LENGUAJE_KAREL FANUC.pdf

7/24/2019 LENGUAJE_KAREL FANUC.pdf

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Lenguaje KAREL

Introduccin

Lenguaje textual explcito(FANUC)

Caractersticas bsicas:

Basado en lenguaje: Ada / PascalEstructuracin: EstructuradoTipo ejecucin: CompiladaSubprogramas: ParametrizadosModelo universo: NoProg. por guiado SMultitarea S


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1.- ESTRUCTURA BASICA

PROGRAMnombre_programaDirectivas compiladorDeclaraciones (CONST, TYPE, VAR)Declaracin de rutinas

BEGIN

InstruccionesENDnombre_programa

Declaracin de rutinas

VARIABLES:

Tipos de variables

Simples (BOOLEAN, FILE, INTEGER, REAL, STRING)

Compuestas (ARRAY, QUEUE_TYPE,STRUCT)Variables definidas por usuario

EXPRESIONES

Numricas: Operadores aritmticos: +, -, *, /, DIV MODFunciones: SIN() COS() ...

Lgicas: Operadores relacionales =, Operadores lgicos: AND OR NOTFunciones: SIG()...


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ESTRUCTURAS DE CONTROL:

KAREL es un lenguaje estructurado. Existen las estructuras

condicionales e iterativas tpicas de cualquier lenguajeestructurado de alto nivel.

Estructuras condicionales simple y mltiple:

IF THEN ........ ELSE ....... ENDIF

SELECT OF

CASEa:........CASEb:.........ELSE:.......

ENDSELECT

Estructuras iterativas: se dan las ms habituales en loslenguajes de programacin de propsito general:

REPEAT

......UNTIL FORcount = valor1

TO(DOWNTO)valor2 DO.

WHILE DO ENDFOR......ENDWHILE

Otras:

ABORT[], PAUSE, DELAYWAIT FOR , GO TO


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SUBPROGRAMAS

En cuanto a subprogramas, KAREL permite procedimientos y

funciones parametrizados:

PROGRAM ejemploCONST, VAR........ROUTINE mul_mat_3x3(m1,m2:mat_3x3):

mat_3x3VAR

.

BEGIN.

END mul_mat_3x3BEGIN.

END ejemplo

La rutina puede ser declarada al comienzo del programa que la

invoca o con posterioridad (clusula FROM):

PROGRAM ejemploCONST, VAR........ROUTINE mul_mat_3x3(m1,m2:mat_3x3):mat_3x3 FROM ejemplo

BEGIN.

END ejemploROUTINE mul_mat_3x3 (m1, m2: mat_3x3):mat_3x3

VAR.

BEGIN.

END mul_mat_3x3


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Tambin es posible implementar las rutinas en otros mdulos(paquetes, libreras):

PROGRAM ejemploCONST, VAR........ROUTINE mul_mat_3x3(m1,m2:mat_3x3):mat_3x3 FROM librera_matemtica

BEGIN.

END ejemplo

El retorno del control al programa (o rutina) que invoca tendrlugar en el ENDde la rutina, si bien puede realizarse de maneraexplcita mediante RETURN (con el argumento adecuado en elcaso de una funcin)

Las reglas de mbito y visibilidad de las variables son lashabituales en estos casos.


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2.- LOCALIZACIONES

KAREL no soporta la definicin / mantenimiento de un modelo

de su entorno (modelo del universo):

No existe la referencia como tipo de dato.

Los cambios de ubicacin de los objetos del entorno noconllevan la actualizacin implcita de las localizacionesinvolucradas

Instrucciones de movimiento monooperando (el destinosiempre se especifica para la referencia TOOL).

2 formas de expresar localizaciones:

Como coordenadas articulares. (JOINTPOS).

Como Coordenadas de usuario: En notacin compacta (XYZWPR) En notacin matricial (POSITION)

Atributos:

Configuracin(CONFIG) incluida en coord. de usuario

Tipo terminacin(COMMON_ASSOC)

Otros relacionados:

Posicin(VECTOR)

Secuencia de localizaciones (PATH)

Operadores:

Similitud entre ubicaciones (>==< destino THEN MOVE TOdestino


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Composicin de transformaciones (:)

Puerros = cocina:cacerola

Operaciones sobre vectores: (+, -, *, /, #, @)

funciones que devuelven coordenadas articulares

CURJPOS()

Permite obtener la posicin articular en grados(JOINTPOS).

CNV_JPOS_REL(jointpos, real_array, status)Permite obtener el vector de coordenadas articulares engrados a partir de la posicin articular(JOINTPOS).

CNV_REL_JPOS(real_array, jointpos, status)

Permite obtener la posicin articular (JOINTPOS) a partirdel vector de coordenadas articulares en grados.

Procedimientos y funciones que devuelven transformaciones

CURPOS (): resuelve el modelo directo, devolviendo laubicacin (XYZWPR) de TCP

INV (localiz.): devuelve la transformacin inversa(POSITION)

MIRROR (localiz., donde_espejo, ori): devuelve latransformacin reflejada (XYZWPR) a partir de laubicacin del espejo. El tercer parmetro especifica si sedesa reflejar la orientacin


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POS(X, Y, Z, W, P, R, conf): Devuelve la transformacin(XYZWPR) especificada

destino = POS (300, 0, 0, 30, -90, 0,configura)

UNPOS (posn, X, Y, Z, Y, P, R, C): despliega latransformacin especificada en sus componentes

Procedimientos y funciones para el tipo de dato PATH

APPEND_NODE (Path, status): aade nodo al final del

path

INSERT_NODE (Path, node_num, status) aade el nodoespecificado

DELETE_NODE (Path, node_num, status) borra el nodoespecificado.

PATH_LEN (path): devueve el nmero de nodos


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Operaciones especiales

3 sistemas de referencia asociados al robot: WORLD, USER

FRAMEy TCP:

WORLD se encuentra en el hombro

USER FRAME por defecto coincide con WORLD

TCP por defecto en el extremo de la brida de montaje.

Los destinos especificados en las instrucciones de movimientohay que interpretarlos como la ubicacin deseada para lareferencia TCP respecto de la referencia USER FRAME.

Es necesario disponer de herramientas que modifiquen laubicacin de dichas referencias!


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Las transformaciones de usuario y herramienta (XYZWPR)estn almacenadas en las variables del sistema:

$UFRAME

$UTOOL

PRECAUCION: EFECTOS LATERALES TP

Al trabajar con localiz. grabadas con el TP, deberemosasegurar la consistencia entre las transformaciones de USERFRAME y TCP actuales y las de la grabacin.


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3.- MOVIMIENTOS

Especificados siempre para TCP

MOVE TO Mueve el extremo de la herramienta a la localizacinespecificada, (POSITION. o nodo de PATH)

MOVE ALONGMueve el extremo de la herramienta a lo largo del caminoespecificado (PATH)

MOVE NEAR BYMueve el robot a una aproximacin a la localizacinespecificada segn el eje Z de TCP. La distancia especificada(mm) se toma en sentido negativo desde el destino.

MOVE RELATIVEMueve el extremo de la herramienta a la localizacin

(POSITION o VECTOR) realtiva a la sitacin actualespecificada en coordenadas del USER_FRAME.

MOVE AWAY Mueve el extremo de la herramienta la distancia especificadasegn la direccin del eje z de TCP y en sentido negativo.

MOVE ABOUT BY

Gira el extremo de la herramienta el valor especificado(grados) segn la direccin suministrada en coordenadas deTCP.

MOVE AXIS BYMueve el eje especificado la magnitud indicada (grados omilmetros).


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Clasulas:

WITH

VIA NOWAIT

Local Contition Handler

a) La parametrizacin de los movimientos en KAREL seefecta por medio de variables del sistema. La forma deespecificarlas nicamente para una instruccin es medianteWITH

b) Debe usarse para la especificacin del punto va enmovimientos circulares.

c) Permite al intrprete continuar la ejecucin ms all de lainstruccin de movimiento actual.

d) Monitorizacin durante el movimiento de condiciones queafectarn al mismo (CANCEL, STOP, HOLD)

Control de trayectoria:

Interpolacin posicional:

Articular coordinada ($MOTYPE = JOINT)

Cartesiana rectilnea ($MOTYPE = LINEAR)

Cartesiana circular ($MOTYPE = CIRCULAR)


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$MOTYPE= CIRCULARMOVE TOC VIAB

Interpolacin de la orientacin (si cartesiana):

Mtodo de 2 ngulos ($ORIENT_TYPE = RSWORLD)

Mtodo de 3 ngulos ($.... = AESWORLD)

Mtodo articular en mueca ($.... = WRISTJOINT)

El uso de varias vueltas en interpolacin articular se habilita

con $USE_TURNS

Control de aceleracin / deceleracin:

Se usan perfiles con aceleracin mxima El perfil de velocidades es de 2 orden (rampas de

aceleracin)

Variables involucradas:

$GROUP[].$usemaxaccel: si es TRUE, la aceleracinmxima utilizada ser proporcional a la velocidadespecificada en programa.

$PARAM_GROUP[].$cart_accel1(/2): tiempo (mseg)de la rampa de aceleracin creciente(/decrec) para interp.

cartesiana. $PARAM_GROUP[].$accel_time1(/2)[]: tiempo

(mseg) de la rampa de aceleracin creciente (/decrec)para interp. articular.


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Casos particulares:


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Control de velocidad:

General (override in %):Imponen unfactor de escalaa

especificaciones + particulares

$MCR[].$genoverride(general override from TP)

$MCR[].$prgoverride(aditional override from prg)

Cartesiana lineal: (mm/s, cm/ min, in/min, seconds)

$GROUP[].$speed(in mm/s)

$PARAM_GROUP[].$speedlim(valor mximo)

Cartesiana rotacional: (deg/s)

$GROUP[].$rotspeed(in deg/s)

$PARAM_GROUP[].$rotspeedlim(valor mximo)

Articular: (% sobre mxima)

$GROUP[].$speed(in %)

$PARAM_GROUP[].$speedlimjnt(valor mximo)

Como duracin(duracin en seg):

$GROUP[].$seg_time(in sec)


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Control de terminacin:

Importante de cara a la continuidad entre tramos y para la

sincronizacin con otras acciones de programa

Control basado en posicin: (Variable $TERMTYPE)Cundo se dar por terminada la instruccin actual demovimiento?

FINE y COARSE (tolerancia): el robot decelera y paraen el considerado como destino

NOSETTLE: el robot decelera y para sin prdida detiempo en la comprobacin de posicin final.

NODECEL: permite el mov continuo. El fin deinstruccin se da cuando va dar comienzo la deceleracin

VARDECEL: grada la situacin anterior mediante unporcentaje especificado en $GROUP[].$decetool


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En caso de movimientos concatenados:

$TERMTYPE = ?

-- (FINE | COARSE | NOSETTLE | NODECEL |VARDECEL)

$MOTYPE = LINEARMOVE TO BMOVE TO C


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La desviacin respecto de los puntos de paso depender de lavelocidad:

Sincronizacin con otras acciones:


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Control de la garra:

OPEN_HAND

CLOSE_HAND

RELAX_HAND


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4. E/S

E/S definidas por usuario:

Binarias: DIN[n] & DOUT[n]

Palabras (grupos de E/S binarias) GIN[n] & GOUT[n]

Analgicas: AIN[n] & AOUT[n]

Ejemplo:

VARestado_soldador:BOOLEAN

BEGIN..........estado_soldador =DIN [3]IF estado_soldadorTHEN DOUT [3] =OFF ENDIFGOUT [3] = 25 -- 0000000000011001

E/S definidas por el sistema:

Binarias del robot: RDI[n] & RDO[n] (RDO 1..4 usadas porcontrol garra)

Panel de operador OPIN[n] & OPOUT[n]

Del Teach_Pendant: TPIN[n] & TPOUT[n]


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5.- MANEJO DE EVENTOS (condition handlers)

Monitorizacin de eventos:

Internos / externos Hardware /software)

SINCRONIZACION robot - entorno

KAREL dispone de elevada potencia en la monitorizacin ymanejo de eventos:Manejadores de eventos

Monitoreo de condicineventoaccin

Un manejador de eventos se puede:

Definir (crear): se establecen las condiciones / acciones Habilitar / deshabilitar

Borrar

2 tipos:

Globales(activos durante la ejecucin del programa)

Locales(asociado a a una instruccin de movimiento)

Definicin de un manejador

Global:CONDITION [n]WHEN condsDO actions

ENDCONDITION


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Local:

MOVE

WHEN condsDO actionsUNTIL condsUNTIL condsTHEN actions

ENDMOVE

Habilitacin de un manejador

Global:

ENABLE CONDITION [n]

Local: implcita al comienzo del movimiento

Deshabilitacin de un manejador

Global: implcita al haber sido lanzado, o explcita:

DISABLE CONDITION [n]

Local: implcita al final del movimiento (o con STOP)

Eliminacin de un manejador

Global: implcita al finalizar el programa, o explcita:

PURGE CONDITION [n]

Local: implcita al final del movimiento o tras haber sido lanzado


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Lista de condiciones

Muy variada!GRAN POTENCIA

evaluacin de expresiones:

Con operadores relacionales

De estado de la E/S

Otras:

ERROR [n]EVENT [n]

ABORT

PAUSE

Adems, en manejadores locales:

AT NODE [n]

TIME t BEFORE NODE [n]

TIME t AFTER NODE [n]

Lista de acciones

De asignacin a variables y a E/S

STOP

CANCEL HOLD

ABORT

PAUSE

CONTINUE

Nombre de rutina

ENABLE CONDITION [n]

DISABLE CONDITION [n]

.


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CONDITION [1]

WHEN DIN[4]DOtrata_alarmaDOUT[1] = ON

WHEN ERROR[0]DO STOPENDCONDITION

Ejemplo. mov. Precabido:

MOVE TO destinoUNTIL DIN[4]

ENDMOVE

WITH $SPEED = 200, $MOTYPE = CIRCULARMOVE ALONG paint_pathNOWAIT

WHEN TIME 100AT NODE[3] DO

DOUT[2] =TRUEENDMOVE


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6.- MULTITAREA

Se permiten varios flujos concurrentes a condicin de que cada

grupo de movimiento sea gobernado por un solo flujo al mismotiempo.

Manipulacin de los flujos:

a) General

RUN_TASK CONT_TASK

ABORT_TASK

PAUSE_TASK

b) Desde los manejadores de condiciones (PAUSE, ABORT;CONTINUE)

Task scheduling

Basado en prioridades. (directiva %PRIORITY)

A igual prioridad: time slicing(256 mseg)

Sincronizacin entre tareas: semforos

CLEAR_SEMA[n_semaforo]POST_SEMA[n_semaforo]PEND_SEMA[n_semaforo,max_time,timeout]SEMA_COUNT[n_semaforo]


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Ejemplo: cdigo que permite a la/s tareas que lo incluyan elacceso en exclusin mutua a un recurso compartido (robot uotros):

PEND_SEMA[control_mov,-1,time_out]LOCK_GROUP[1] --se apodera del robot........-mueve el robotUNLOCK_GROUP[1] --libera el robotPOST_SEMA[control_mov]


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