Visuelle Programmierung von Industrierobotern: ein Beitrag zur bedienergerechten Gestaltung von Programmiersystemen
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Düsseldorf
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| adam_text | Titel: Visuelle Programmierung von Industrierobotern
Autor: Möbius, Frank
Jahr: 1996
SCHRITT- m MM^W BERICHTE IflJI Dipl.-Ing. Frank Möbius, Leinfelden-Echterdingen Visuelle Programmierung von Industrierobotern Ein Beitrag zur bedienergerechten Gestaltung von Programmiersystemen Reihe 8: Meß-, Steuerungsund Regelungstechnik Nr. 577 VW VERLAG
V Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis.......................................................................................V 1 Einleitung..........................................................................................................1 2 Stand der Technik der Roboterprogrammierung..........................................4 2.1 Allgemeines .................................................................................................4 2.2 Online-Programmlerung ..............................................................................6 2.2.1 Verfahren.........................................................................................7 2.2.2 Einschränkungen .............................................................................8 2.3 Offline-Programmierung ..............................................................................9 2.3.1 Textuelle Verfahren .......................................................................11 2.3.2 Graphisch unterstützte Verfahren..................................................14 2.3.3 Explizite und implizite Programmierung.........................................15 2.4 Hybride Programmierung...........................................................................17 2.5 Problematik der Offline-Programmierung ..................................................17 3 Visuelle Programmierung..............................................................................20 3.1 Grundlagen ................................................................................................20 3.1.1 Definition und Klassifizierung.........................................................20 3.1.2 Interaktionstechniken und graphische Elemente...........................22 3.1.3 Vorteile gegenüber der textuellen Programmierung ......................24 3.2 Anwendungen von Visualisierungstechniken ............................................25 4 Problemstellung und
Zielsetzung 30
VI Inhaltsverzeichnis 5 Erstellung eines Konzepts für ein visuelles Programmiersystem für Industrieroboter am Beispiel einer Icon-geführten Programmierung ......31 5.1 Vorgehensweise bei der Konzepterstellung..............................................31 5.2 Allgemeine Anforderungen an das Programmiersystem ..........................32 5.3 Kriterien für den Entwurf eines Icon-geführten Programmiersystems für Industrieroboter ...................................................................................33 5.3.1 Prinzipieller Ablauf der Icon-geführten Programmierung ..............33 5.3.2 Anforderungen an die Hardware...................................................35 5.3.3 Anforderungen an die Entwicklungssoftware................................36 5.3.4 Graphische Gestaltung und Funktionen der Programmieroberfläche .....................................................................................37 5.3.5 Graphische Gestaltung der Struktur eines Roboterprogramms .... 41 5.3.6 Benutzerführung bei der Programmerstellung ..............................43 5.3.7 Graphische Gestaltung der Icons..................................................50 5.3.8 Auswahl der zu symbolisierenden Elemente ................................53 5.3.9 Objektorientierte Befehls- und Menüstruktur.................................55 5.3.10 Dialogfenster.................................................................................56 5.3.11 Variablenkonzept ..........................................................................58 5.3.12 Plausibilitätskontrollen................................... 62 5.3.13 Bildung von Makros und Unterprogrammen..................................63 5.3.14 Darstellung paralleler Prozesse ....................................................65 5.3.15 Kommentare..................................................................................66 5.3.16 Direkte Eingabe von textuellem Programmcode
im Ablaufplan .... 67 5.3.17 Code-Erzeugung...........................................................................68 5.3.18 Aufbau eines Online-Hilfesystems................................................73 5.3.19 Speichern und Ausdrucken...........................................................74 5.3.20 Systemoffenheit ............................................................................75 5.3.21 Sensorintegration..........................................................................77 5.3.22 Rückübersetzung von Programmcode in die graphische Darstellung ....................................................................................80 5.3.23 Schnittstellen des Programmiersystems.......................................81
Inhaltsverzeichnis VII 6 Entwicklung und Aufbau einer Icon-geführten Programmieroberfläche zur Erzeugung eines ablauffähigen Roboterprogramms............................84 6.1 Prinzip der Icon-geführten Programmierung..............................................84 6.2 Beschreibung der Entwicklungssoftware...................................................85 6.3 Programmiermethoden..............................................................................86 6.3.1 Ereignisgesteuerte Programmierung .............................................86 6.3.2 Objektorientierte Programmierung.................................................87 6.4 Implementierung des Befehlssatzes einer Roboterprogrammiersprache ......................................................................................................89 6.4.1 Auswahl der Befehle......................................................................89 6.4.2 Gestaltungskriterien für die Symbolik ............................................91 6.4.3 Gruppierung der Befehle und Zuordnung der Symbolik ................93 6.4.4 Innere Struktur der Befehls-Icons..................................................95 6.5 Datenstrukturen .........................................................................................96 6.5.1 Umsetzung der Roboterbefehle.....................................................96 6.5.2 Klassenhierarchie der Befehls-Icons .............................................97 6.5.3 Umsetzung der Programmieroberfläche......................................100 6.6 Implementierung der Funktionen.............................................................103 6.6.1 Methoden der Befehls-Icons........................................................103 6.6.1.1 Positionierung der Icons .................................................103 6.6.1.2 Eingaben im Dialogfenster..............................................109 6.6.1.3 Code-Erzeugung für
einzelne Icons................................110 6.6.1.4 Anzeige des Hilfetextes für einzelne Icons .....................110 6.6.2 Methoden des Programmiersystems...........................................110 6.6.2.1 Aktionen mit Befehlsgruppen und einzelnen Icons.........111 6.6.2.2 Aktionen mit dem gesamten Programmablaufplan .........113 6.6.2.3 Erstellen von Makros ......................................................114 6.6.2.4 Erzeugung der Robotercode-Datei .................................114 6.6.2.5 Sonstige Aktionen ...........................................................115
VIII Inhaltsverzeichnis 7 Praktische Anwendung des Icon-geführten Programmiersystems bei der Programmierung einer Montageaufgabe mit einem SCARA-Roboter............................................................................................116 7.1 Beschreibung der Montageaufgabe........................................................116 7.2 Erstellung des Programms......................................................................118 7.3 Bewertung des Programmiersystems.....................................................127 7.3.1 Vorteile des realisierten Prototypen ............................................127 7.3.2 Grenzen und Erweiterungsmöglichkeiten ...................................128 8 Zusammenfassung und Ausblick............................................................... 131 9 Anhang.......................................................................................................... 133 9.1 Objekt-Variablen des Objekttyps „Befehls-lcon“.....................................133 9.2 Zugriffs-Methoden für die Variablen des Objekttyps „Befehls-lcon“ .......134 9.3 Dlenste-Methoden des Objekttyps „Befehls-lcon“ ..................................135 9.4 Das Funktionsmenü der Programmieroberfläche ...................................136 9.5 Variablen und Methoden der Klasse „RobotEditor“ ................................138 9.6 C++ Code für die Methode „Eingliedern eines einfachen Icons in eine Schleife“ ......................................................................................140 9.7 Eingliedern einer IF-Verzweigung...........................................................141 9.8 Erzeugter V+ Code des gesamten Beispielprogramms..........................142 10 Literaturverzeichnis 144
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