机器人的开发语言与高级计算机语言结构相似的相似

机器人的开发语言一般为C、C++、C++、Vb、VC等语言，主要取决于执行器（伺服系统）的开发语言；而机器人编程分为示教级、动作级机器人编程语言和任务级编程语言三个层次；机器人编程语言分为特殊操作语言（如VAL语言、AL语言、SLIM语言等），现有计算机语言机器人库（如语言、JARS语言、AR语言等）的应用。 )、应用程序有三类新的通用语言机器人程序库（如语言、AML 语言语言等）。目前主要应用是SLIM语言。

随着机器人的发展，机器人语言也得到了发展和完善。机器人语言已成为机器人学的重要组成部分。除了依靠机器人硬件的支持外，机器人的相当一部分功能都要依靠机器人语言来完成。早期的机器人功能简单，动作简单，因此可以采用固定的程序或示教方法来控制机器人的运动。随着机器人操作的多样化和工作环境的复杂化，仅仅依靠固定的程序或示教方法已经不够了。必须使用能够随时适应工作和环境变化的机器人语言编程来完成机器人的工作。

自从机器人问世以来，美国、日本等机器人起源国也同时开始研究机器人语言。美国斯坦福大学于1973年开发了世界上第一种机器人语言——WAVE语言。WAVE是一种机器人动作语言，即语言功能主要描述机器人的动作，同时也控制力和接触。还可以与视觉传感器配合，对机器人的手眼进行协调控制。

在 WAVE 语言的基础上，1974 年，斯坦福大学人工智能实验室开发了一种新语言，称为 AL 语言。这种语言在结构上类似于高级计算机语言。它是一种带有指令编译器的编译语言，可以在实时机器上进行控制。用户编写的机器人语言的源程序，由编译器进行编译，为机器人分配任务和任务。作业命令控制。 AL语言不仅可以描述爪子的运动，还可以记忆工作环境以及环境中物体与物体之间的相对位置，实现多机器人的协同控制。

美国IbM也一直致力于机器人语言的研究，并取得了很多成果。 1975年IbM开发了ML语言，主要用于机器人的组装作业。后来，该公司又开发了另一种语言——，这是一种用于汇编的高级语言，可以半自动地编写几何模型任务。

美国一家公司于1979年推出了VAL语言，它是在语言的基础上进行扩展的机器人语言，因此具有核心和结构，编程简单工业机器人编程语言，语句简洁。 VAL语言成功应用于pUMA和类型机器人。 1984年，公司在VAL-VALⅡ语言的基础上推出了一种改进的机器人语言。 VAL Ⅱ语言除了具备VAL语言的所有功能外，还增加了传感器信息的读取，使得利用传感器信息进行运动控制成为可能。

1980 年代初期，一家美国公司开发了 RAIL 语言，该语言可以使用传感器信息来检测零件。同时，麦克唐纳道格拉斯公司开发了MCL语言，这是在CNC自动编程语言-ApT语言的基础上发展起来的一种机器人语言。 MCL特别适用于数控机床和机器人组成的柔性加工单元的编程。

机器人语言种类繁多，新的语言层出不穷。这是因为机器人的功能不断扩展，需要新的语言来配合它的工作。另一方面，机器人语言大多是针对特定类型的特定机器人而开发的，因此机器人语言的通用性很差。几乎一个新的机器人出现了一个新的机器人语言来匹配它。

机器人语言根据其工作描述级别可分为动作级编程语言、对象级编程语言和任务级编程语言。

机器人编程语言（一）动作级编程语言

动作级编程语言是最低级的机器人语言。它主要基于对机器人运动的描述。通常，一条指令对应于机器人的一个动作，即从机器人的一个姿势移动到另一个姿势。动作级编程语言的优势在于它相对简单且易于编程。其缺点是功能有限，无法进行复杂的数学运算，不接受浮点数和字符串，子程序不包含自变量；不能接受复杂的传感器信息，只能接受传感器开关信息；与计算机的通信能力差。典型的动作级编程语言是 VAL 语言。例如AVL语言句子“MOVE TO()”表示机器人从当前位姿移动到目标位姿。

动作级编程语言编程分为关节级编程和末端执行器级编程。

联合级编程

关节级编程基于机器人的关节。编程时给出机器人各关节位置的一系列时间序列，在关节坐标系中进行编程。对于直角坐标机器人和圆柱坐标机器人，由于直角关节和圆柱关节的表示比较简单，这种编程方法更适合；对于带有旋转关节的关节机器人，关节位置的时间序列很难表达，即使一个简单的动作也要经过很多复杂的计算，所以这种方法不适用。

关节级编程可以通过简单的编程指令来实现，也可以通过教学盒中的教学、打字教学来实现。

末端执行器级编程

末端执行器级编程在机器人工作空间的笛卡尔坐标系中进行。在这个直角坐标系中，给出了机器人末端执行器一系列位姿的时间序列，连同力、触摸、视觉等其他辅助功能的时间序列。工具等是确定和协调的。控制机器人的动作。

这种编程方式允许简单的条件分支、感知函数、选择和设置工具，有时还有并行函数，以及强大的实时数据处理能力。

机器人编程语言（二）对象级编程语言

所谓对象是指作品和作品对象本身。对象级编程语言是一种比动作级编程语言高一级的编程语言。不需要描述机器人抓手的运动，只要程序员以程序的形式给出作业本身的顺序过程的描述和环境模型的描述，即运营商和运营商。机器人可以通过编译程序知道如何移动。

这类语言的典型例子是 AML 和其他语言，其特点是：

（1) 具有动作级编程语言的所有动作功能。

（2)具有很强的感知能力，可以处理复杂的传感器信息，可以使用传感器信息修改和更新环境的描述和模型，也可以使用传感器信息进行控制、测试和监督。

（3)具有良好的开放性，语言系统提供了开发平台工业机器人编程语言，用户可以根据需要添加指令和扩展语言功能。

(4)强大的数字计算和数据处理能力，可以处理浮点数，可以与计算机实时通信。

对象级编程语言以接近自然语言的方式描述对象变化。对象级编程语言的算术函数、工作对象的位置和姿态序列、工作量、工作对象的力和力矩等都可以以表达式的形式出现。系统中的机器人尺寸参数、工作对象和工具一般以知识库和数据库的形式存在。系统在编译程序时获取这些信息，然后模拟机器人的运动过程，进而实现工作对象的适当位姿，获取传感器信息。并处理、避开障碍物并与其他设备通信。

机器人编程语言（三）任务级编程语言

任务级编程语言是比前两类更高级的语言，也是机器人最理想的高级语言。这种语言不需要用机器人动作来描述任务，也不需要描述机器人对象的中间状态过程。它只需要按照一定的规则描述机器人对象的初始状态和最终目标状态，机器人语言系统就可以使用它。现有环境信息、知识库和数据库自动进行推理和计算，从而自动生成详细的机器人动作、序列和数据。

例如，装配机器人要完成某个螺钉的装配，则螺钉的初始位置和装配后的目标位置是已知的。当发出抓取螺丝的指令时，语言系统会搜索从初始位置到目标位置的路径，在复杂的操作环境中找到一条不会与周围障碍物发生碰撞的合适路径，选择合适的姿势抓取螺丝在初始位置拧紧，并沿此路径移动到目标位置。在这个过程中，作业中间状态的设计、程序的选择、前后动作的安排等一系列问题都由计算机自动完成。

任务级编程语言的结构非常复杂，需要人工智能的理论基础和大规模知识库和数据库的支持。目前还不是很完整。它是一种理想的语言，需要进一步研究。但相信随着人工智能技术和数据库技术的不断发展，任务级编程语言将取代其他语言，成为机器人语言的主流，让机器人编程应用变得非常简单。

一般用户接触到的语言是机器人公司自己开发的用户专用语言平台，通俗易懂。在这个层面上，每个机器人公司都有自己的语法规则和语言形式。这些都不重要，因为这一层是用于用户教学和编程的。此语言平台之后是基于硬件的高级语言平台，如C语言、C++语言、标准语言等，这些语言是机器人企业开发机器人系统所使用的语言平台。这个级别的语言平台你可以编写一个翻译和口译程序，将用户所教的语言平台上编写的程序翻译成这个级别的语言可以理解的指令。这一层的语言平台主要用于运动学和控制编程，底层是硬件语言，如基于硬件的汇编指令等。

创新互联提供给用户的编程接口一般是自己开发的简单的教学编程语言系统，如KUKA、Abb等，机器人控制系统提供商一般为用户提供二级语言平台。在这个平台层面，控制系统供应商可以提供机器人运动学算法和核心的多轴联动插补算法。用户可以对自己设计的产品应用自由进行二次开发。这个级别的语言平台是比较开放的。但是，用户的工作量也相应增加了。这一级别的平台主要针对机器人开发厂商。例如，一些欧洲机器人控制系统供应商基于标准的编程语言平台。我们一般不太关注最低汇编语言级别的编程环境。这些都是控制系统芯片硬件厂商的东西。

每个工业机器人公司的机器人编程语言都不一样，都有自己的编程语言。然而，无论变化有多大，它们的关键特征都是相似的。比如机器人的编程语言叫VAL3，风格类似； Abb的被称为，风格类似C；还有V+、KUKA，都有专门的编程语言，但大都大同小异。而且因为公司一开始发明机器人的语言是VAL，所以这些语言结构都差不多。

VAL语言是1979年美国公司推出的一种机器人编程语言，主要配置在pUMA及同等机器人上。它是一种特殊的动作描述语言。

VAL 语言是在语言的基础上发展起来的，所以它与语言的结构非常相似。公司在VAL的基础上，引入了VALⅡ语言；后来收购了公司，开发了VAL3机器人编程语言。

为了学习，一般每个机器人的官网都会有这些介绍资料，但是详细的资料会比较少。

文/工控老鬼，机器人网博客

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