan Bahasa

• Menentukan tugas yg sepatutnya dilakukan oleh robot• Mengawal robot ketika ia menjalankan tugas tersebut• Menyediakan kemudahan utk menyimpan data,

pengolahan data dan aliran kawalan pengolahan data. • Pelbagai jenis bahasa, antaranya:

• AML (IBM utk IBM7565)• FORTH (Fortran utk robot RTX)• BASIC (Robot Autobot 1)• VAL (Unimatioan Inc bagi PUMA)

Tahap

• Microcomputer Machine Language Level• Program ditulis dalam bahasa mesin

• Sangat asas dan efisyen

• Sukar difahami dan diikuti

• Point-to-Point Level • Koordinat dimasukkan secara berterusan

• Primitif dan mudah

• Kurang branching, maklumat sensory dan pernyataan conditional

Tahap

• Primitive Motion Level• Dpt membangunkan program yg lebih sofistikated

• Mengandungi maklumat sensory, branching dan pernyataan conditional

• Structured Programming Language• Berasaskan compiler

• Berkuasa dan membenarkan pengaturcaraan yg sofistikated

• Sukar dipelajari

Tahap

• Task-Oriented Level• Tiada bahasa yg benar-benar mewakili tahap ini• Pengguna hanya perlu memasukkan task sahaja• Pengawal akan membangunkan turutan tugas

yg sepatutnya

Generasi

• Mempunyai pelbagai struktur dan kemampuan

• Bahasa-bahasa ini masih berevolusi• Terdiri daripada

• Generasi Pertama• Generasi Kedua• Generasi Akan datang

Generasi Pertama

• Menggunakan kombinasi command statements dan prosedur teach pendant utk membangunkan program robot

• Mempunyai kebolehan yg hampir sama dgn kaedah teach pendant yg advanced

• Typical Features:• Mampu mendefinisikan pergerakan manipulator• Straight line interpolation• Branching• Elementary sensor commands

Generasi Pertama

• Mudah dikendalikan terutama bagi mereka yg berpengalaman di dalam pengaturcaraan komputer

• Had generasi pertama:• Tidak mampu utk menspesifikasikan arithmetic

complex

• Tidak mampu utk menggunakan data sensor yg kompleks

• Kapasiti terhad utk berkomunikasi dgn komputer lain

• Contoh bahasa : VAL

Generasi Kedua

• Dinamakan structured programming language• Menyelesaikan byk had dalam generasi pertama• Mempunyai beberapa ciri tambahan utk

menjadikan robot lebih pintar• Memerlukan kemahiran pengaturcaraan • Menggunakan teach pendant utk menentukan

lokasi di dalam ruang kerja

Generasi Kedua

• Ciri-ciri • Motion control• Advanced sensor capabilities• Limited intelligence• Communications and data processing• Extensibility

• Contoh:• AML, RAIL, MCL dan VAL II

Generasi Akan Datang

• Melibatkan konsep “world modelling”• Model-based languages• Task-object languages

• Dua keperluan asas:• Mempunyai model 3D ruang kerja didalam

memori kawalan• Mempunyai kapasiti utk automatic self-

programming

Generasi Akan Datang

• Penggunaan AI/Hierarchical Control System utk menyelesaikan masalah dan membuat keputusan berdasarkan arahan-arahan program

• Boleh menjana program secara offline tanpa menggunakan teach pendant

• Masalah yg jelas adalah ketepatan aturcara dan teknologi AI, HCS • Dalam menterjemahkan arahan kepada turutan kerja

Kesimpulan

• Robot programming berkaitan dengan mengajar robot berkaitan dgn kerja yg perlu dilakukan

• Sebahagian besar program melibatkan laluan pergerakan • interpretasi data sensor, gerakkan end effector, hantar dan

terima isyarat, membuat computations• Terdapat beberapa kaedah utk membuat arahan kepada

robot• Generasi akan datang dalam bahasa pengaturcaraan

robot diharap dapat memudahkan lagi kerja-kerja memberi arahan kepada robot