برنامه‌نویسی ربات صنعتی

در دنیای صنعت، ربات‌های صنعتی به‌عنوان ستون فقرات صنایع مدرن شناخته می‌شوند. ربات‌ها وظیفه دارند با دقت و هوشمندی تولید را افزایش بدهند. در واقع این انسان‌ها هستند که تعیین می‌کنند ربات‌ها چه وظایفی دارند و چگونه باید این وظایف را انجام دهند. این‌جاست که برنامه‌نویسی ربات صنعتی اهمیت پیدا می‌کند. در واقع تنها راه‌ارتباطی با ربات‌ها و قراردادن آن‌ها در مسیر درست، استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی رباتیک است. انتخاب زبان‌ برنامه‌نویسی درست می‌تواند در بهبود فرآیند‌های ربات و انجام صحیح وظایف نقش داشته باشد. البته درک درست از نیاز پروژه باید صورت بگیرد تا زبانی مناسب انتخاب شود.

در این مقاله ما به بررسی مفاهیم برنامه‌نویسی رباتیک و انتخاب درست آن‌ها با توجه به پروژه‌ها می‌پردازیم. اگر برای‌تان آینده پروژه‌تان مهم است پس تا آخر همراه ما باشید.

معرفی برنامه‌نویسی ربات صنعتی

امروزه در صنایع، ربات‌ها حرف اول و آخر را می‌زنند. در واقع راه‌ ارتباطی ربات و انسان دستورات برنامه‌‌نویسی هستند. در واقع در برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی دستورالعمل‌های خاصی برای ربات تعریف می‌شود. این دستورالعمل‌ها به ربات می‌گوید وظیفه‌اش چیست و چطور باید این وظیفه را انجام دهد. این دستورات سیستم ربات را کنترل کرده و بر حرکت موتور و سایر اجزا نظارت می‌کند. کدهای برنامه‌نویسی می‌تواند ربات را برای اقدامات خاصی مثل تولید، پردازش، کنترل، تدارکات و بسته‌بندی هدایت کند.

برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی
معرفی برنامه‌نویسی ربات صنعتی

ربات‌ها هم مانند انسان دارای مغز هستند که مغز آن‌ها کامپیوتر است که به ربات می‌گوید چه کاری را باید انجام دهد. کامپیوتر ربات برای انجام وظایفش نیاز به اطلاعتی دارد. این اطلاعات را که داده می‌نامیم، از طریق حسگرهای روی بدن ربات جمع‌آوری می‌شود. اطلاعاتی مانند نور، صدا، دما و فاصله که برای حسگرها مهم هستند. بعد از جمع‌آوری این داده‌ها ربات باید آن‌ها را پردازش کند. به زبان ساده فکر می‌کند و در نهایت تصمیم می‌گیرد. مثلا ربات ممکن‌ست فکر کند چطور از یک مانع عبور کند. برای این‌که ربات بداند که چگونه داده‌ها را پردازش کند و چگونه وظایفش را انجام دهد نیاز به برنامه دارد. برنامه در واقع همان دستورالعمل‌های کدهاست که مسیر کاری ربات را روشن می‌کند. برنامه‌نویسی ربات صنعتی به زبان خاصی نوشته می‌شود که کامپیوتر ربات‌ها بتواند آن را درک کند.

برای درک بهتر این موضوع به مثال زیر توجه کنید:

Example: A face recognition program in a robot will:

.1take an image of a person as an input, 2. scan the image for a specific set of features, 3. compare these features to a library of known faces, 4. find a match, then 5. return the name of the person as an output. The program will perform exactly these same set of instructions every time it executes.

مثال: یک برنامه تشخیص چهره در یک ربات به این صورت عمل می‌کند:

  1. تصویری از یک فرد را به عنوان ورودی دریافت می‌کند،
  2. تصویر را برای یک مجموعه ویژگی‌های خاص اسکن می‌کند،
  3. این ویژگی‌ها را با یک کتابخانه از چهره‌های شناخته‌شده مقایسه می‌کند،
  4. یک تطابق پیدا می‌کند، سپس
  5. نام فرد را به عنوان خروجی برمی‌گرداند. این برنامه هر بار که اجرا می‌شود دقیقاً همین مجموعه دستورات را انجام خواهد داد.

منبع:

How to get started in programming for robotics

روش‌های انجام برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی

روش‌های انجام برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی

برنامه‌نویسی ربات صنعتی برای افزایش کارایی در فرآیند صنعتی بسیار مهم است. در واقع با افزایش تولید ربات‌ها، برنامه‌نویسی آن‌ها تبدیل به یک نیاز بازار شده که البته نحوه انجام بسیار مهم است. روش‌های زیادی برای برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی وجود دارند که بعضی از این روش‌ها بسیار پیچیده هستند و برای انجام آن به زمان زیاد و مهارت بالا نیاز است. استفاده از زبان برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی که تکنیک آسان‌تری دارد می‌تواند کارایی ربات را افزایش داده و هزینه و زمان کمتری را تلف کند.

ما در تی‌‌اس‌روبوت می‌توانیم با توجه به کارایی ربات و نیاز صنعت بهترین زبان‌های برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی را معرفی و بهترین روش انجام آن را پیاده‌سازی کنیم. هم‌اکنون تماس بگیرید تا از مشاوره رایگان ما استفاده کنید.

36148 25 98+

در ادامه روش‌های برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی همراه با مراحل و مزایای استفاده از آن‌ها را به شما معرفی می‌کنیم. البته هر یک از این روش‌ها باید با توجه به کارایی ربات انتخاب شود.

1. برنامه‌نویسی آفلاین (Offline Programming)

این روش به ربات امکان تولید بدون وقفه را می‌دهد و فقط پس از پردازش در ربات نیاز به کمی تنظیمات جزئی دارد. در واقع برنامه‌نویسی آفلاین به برنامه‌نویس این اجازه را می‌دهد که داده‌های ربات و برنامه را مستقیما از قطعات در حال پردازش استخراج کند. این روش می‌تواند نسخه‌های شبیه‌سازی‌شده ربات را در محیط مجازی برنامه‌ریزی کند. برنامه‌‌نویسی آفلاین برخلاف سایر روش‌های برنامه‌نویسی ساده‌تر است و راحت‌تر می‌توان آن را اجرا کرد. در مسیر برنامه‌نویسی آفلاین نیازی به حضور فیزیکی ربات نیست و نرم‌افزار فقط با استفاده از محیط و حرکات ربات، کدها را می‌نویسد. در نهایت برنامه نهایی به سیستم ربات منتقل و اجرا می‌شود.

زبان‌های برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی
معرفی برنامه‌نویسی آفلاین

نرم‌افزارهای مورد استفاده در برنامه‌نویسی آفلاین

  • RoboDK
  • RobotStudio (ABB)
  • SimPro (FANUC)
  • KUKA Sim

مراحل برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی به‌صورت آفلاین

  • ابتدا باید نرم‌افزاری مناسب پلتفرم برنامه‌نویسی آفلاین انتخاب کرد.
  • نرم‌افزار شروع به شبیه‌سازی محیط اطراف کرده و مدل سه‌بعدی ربات را در این محیط قرار می‌دهد.
  • حال پس از دریافت اطلاعات، برنامه‌‌نویس باید به‌وسیله کدها مسیرها، حرکات و دستورات را تعریف کند.
  • پس از نهایی‌شدن برنامه باید کدها را به کنترلر ربات منتقل و سپس اجرا کرد.
  • پس از اجرا باید بر روی حرکات ربات نظارت داشت تا مطمئن شد که تمامی کدها را به‌صورت کامل می‌خواند و مشکلی در نحوه اجرا ندارد.

مزایای روش آفلاین

  • در این شیوه زمان به‌خوبی مدیریت شده و بر خلاف روش‌های دیگر اتلاف وقت وجود ندارد.
  • بهره‌وری ربات افزایش پیدا می‌کند چون نیازی به توقف خط تولید نیست و برنامه‌‌نویسی به‌صورت آفلاین انجام می‌شود.
  • دقت این شیوه بالاست و احتمال بروز خطا در آن کم است.
  • با استفاده از برنامه‌نویسی ربات صنعتی روش آفلاین می‌توان پروژه‌های بزرگ و پیچیده را به سادگی برنامه‌نویسی کرد.

چالش‌های روش آفلاین

  • برنامه‌نویس باید با نرم‌افزارهای شبیه‌سازی و برنامه‌نویسی ربات صنعتی آشنا باشد و بدون دانش لازم نمی‌تواند از این شیوه استفاده کند.
  • هزینه استفاده از نرم‌افزارهای برنامه‌نویسی آفلاین می‌تواند بالا باشد.

2. برنامه‌نویسی آنلاین

در برنامه‌نویسی آنلاین باید ربات متوقف شود تا بتوان بر روی آن فرآیند کدنویسی را انجام داد. در واقع ربات از خط تولید خارج می‌شود و بر روی حالت برنامه‌نویسی یا آموزش می‌رود. سپس یک وسیله مخصوص به‌نام “آویز آموزشی” به ربات متصل می‌شود. با استفاده “آویز آموزشی” می‌توان به ربات دستورات لازم را داد. تخمین زده می‌شود که حدود 90 درصد ربات‌هایی که از روش برنامه‌نویسی آنلاین استفاده می‌کنند از طریق همین آویز آموزشی کدنویسی شده‌اند. این آویز با ربات سازگار است و می‌توان از آن برای ایجاد یا تغییر برنامه‌های کدها استفاده کرد. در این روش برنامه‌نویس به‌جای نوشتن کدهای پیچیده از یک رابط کاربری گرافیکی استفاده می‌کند تا هم به‌صورت تعاملی و هم به‌صورت بصری به ربات دستور بدهد.

برنامه‌نویسی ربات صنعتی
معرفی شیوه برنامه‌نویسی آنلاین

نرم‌افزارهایی که در برنامه‌نویسی آنلاین استفاده می‌شوند.

  • ROS (Robot Operating System)
  • Webots
  • LabVIEW

 مراحل برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی به‌صورت آنلاین

  • در ابتدا باید یک پروژه جدید برای ربات تعریف کرد که در این پروژه اطلاعاتی مثل مدل ربات، ابزارهای جانبی و قطعات کار باید تعریف شده باشند.
  • نقاط مرجعی که ربات در آن‌ها حرکت می‌کند باید تعریف شوند.
  • با استفاده از ابزارهای گرافیکی باید مسیر حرکت ربات بین نقط مرجع تعریف شود.
  • شتاب و سرعت حرکت در طول مسیر باید تعیین شود.
  • دستوراتی مثل باز و بسته‌کردن گیره، روشن و خاموش‌کردن ابزارها و…. باید به دستور کدها اضافه شود.
  • قبل از اجرای دستور کدها در محیط واقعی آن را در محیط شبیه‌سازی شده اجرا کرده و نحوه عملکرد آن را بررسی می‌کنند.
  • در نهایت پس‌از کسب اطمینان از درستی کدها، برنامه‌نویسی ربات صنعتی انجام می‌شود.

مزایای روش آنلاین

  • تغییرات به‌سرعت در این روش پیاده‌سازی می‌شوند و نتایج در همان لحظه قابل‌مشاهده است. این موضوع می‌تواند باعث افزایش سرعت خط تولید شود.
  • خطاهای برنامه‌نویسی ربات صنعتی در این روش کاهش پیدا می‌کند چون پس از کدنویسی عملکرد اجرایی ربات مورد بررسی قرار می‌گیرد.
  • این روش می‌تواند برای افراد کم تجربه چالش‌های کمتری داشته باشد.
  • برای برنامه‌نویسی آنلاین نیازی به کامپیوترهای قدرتمند نیست.
  • تیم‌ها می‌توانند به‌صورت همزمان بر روی یک پروژه کار کرده و تغییرات را مشاهده کنند.
  • بروزرسانی نرم‌افزارها و پیکربندی آن‌ها به‌راحتی انجام می‌شود و نیازی به دسترسی فیزیکی نیست.
  • ابزارهای پیشرفته برنامه‌نویسی آنلاین می‌تواند داده‌های عملکرد ربات را جمع‌آوری و بررسی کند.

روش‌های برنامه‌نویسی آنلاین

  • در برنامه‌نویسی آنلاین می‌توان از پلتفرم‌هایی استفاده کرد که از زبان‌هایی مثل Python، JavaScript و C++ پشتیبانی می‌کنند.
  • در برنامه‌نویسی آنلاین می‌توان از نرم‌افزارهایی با رابط‌های کاربری بصری استفاده کرد که امکان برنامه‌ریزی بدون نیاز به کدنویسی را فراهم می‌کنند.
برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی
چالش‌های برنامه‌نویسی ربات صنعتی به شیوه آنلاین

چالش‌های روش آنلاین

  • امنیت داده‌ها و ارتباطات می‌تواند در برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی آنلاین به‌خطر بیفتد.
  • ممکن‌ست برای استفاده موثر نیاز به آموزش برای کاربران باشد.

کاربردهای برنامه‌نویسی آنلاین

  • از این شیوه می‌توان برای کنترل و برنامه‌ریزی ربات‌ها در فرآیند تولید استفاده کرد.
  • برای استفاده در خدمات لجستیک، انبارها و سیستم‌های حمل‌ونقل می‌تواند مناسب باشد.
  • برای تحقیق، توسعه و آزمایش‌های الگوریتم‌های جدید مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3. برنامه‌نویسی دستی (Teach Pendant Programming)

 یکی از روش‌های قدیمی و رایج برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی Teach Pendant Programming است. در این شیوه برنامه‌نویس دستگاهی به‌نام پنل آموزشی را به ربات متصل می‌کند. این دستگاه این امکان را فراهم می‌کند که کنترل بازوی ربات به‌صورت مستقیم در اختیار اپراتور قرار بگیرد. اپراتور می‌تواند از طریق پنل در نقاط موردنظر به‌صورت تعاملی حرکت کند. این شیوه به‌دلیل سادگی و بصری‌بودن یکی از محبوب‌ترین شیوه‌های برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی به‌خصوص در ربات‌های مشارکتی است.

 مراحل برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی به‌صورت دستی

  • ابتدا اپراتور از طریق دستگاه آویز آموزشی به ربات متصل می‌شود.
  • اپراتور موقعیت‌ها را انتخاب کرده و از طریق پنل دستی در محورها و نقاط مختلف ربات را حرکت می‌دهد.
  • نقاطی که ربات در آن‌ها متوقف می‌شود، مسیر حرکت، سرعت، شتاب و دستورات اضافی در حافظه ربات ثبت می‌شود.
  • در نهایت برنامه اجرا شده و حرکات ربات در آن مورد بررسی قرار می‌گیرد.

مزایای روش دستی

  • استفاده از این روش بسیار ساده است و حتی برای کسانی که تجربه برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی را ندارند هم مناسب است.
  • در این شیوه به‌راحتی می توان حرکات ربات‌ها را تغییر داد و کنترل کرد.
  • تغییراتی که در برنامه ایجاد می‌شود به‌صورت آنی قابل‌مشاهده است.
  • برای کارهای تکرارشونده یک ربات این روش مناسب است.
زبان برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی
معرفی شیوه دستی برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی

چالش‌های روش دستی

  • برای اموری که دقت بالا و میلی‌متری دارند این روش مناسب نیست.
  • برای پروژه‌های پیچیده ممکن‌ست نیاز باشد این روش با سایر روش‌ها ترکیب شود.
  • برای برنامه‌نویسی ربات صنعتی به‌صورت دستی نیاز به زمان زیادی است.
  • در این شیوه احتمال خطای انسانی در تعیین موقعیت‌ها و حرکات ربات وجود دارد.

4. برنامه‌نویسی مستقیم (Direct Programming)

در برنامه‌نویسی مستقیم اپراتور به‌جای استفاده از یک رابط کاربری گرافیکی یا هدایت فیزیکی ربات، مستقیما با استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی اقدام به نوشتن دستورات می‌کند. این روش باعث می‌شود اپراتور بتواند به‌صورت دقیق برحرکات ربات و عملکرد آن کنترل داشته باشد. البته زبان برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی در این روش با توجه به مدل و نوع ربات متفاوت است.

زبان‌های رایج به‌کار رفته در شیوه مستقیم

شرکت‌های تولیدکننده ربات، زبان برنامه‌نویسی مخصوص به خود را دارند. برخی از معروف‌ترین این زبان‌ها شامل موارد زیر است.

  • RAPID (ABB)
  • KRL (KUKA Robot Language)
  • PalletTool و HandlingTool (FANUC)
  • V+ Language (Staubli)
  • VAL3 (Stäubli)
  • ASL

مراحل برنامه‌نویسی مستقیم

  • ابتدا برنامه‌نویس باید مختصات، ابزار، قطعات کار و حرکات را تعریف کند.
  • حال اپراتور باید کدهای موردنیاز برای حرکات و تعامل با حسگرها را بنویسد.
  • حالا باید برنامه در محیط شبیه‌سازی شده اجرا شود تا نحوه عملکرد آن مورد بررسی قرار بگیرد.
  • برنامه به کنترلر ربات انتقال داده می‌شود.
  • در نهایت دستورات توسط ربات اجرا می‌شود.

مزایای روش مستقیم

  • انعطاف‌پذیری این شیوه برای تعریف دقیق و تخصصی دستورات بسیار بالا است.
  • اپراتور می تواند بر روی رفتار ربات با جزئیات کنترل داشته باشد.
  • امکان بهینه‌سازی ربات برای افزایش دقت و عملکرد وجود دارد.
  • با استفاده از این شیوه می‌توان محاسبات سخت و منطق شرطی برنامه‌های پیچیده را انجام داد.
زبان‌های برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی
روش مستقیم برنامه‌نویسی ربات صنعتی

چالش‌های روش مستقیم برنامه‌نویسی ربات صنعتی

  • برنامه‌نویس باید تسلط کافی به زبان برنامه‌نویسی ربات و دانش کافی نسبت به دینامیک را داشته باشد.
  • نوشتن کدها با این شیوه زمان زیادی می‌برد.

5. برنامه‌نویسی  CAD/CAM

برنامه‌نویسی CAD/CAM بیشتر در ربات‌های صنعتی استفاده شده که برای عملیات ماشین‌کاری، برش و تراش استفاده می‌شود. در واقع نرم‌افزارهای تخصصی (CAD) و (CAM) می‌توانند ارتباط بین شبکه کامپیوتری را برقرار کنند.

CAD چیست؟

CAD مخفف عبارت Computer-Aided Design است. CAD به مجموعه‌ای از نرم افزارها و سخت‌افزارهایی می‌گویند که برای طراحی و مدل‌سازی اجسام دو و سه‌بعدی استفاده می‌شوند. مهندسان با استفاده از CAD مدل‌های دقیقی از قطعات و ربات را ترسیم می‌کنند.

CAM چیست؟

CAMمخفف عبارت Computer-Aided Manufacturing است. CAM به مجموعه‌ای از نرم‌افزارها و سخت‌افزارهایی می‌گویند که برای کنترل، نظارت و برنامه‌ریزی ماشین‌آلات استفاده می‌شود. در واقع CAM اطلاعات طراحی که توسط CAD جمع‌آوری شده را دریافت و آن‌ها را تبدیل به کدهایی می‌کند تا ماشین بتواند آن را بخواند در نهایت ماشین بر اساس این کدها دستوری که داده شده است را انجام می‌دهد.

مراحل برنامه‌نویسی ربات صنعتی به سبک CAD/CAM

  • ابتدا طراح مدل سه‌بعدی از قطعه را در نرم‌افزار CAD ترسیم می‌کند. این ترسیم شامل تمام جزئیات ریز مثل مختصات هندسی قطعه، ابعاد، تلرانس‌ها و سایر موارد مورد استفاده است.
  • حالا مدل سه‌بعدی ترسیم شده از نرم‌افزار CAD به نرم‌افزار CAM منتقل می‌شود.
  • CAM با توجه به اطلاعاتی که از مدل سه‌بعدی کسب کرده است مسیر و نوع حرکت را مشخص می‌کند. این برنامه به‌صورت کدهایی قابل‌فهم برای ماشین توسط CAM نوشته می‌شود.
  • در نهایت ماشین بر اساس دستوارت کدی عملیات‌های تعیین شده را انجام می‌دهد تا فرآیند تولید انجام شود.
برنامه‌نویسی ربات صنعتی
روش‌های زیادی برای برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی وجود دارد

نرم‌افزارهای مورد استفاده در برنامه‌نویسی CAD/CAM

  • CAD: SolidWorks, AutoCAD, CATIA
  • CAM: Mastercam, Fusion 360, PowerMILL

مزایای برنامه‌نویسی CAD/CAM

  • با کاهش خطاهای انسانی قطعا دقت و کیفیت قطعات تولیدشده به‌طور چشم‌گیری افزایش پیدا می‌کند.
  • با استفاده از این روش زمان کمتری در خط تولید تلف می‌شود.
  • هزینه‌ها به دلیل کاهش ضایعات و افزایش بهره‌وری کاهش پیدا می‌کند.
  • خیلی راحت می‌توان در طراحی و تولید قطعات تغییر ایجاد کرد.
  • می‌توان تعداد بیشتری قطعه را در زمان کمتری تولید کرد.

چالش‌های برنامه‌نویسی CAD/CAM

  • این شیوه برای کاربردهای عمومی ربات مناسب نیست و از آن عمدتا برای ماشین‌کاری یا برش استفاده می‌شود.

کاربردهای برنامه‌نویسی به‌شیوه CAD/CAM

  • تولید قطعات، بدنه، قالب‌ها و ابزارآلات صنعت خودروسازی
  • طراحی و تولید قطعات پیچده با تلرانس‌های بسیار دقیق در صنعت هوا‌وفضا
  • ساخت انواع قالب‌های تزریق پلاستیکی و ریخته‌گری
  • تولید انواع ایمپلنت‌ها و ابزارهای جراحی در صنعت پزشکی
  • ساخت بردهای مدار چاپی در صنعت الکترونیک

6. برنامه‌نویسی از طریق رابط‌های گرافیکی (Graphical User Interface – GUI)

از زمان ظهور رابط‌های گرافیکی فرآیند برنامه‌ریزی ربات‌ها بسیار ساده‌تر و کاربرپسند‌تر شده است. در واقع رابط‌های گرافیکی می‌توانند برنامه‌نویسی ربات را بدون نوشتن کد انجام دهند. یعنی افرادی که تخصصی نسبت به این فرآیند پیچیده و دقیق ندارند می‌توانند از این شیوه استفاده کنند.

مراحل کار با رابط‌های گرافیکی

  • در ابتدا یک پروژه در نرم‌افزار برنامه‌نویسی ربات ایجاد می‌شود.
  • حال یک مدل سه‌بعدی از محیط با جزئیاتی مثل ربات، قطعات کار، ابزارها و سنسورها طراحی می‌شود.
  • مسیر حرکت ربات با استفاده از ابزارهای گرافیکی طراحی می‌شود. جزئیاتی مثل حرکات خطی، دایره‌ای و پیچیده در این طراحی ترسیم می‌شوند.
  • وظایف مختلف ربات مثل برداشتن، قراردادن، جوشکاری و… به‌صورت گرافیکی در ربات تعریف می‌شود.
  • قبل از اجرای برنامه بر روی ربات آن را در محیط شبیه‌سازی شده تست می‌کنند تا از درست‌بودن عملکرد آن اطمینان حاصل کنند.
  • در نهایت برنامه روی ربات اجرا می‌شود.
برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی
معرفی رابط‌های گرافیکی

نرم‌افزارهای مورد استفاده در رابط‌های گرافیکی

RobotStudio: یک نرم‌افزار شبیه‌سازی و برنامه‌نویسی ربات‌های ABB است.

RoboDK: یک نرم‌افزار جامع برای برنامه‌نویسی و شبیه‌سازی انواع مختلف ربات‌ها است.

ROS: یک سیستم عامل متن باز برای ربات‌ها است که ابزارهای گرافیکی قدرتمندی برای برنامه‌نویسی دارد.

مزایا رابط‌های گرافیکی

  • افرادی که دانش تخصصی ندارند هم می‌توانند از این شیوه استفاده کنند و با استفاده از عناصر بصری بدون نیاز به نوشتن کد برنامه بنویسند.
  • استفاده از رابط‌های گرافیکی تا حدی می‌تواند بر کاهش و کنترل هزینه‌ها موثر باشد.
  • اپراتور می‌تواند با استفاده از این روش به‌صورت تعاملی با ربات ارتباط گرفته و خیلی راحت برنامه‌های آن را کنترل کند.

چالش‌های رابط گرافیکی

  • این روش برای اموری که نیاز به دقت و جزئیات دارند اصلا مناسب نیست.
  • اپراتور نمی‌تواند به اندازه سایر روش‌ها بر روی حرکات ربات کنترل داشته باشد.

اگر توسعه‌دهنده‌ای هستید که نمی‌دانید چطور باید برنامه‌نویسی رباتیک را انجام دهید و یا در انتخاب شیوه و زبان مناسب تجهیزات‌تان سردرگم هستید همین‌ الان تماس بگیرید تا متخصصین ما به‌صورت رایگان به شما مشاوره دهند و بهترین گزینه را پیدا کنید.

36148 25 98+

زبان‌های برنامه‌نویسی ربات صنعتی

طراحی و ساخت ربات یک چیز است ولی زنده‌کردن و پویایی ربات چیز دیگری است. دقیقا اینجاست که زبان برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی اهمیت پیدا می‌کند. در واقع این زبان‌ها هستند که باعث می‌شوند ماشین‌ها به همان نحوه‌ای که انسان فکر می‌کند وظایف خود را انجام بدهند. تعداد زبان‌های برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی زیاد است و خیلی از ربات‌ها زبان برنامه‌نویسی مخصوص خود را دارند. در ادامه به برخی از محبوب‌ترین این زبان‌ها و علت محبوبیت آن‌ها می‌پردازیم.

برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی
زبا‌ن‌های شناخته‌شده در برنامه‌نویسی ربات صنعتی

Some programming languages are stronger than others, which makes them a popular choice for most companies. There are reports that the number of robots worldwide could most likely reach over 20 million by the year 2030. Therefore, there will be about 52 million jobs taken by robots.

برخی از زبان‌های برنامه‌نویسی قوی‌تر از زبان‌های دیگر هستند و همین امر آن‌ها را به انتخابی محبوب برای اکثر شرکت‌ها تبدیل می‌کند. گزارش‌هایی وجود دارد که تعداد ربات‌ها در سراسر جهان به احتمال زیاد تا سال 2030 به بیش از 20 میلیون نفر می‌رسد. بنابراین، حدود 52 میلیون شغل توسط ربات‌ها ایجاد خواهد شد.

منبع:

Robot Programming Language: 5 Options Explored

1- Python

طبق آمار Python با 14.82 درصد در جایگاه اول محبوب‌ترین زبان برنامه‌نویسی رباتیک قرار دارد. این زبان یکی از ساده‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی برای یادگیری و استفاده است. Python می‌تواند در سطوح بالاتر هم برای ساخت و آزمایش برنامه‌های ربات‌ها مورد استفاده قرار ‌گیرد. این زبان مناسب برای آموزش و پردازش‌ برنامه‌های ربات است و می‌توان با استفاده از آن سیستم‌های پیچده کنترل ربات‌ها را توسعه داد.

بر خلاف سایر زبان‌های برنامه‌نویسی که دارای مراحل کامپایل هستند، Python مستقیما تفسیر شده و این موضوع زمان کدنویسی را کاهش داده و تغییرات را خیلی سریع قابل‌مشاهده می‌کند. از طرفی Python دارای کتابخانه‌های متعددی برای برنامه‌نویسی رباتیک است. این زبان با توجه به قابلیت‌هایش مسیر کارآمد برای ربات‌ها ایجاد می‌کند تا ربات‌ها خیلی راحت وظایف خود را انجام دهند. یادگیری و استفاده از قوانین Pythonراحت است و از قوانین سخت‌گیرانه پیروی نمی‌کند.

زبان برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی
راه ارتباطی با ربات‌های صنعتی، زبان‌های برنامه‌نویسی هستند.

2- C++

C++ یکی از قدرتمندترین زبان‌های برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی است که می‌تواند برای کاربردهای مختلف مناسب باشد. این زبان با ارائه برنامه‌هایی با عملکرد سریع باعث شده تا اپراتور بتواند طبق برنامه در همان زمان خودش پیش برود. از C++ با توجه به قدرت بالایش برای برنامه‌نویسی رباتیک در صنایع مختلفی مثل هواوفضا و خودروسازی استفاده می‌شود. دسترسی مستقیمی که این زبان به قسمت‌های مختلف سیستم مثل حافظه می‌دهد باعث می‌شود تا اپراتور بتواند کدهایی مفید بنویسد.

این زبان سرعت بالایی دارد چون که می‌تواند کد منبع را به یک ماشین تغییر داده و در نهایت آن را مستقیما به سخت‌افزار منتقل می‌کند. با C++ کنترل حافظه خیلی راحت است و می‌توان روند موثری را در سیستم رباتیک داشت. وجود کتابخانه‌ای که در آن استانداردهایی مثل جریان‌ها، رشته‌ها، الگوریتم‌ها و اشاره‌گرها تعریف شده است می‌تواند کدنویسی را راحت‌تر کند. با استفاده از C++ می‌توان مفاهیم شی‌گرا را مثل اشیا، کپسوله‌سازی و چندشکلی را تعریف کرد. این ویژگی به طراحی و سازمان‌دهی ربات کمک می‌کند. استفاده از این زبان بدون دردسر است چرا که یکی از سازگارترین زبان‌های برنامه‌نویسی رباتیک با انواع مختلفی از سیستم‌ها است.

3- Java

Java یکی از مورداعتمادترین زبان‌های برنامه‌نویسی رباتیک است. این زبان می‌تواند انتخابی مناسب برای ساخت برنامه‌های کاربردی و پیچیده باشد. البته هزینه‌های کتابخانه Java بالاست به همین دلیل نمی‌توان از اولویت‌‌ها برای برنامه‌نویسی رباتیک باشد. Java زبان برنامه‌نویسی تفسیری برای ربات‌ها است. در واقع یک ماشین مجازی Java دستورت این زبان را تفسیر می‌کند و به کدها اجازه می‌دهد بر روی رایانه ربات‌ها اجرا شوند. دسترسی های Java طوری‌ست که اپراتور خیلی راحت می‌تواند مطابق با نیازهای خود انواع الگوریتم‌ها ایجاد کند.

برنامه‌نویسی ربات صنعتی
زبان مناسب برنامه‌نویسی هر ربات توسط فردی متخصص انتخاب می‌شود

این زبان می‌تواند از طریق ادغام با ویژگی‌های هوش مصنوعی، فرآیند اتوماسیون کدنویسی را بهبود ببخشد. ماشین مجازی Java طوری طراحی شده که می‌توان از کد همه‌کاره آن در سایر ماشین‌های استفاده کرد. این‌گونه می‌توان عملکرد برنامه نوشته شده برای ربات‌ها را افزایش داد و ویژگی‌های بهتری به آن‌ها اضافه کرد.

4- MATLAB

 MATLAB یکی از بهترین زبان‌هایی است که می‌تواند شبیه‌سازی، تجزیه و تحلیل داده‌ها را انجام دهد. علاوه بر این می‌تواند سیستم‌های رباتیک که دارای رابط‌هایی خاص هستند را توسعه دهد. این زبان خیلی راحت می‌تواند سیستم‌های مختلفی را برای جست‌وجوی بازوهای رباتیک ایجاد کند. MATLAB زبانی‌ست که می‌تواند انواع شبیه‌سازی‌های مشترک را انجام دهد یعنی هم می‌تواند پلتفرم‌های ربات را ایجاد کند و هم تعاملات آن‌ها را فزایش دهد. الگوریتم‌های این زبان برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی طوری است که می‌توان کدهای نوشته شده پس از شبیه‌سازی را تحلیل کرد.

با استفاده از MATLAB می‌توان کنترل سیستم‌های رباتیک به‌خصوص بازوها را خیلی راحت انجام داد و سیستم‌های مختلف در کنترلر را مثل سنسورهای بینایی و نیرو را با هم ترکیب کرد.

5- Lisp

Lisp از قدیمی‌ترین و ساده‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی ربات صنعتی است. با توسعه هوش مصنوعی این زبان‌ به یکی از محبوب‌ترین‌های برنامه‌نویسی رباتیک تبدیل شده است. LISP مخفف عبارت List processing است. از منحصربه‌فردترین ویژگی‌های LISP تفسیرکردن مستقیم کدها بدون استفاده از کامپایلر است در نتیجه می‌توان خیلی سریع برنامه کدها را در LISP اجرا کرد. برنامه‌ریزی در این زبان راحت و موجب کاربرپسند بودن آن شده است. کدنویسی در LISP زمان کمتری را نسبت به سایر زبان‌ها به خود اختصاص می‌دهد چون می‌توانید پس ازنوشتن کد آن را بررسی کنید.

نمونه‌سازی سریع و آسان در سیستم رباتیک که باعث افزایش تبدیل طرح‌های مفهومی به کدهای عملکردی می‌شود از دیگر ویژگی‌های زبان LISP است. در واقع این ویژگی می‌تواند آزمایش‌ها و عملکردهای مثبت را در برنامه‌نویسی ربات صنعتی افزایش دهد. با LISP می‌توان سازگاری سیستم‌های رباتیک را نسبت به برنامه‌های در حال رشد افزایش داد.

برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی
برخی از شرکت‌های رباتیک زبان‌برنامه‌نویسی اختصاصی برای ربات‌ها تولید کرده‌اند

6- زبان‌های برنامه‌نویسی اختصاصی

برخی از شرکت‌های سازنده رباتیک زبان‌های اختصاصی برای برنامه‌نویسی ربات‌های خود تولید کرده‌اند. این بدان معناست که رویکردی خاص برای برنامه‌نویسی ربات‌های خود دارند. برنامه‌نویسی این ربات‌ها اتوماسیون اختصاصی برای خود ساخته‌اند. درک این زبان‌ها به منظور ادغام آن‌ها در خط تولید ضروری است. درک هر یک از این زبان‌ها می‌تواند بر خروجی مثبت ربات تاثیر داشته باشد و خرابی ماشین‌ها را کاهش دهد.

کسب این اطلاعات برای کارهایی که فراتر از عملیات معمول است، بسیار مهم می‌شود بنابراین بر خروجی آن تأثیر می‌گذارد، زمان خرابی را به حداقل می‌رساند و حداکثر عملیات را تضمین می‌کند. در ادامه معروف‌ترین زبان‌های اختصاصی را معرفی می کنیم.

1- زبان برنامه‌نویسی ربات‌های شرکت ABB

شرکت سوئدی ABB زبان اختصاصی برای ربات‌های خود ابداع کرده است. این زبان RAPID است که قدرت بالایی در نوشتن توابع مختلف برنامه‌نویسی دارد. این زبان در سال 1994 وارد بازار شده است.

2- زبان برنامه‌نویسی ربات صنعتی شرکت FANUC

KAREL یک زبان برنامه‌نویسی قوی در صنعت رباتیک است که در سال 1981 توسط ریچارد پاتیس در دانشگاه استنفورد طراحی شده است.

3- زبان برنامه‌نویسی ربات KUKA

شرکت آلمانی KUKA دارای یکی از بهترین زبان‌های برنامه‌نویسی است که عیب‌یابی آسانی دارد. KRL زبان برنامه‌نویسی ربات‌های KUKA و نرم‌افزار KUKA.OfficeLite از محبوب‌ترین پلتفرم‌های این زبان است.

4- زبان برنامه‌نویسی ربات Yaskawa

زبان ربات‌های این شرکت ژاپنی INFORM است که قابلیت کنترل ربات، تعریف انواع متغیر و انواع توابع شرطی را دارد.

نکاتی مهم در مورد برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی که باید بدانید!

برای برنامه‌نویسی ربات‌ها باید دانشی تخصصی و عمیق از صنایع رباتیک داشت تا بتوان فرآیندهای صنعتی را درک کرد. بهتر است حین برنامه‌نویسی نکات زیر را رعایت کنید.

زبان برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی
نکاتی مهم در مورد برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی که باید بدانید!

1- زبان‌های برنامه‌نویسی

ربات‌ها بر حسب مدل، زبان‌های مختلف مخصوص به خود را دارند. اپراتور باید بلد باشد که چگونه چالش‌های مربوط به برنامه‌نویسی هر ربات را حل کرده و آمادگی یادگیری زبان جدید با استاندارهای مختلف را داشته باشد.

2- درک مفاهیم پایه

یک برنامه‌نویس رباتیک باید درکی درست از حرکت و موقعیت ربات‌ها داشته باشد. آشنایی با دینامیک و کنترل الگوریتم‌های حرکت که از مفاهیم پایه هستند باعث دقیق‌ترشدن حرکت ربات‌ها می‌شود.

3- محیط برنامه‌نویسی

باید در انتخاب محیط برنامه‌نویسی دقت کرد چون بر روی کار تاثیر می‌گذارد. محیطی را انتخاب کنید که از نظر کاربری مناسب سبک برنامه‌نویسی شما باشد تا بتوان ربات را به‌درستی در محیط برنامه شبیه‌سازی کرد.

4- یکپارچگی

برنامه‌نویسی ربات باید طوری باشد که بتواند با سیستم‌های دیگر ارتباط درست برقرار کرده و بهره‌وری خط تولید افزایش پیدا کند.

5- ایمنی

قوانین ایمنی در برنامه‌نویسی ربات‌ها باید طوری انجام شود تا از آسیب به انسان و سایر تجیهزات جلوگیری کند. استفاده از روش‌های ایمنی مثل حصارکشی، حسگرهای اضطراری و نرم‌افزارهای ایمنی می‌تواند موثر باشد.

6- بهبود عملکرد ربات‌ها

جمع‌آوری و تحلیل ربات‌ها، یادگیری تکنیک‌های ماشین، استفاده از الگوریتم‌های بهینه برای افزایش سرعت و نظارت بر دقت ربات‌ها همگی در بهبود عملکرد خط تولید موثر هستند.

7- نگهداری صحیح

در برنامه‌نویسی ربات صنعتی باید مستندسازی محیط کد و بروزرسانی نرم‌افزار صورت بگیرد تا مشکلات عیب‌یابی شوند.

زبان برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی
انتخاب زبان و شیوه مناسب برنامه‌نویسی بازدهی خط تولید را افزایش می‌دهد

جمع‌بندی

برنامه‌نویسی ربات صنعتی با توجه به درک و نیازهای رباتیک صورت می‌گیرد که می‌تواند اهداف فرآیند تولید را برآورده سازد. البته برای افزایش بهره‌وری خط تولید باید توانایی تجزیه و تحلیل تجهیزات را داشت تا مناسب‌ترین اقدامات توسط ربات‌ها انجام شود. توسعه‌دهندگان باید بتوانند با پیکربندی صحیح و تنظیم دقیق برنامه‌های ربات، عملیات خروجی را به‌خوبی انجام دهند یعنی زمان و منابع ازدست‌رفته را به حداقل خود برسانند. برنامه‌نویسی ربات‌ها می‌تواند امکان سفارشی‌سازی آن‌ها را فراهم کرده و تحولی عظیم در فرآیند تولید را ایجاد کند. فقط کافی‌ست بدانید بهترین شیوه و زبان مناسب ربات چیست و چگونه باید آن را به بهترین نحو انجام داد.

سوالات متداول

1- چالش‌های رایج در برنامه‌نویسی ربات‌ها چیست؟

پیچیدگی در برنامه‌نویسی، مشکلات ایمنی، یکپارچگی با سیستم‌های موجود، خطاهای سخت‌افزاری، آموزش کاربران، نیازهای تولید و مدیرت داده‌ها از رایج‌ترین این مشکلات هستند.

2- چگونه می‌توان این چالش‌ها را حل کرد؟

حل‌کردن هر کدام از این چالش نیاز به تخصص و تجربه لازم دارد بنابراین باید از فردی متخصص کمک بگیرید.

3- آیا یادگیری ماشین و هوش مصنوعی در برنامه‌نویسی ربات‌ها موثر است؟

بله؛ چون یادگیری این فناوری‌ها می‌تواند در افزایش بهره‌وری ربات‌ها نقش چشم‌گیری داشته باشد.

4- اهمیت شبیه‌سازی در برنامه‌نویسی ربات‌ها چیست؟

شبیه‌سازی در برنامه‌نویسی رباتیک بسیار مهم است چرا که باعث می‌شود قبل از پیاده‌سازی کدها در محیط فیزیکی آن‌ها در محیط مجازی آزمایش کرد.

برای مطالعه بیشتر شما

Industrial Robot Programming for Beginners

Robot programming methods.

Robot Programming Language: 5 Options Explored

Programming Methods for Industrial Robots

Industrial Robot Programming: A Comprehensive Guide to Mastering Efficiency and Safety

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *