经典机器人程序代码大全

lee007 编程技术

在机器人编程领域，经典程序代码是学习和实践的基础。这些代码不仅帮助初学者理解机器人的基本操作，还能为复杂项目的开发提供参考。本文将详细介绍一些经典机器人程序代码，包括工业机器人、ROS系统和教育机器人的示例。

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一、工业机器人编程

工业机器人编程通常使用特定的编程语言，如ABB的RAPID、KUKA的KRL等。以下是一些常见的工业机器人编程示例。

1. ABB机器人编程

ABB机器人的编程语言是RAPID，以下是一些基本的运动指令示例：

  • MoveJ（关节运动）：

    plaintextMoveJ p20, v1000, z50, tool0;

    • p20：目标点

    • v1000：速度1000mm/s

    • z50：转弯半径50mm

    • tool0：工具坐标系

  • MoveL（直线运动）：

    plaintextMoveL p20, v1000, z50, tool0;

    • p20：目标点

    • v1000：速度1000mm/s

    • z50：转弯半径50mm

    • tool0：工具坐标系

  • 创建机器人目标点：

    plaintextMoveJ ToPoint, Speed, Zone, Tool \[Wobj\];

    • ToPoint：目标点名称

    • Speed：速度

    • Zone：转弯半径

    • Tool：工具坐标系

    • Wobj：工件坐标系

  • 路径规划：

    plaintextMoveL p20, v1000, z50, tool0;

    • 适用于工件的上下摆放，必须走直线，防止出现问题。

2. KUKA机器人编程

KUKA机器人的编程语言是KRL，以下是一些基本的运动指令示例：

  • 关节运动：

    plaintextPTP {X 100, Y 200, Z 300, A 0, B 0, C 0}

    • X, Y, Z：目标点的坐标

    • A, B, C：关节角度

  • 直线运动：

    plaintextLIN {X 100, Y 200, Z 300, A 0, B 0, C 0} C_PTP

    • X, Y, Z：目标点的坐标

    • A, B, C：关节角度

    • C_PTP：使用PTP模式进行直线运动

  • 圆弧运动：

    plaintextCIRC {X 100, Y 200, Z 300, A 0, B 0, C 0} {X 200, Y 300, Z 400, A 0, B 0, C 0}

    • 第一个点：圆弧的起始点

    • 第二个点：圆弧的结束点

  • IO控制指令：

    plaintextSET DO[1] = 1
SET AO[1] = 5.0

    • DO[1]：数字输出信号

    • AO[1]：模拟输出信号

  • 中断和恢复：

    plaintextSTOP
CONTINUE

    • STOP：停止机器人运动

    • CONTINUE：继续机器人运动

  • 路径记录和恢复：

    plaintextRECORD PATH
PLAY PATH

    • RECORD PATH：记录机器人路径

    • PLAY PATH：播放记录的路径

  • 四元数计算：

    plaintext; 绕Z轴旋转90度
(2/2,0,0,2/2) 或 (0.7071,0,0,0.7071)

; 绕X轴旋转180度
(0,1,0,0)

; 绕Y轴旋转180度
(0,0,1,0)

; 绕Z轴旋转180度
(0,0,0,1)

    • 四元数计算公式：一个四元数 (𝑤,𝑥,𝑦,𝑧) 可以通过旋转角度 𝜃 和旋转轴向量 (𝑢𝑥,𝑢𝑦,𝑢𝑧) 来计算。

二、ROS系统编程

ROS（Robot Operating System）是一个用于机器人应用开发的中间件，提供了操作系统所需的服务，如硬件抽象、底层设备控制、常用函数实现、进程间消息传递和包管理等。以下是一些ROS系统编程的示例。

1. ROS 2机器人编程

ROS 2是ROS的下一代版本，提供了更强大的功能和更好的性能。以下是一些ROS 2编程的示例：

  • topic通信：

    python# 发布者import rclpyfrom rclpy.node import Nodefrom std_msgs.msg import Stringclass MinimalPublisher(Node):
    def __init__(self):
        super().__init__('minimal_publisher')
        self.publisher = self.create_publisher(String, 'topic', 10)
        timer_period = 1.0  # seconds
        self.timer = self.create_timer(timer_period, self.timer_callback)
        self.i = 0

    def timer_callback(self):
        msg = String()
        msg.data = 'Hello World: %d' % self.i
        self.publisher.publish(msg)
        self.get_logger().info('Publishing: "%s"' % msg.data)
        self.i += 1def main(args=None):
    rclpy.init(args=args)
    minimal_publisher = MinimalPublisher()
    rclpy.spin(minimal_publisher)
    minimal_publisher.destroy_node()
    rclpy.shutdown()if __name__ == '__main__':
    main()
    python# 订阅者import rclpyfrom rclpy.node import Nodefrom std_msgs.msg import Stringclass MinimalSubscriber(Node):
    def __init__(self):
        super().__init__('minimal_subscriber')
        self.subscription = self.create_subscription(
            String,
            'topic',
            self.listener_callback,
            10)
        self.subscription  # prevent unused variable warning

    def listener_callback(self, msg):
        self.get_logger().info('I heard: "%s"' % msg.data)def main(args=None):
    rclpy.init(args=args)
    minimal_subscriber = MinimalSubscriber()
    rclpy.spin(minimal_subscriber)
    minimal_subscriber.destroy_node()
    rclpy.shutdown()if __name__ == '__main__':
    main()

  • service通信：

    python# 服务端import rclpyfrom rclpy.node import Nodefrom example_interfaces.srv import AddTwoIntsclass MinimalService(Node):
    def __init__(self):
        super().__init__('minimal_service')
        self.srv = self.create_service(AddTwoInts, 'add_two_ints', self.add_two_ints_callback)

    def add_two_ints_callback(self, request, response):
        response.sum = request.a + request.b
        self.get_logger().info('Incoming request\na: %d b: %d' % (request.a, request.b))
        return responsedef main(args=None):
    rclpy.init(args=args)
    minimal_service = MinimalService()
    rclpy.spin(minimal_service)
    rclpy.shutdown()if __name__ == '__main__':
    main()
    python复制# 客户端import rclpyfrom rclpy.node import Nodefrom example_interfaces.srv import AddTwoIntsclass MinimalClientAsync(Node):
    def __init__(self):
        super().__init__('minimal_client_async')
        self.cli = self.create_client(AddTwoInts, 'add_two_ints')
        while not self.cli.wait_for_service(timeout_sec=1.0):
            self.get_logger().info('service not available, waiting again...')
        self.req = AddTwoInts.Request()

    def send_request(self, a, b):
        self.req.a = a
        self.req.b = b
        self.future = self.cli.call_async(self.req)def main(args=None):
    rclpy.init(args=args)
    minimal_client = MinimalClientAsync()
    minimal_client.send_request(40, 2)
    while rclpy.ok():
        rclpy.spin_once(minimal_client)
        if minimal_client.future.done():
            try:
                response = minimal_client.future.result()


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