论文总字数：24993字

摘 要

工业机器人在现代工业生产现场应用广泛，工业机器人一般通过示教盒编辑作业，控制器解析作业来完成作业任务。机器人的作业文件是用户和机器人交互的重要媒介，用户编辑作业文件控制机器人来执行预期动作任务，机器人通过控制器解析作业文件的内容来完成用户指定的任务。

本文将以Motoman机器人的作业解析为例，对机器人作业文件中的指令进行解析，进而通过调用机器人控制函数来控制机器人的动作，从而验证作业文件解析的正确性。

机器人作业文件解析无论是在线控制机器人还是离线编程生成作业文件控制机器人都是非常重要的一个环节。Motoman机器人使用INFROM语言编辑作业，整个设计基本流程为：获取源程序、对源程序进行语法分析,运动控制。其中，语法分析是指根据某种语法规则将单词序列进行词法分析和句法分析，对于程序代码进行的语法分析，可看做是把源程序转化另一种形式的程序，转化的过程就被称为语法分析器。

经过验证，所编写程序能够较好地完成对于Motoman HP20D的作业文件解析，得到源程序所要实现的任务，进而实现对于机器人的运动控制。

关键词：工业机器人，语法分析，作业文件 ，Motoman机器人

the complier system of The industrial robot's job file

Abstract

Industrial robots, widely used in modern industrial production, through the teach pendant editor job, analysis of controller jobs to perform tasks. Robot's job is an important medium for interactive users and robots. To perform the desired action tasks, users edit a job file to control a robot. Robot controllers resolve job file content to complete the tasks specified by the user.

This article resolve a Motoman robot's job as an example. We parsing the robot instructions in the job file, and then call the robot control functions to control the robot's movements, so as to verify the correctness of file parsing.

Robot-file parsing is a very important step both in on-line control of robot and off-line programming robot control. Motoman robot using INFROM language editing job. The whole design process is: get the source code, the source code parsing, and motion control. Among them, the parsing is defined as lexing and parsing a sequence of words acccording to some sort of grammatical rules. It can be considered as converting a source program into another form of program, whose process is called a parser.

After verification, the program is able to complete the job file parsing for Motoman HP20D, and get the task which the source aim to achieve, and then realize the robot motion control.

KEYWORDS: Industrial Robot, Language parsing，Job file，the Motoman robot

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 工业机器人概述 1

1.1.1 工业机器人定义 1

1.1.2 工业机器人的优势 1

1.1.3 机器人控制 1

1.1.4 工业机器人前景 1

1.1.5 Motoman 机器人 2

1.2 国内外工业机器人发展现状 2

1.3 机器人语言解析 3

1.3.1 机器人语言 3

1.3.2 语言解析方法 3

1.4 设计功能分析 3

1.4.1 功能划分 3

1.4.2 功能描述 3

1.5 技术需求 4

1.5.1 精度要求 4

1.5.2 功能特性 4

1.5.3 适应性 4

第2章 机器人语言分析 5

2.1 逻辑结构分析 5

2.1.1 任务分析 5

2.1.2 整体架构 5

2.1.3 Motoman机器人语言分析 6

2.1.4 源程序读入 8

2.1.5 词法分析 10

2.1.6 语法分析 11

2.2 正则表达式 13

2.2.1 正则表达式适用性分析 13

2.2.2 针对INFROM语言的正则表达式设计 14

2.3 其他语法解析方法 15

2.3.1 Lex和Yacc 15

2.3.2 Flex和Bison 16

第3章 机器人运动控制 17

3.1 Motoman控制流程 17

3.1.1 机器人示教 17

3.1.2 Motoman示教编程实现 18

3.2 Motocom32 18

3.2.1 软件介绍 18

3.2.2 Motocom32软件适用 19

3.3 Motoman机器人控制实现 19

3.3.2 库链接 20

3.3.3 控制柜连接 21

3.3.4 参数选择 22

3.3.5 运动控制函数调用 23

第4章 结果分析 24

4.1 功能实现分析 24

4.2 机器人示教 24

4.3 语言解析 26

4.4 示教再现 27

第5章 总结与展望 31

5.1 完成的主要工作 31

5.2 前景展望 31

参考文献 33

致谢 35

绪论

工业机器人概述

工业机器人定义

工业机器人作为目前工业自动化生产线的核心对象，它多指面向众多工业化生产方向的多关节及多自由度的机械设备，它们能按照预先设置的程序工作或者是由员工进行实施操作。工业机器人一般由由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成，主体指机座和执行器，驱动系统为动力装置和传动机构，控制系统按照输入的程序向驱动系统和执行机构发出指令，对执行机构进行控制。根据应用场合的不同，工业机器人可划分为移动机器人、点焊机器、弧焊机器人等，分别实现搬运传输、各类焊接生产等任务[1]。

工业机器人的优势

相较于人力，工业机器人能够解决大量问题：工业机器人可以被用来替代目前不再廉价的劳动力，减少工人数目，提高设备利用率，从而能够提高劳工的工作效率以及产品品质；除此之外，工业机器人还能够降低工人误操作所带来的风险，从而减少机床等工业设备的损耗；而且，在。综上，工业机器人大量投入使用，不仅可以解决由于成本不断上升的所导致的一系列问题，从而降低生产成本以提高市场竞争力还能实现保证产品质量，提高生产效率以及保障安全生产等人力较难实现的任务，使工业生产更科学、更高效、更安全。

机器人控制

对机器人的运动控制包括：位姿、速度和加速度三个方面，有点位控制和连续轨迹控制两种控制方式，前者考虑到机器人的执行器只需要在某些规定的点进行任务操作，后者针对要求机器人执行器严格按照设定的轨迹和速度完成作业任务，这必须确保机器人各关节连续、协同来实现操作。机器人的动作是通过示教、存储、再现的流程实现的；机器人再现示教是指用户可以对机器人进行控制，使其能够按照要求进行运动，而在完美运行完一次之后，机器人能够在以后按照此次轨迹重复自动执行，即示教。

工业机器人前景

在发达国家，产品级的工业机器人自动化生产线是工业自动化的主流和未来，国外包括汽车、电子等很多行业在内的生产都已经大规模使用工业机器人生产线以保证生产的质量、效率和安全。工业机器人的发展和应用是工业进一步快速发展的必然要求，它能够实现大规模自动化生产，提高整个社会的生产效率，从而对整个社会的生产力发展和进步起到推动作用。我国在工业机器人方面的研究起步较晚，在专利技术等很多方面落后于工业机器人研发的第一梯队，在实际工厂的机器人应用率上我国跟日、美等差距甚大，因此，我国的工业机器人研究与发展还需要国家和企业的推动。

Motoman 机器人

Motoman机器人是由日本安川首钢机器人有限公司所研发的，在全球拥有较大市场占有率的工业机器人产品，已经广泛应用于各社会生活领域，特别是应用于制造业。在工业机器人发展历程中，日本是工业机器人研究和应用最多的国家之一，其工业机器人的实际应用规模居世界首位，工业机器人是日本工业的支柱。日本安川在工业机器人及生产线等方面的研发有较高水平，由其研发的多种工业机器人及相关产品涉及于几乎国内所有工业行业。Motoman HP20是其开发的一款主要应用于包装、配药、切割、模铸等工作的机器人，它的速度较快，能力较强且不需要太大空间，在很多工业方面有较广泛的应用。

国内外工业机器人发展现状

工业生产线机器人是目前国内外机器人领域研究与应用最广泛的方向之一,其发展迅速，是未来工业生产的趋势所在。自1962年美国AMF公司所制造的第一台示教再现型工业机器人开始，经历半个多世纪的发展，工业机器人在世界工业的“机电一体化”、“机械智能化”等方面占据了重要的地位。

美国作为机器人的诞生地，是世界机器人强国之一，基础雄厚，技术先进；日本的机器人起步虽晚于美国五、六年时间，但日本的工业机器人发展异常迅猛，在1980年代就进入了广泛应用期。到目前为止，日本在工业机器人生产、出口和使用等方面都居世界首位。同时，日本工业机器人保有量一直远超其他国家，它是唯一的机器人净出口国。德国和意大利也是工业机器人的领头国成员，他们生产的工业机器人广泛应用于仪器、汽车、航天等工业领域。

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