Mit welcher Sprache werden Industrieroboter programmiert?

Häufig verwendete Programmiersprachen für Industrieroboter: 1. Hardwarebeschreibungssprachen (HDLs), die im Allgemeinen zur Beschreibung elektrischer Programmiermethoden verwendet werden; 3. Assemblersprache; ; 6. Python 7. C/C++.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Häufig verwendete Sprachen in der Roboterprogrammierung:

1. Hardwarebeschreibungssprachen (HDLs)

Hardwarebeschreibungssprachen werden im Allgemeinen zur Beschreibung elektrischer Programmiermethoden verwendet. Diese Sprachen werden einigen Robotikexperten recht vertraut sein, da sie an die Programmierung von FPGAs gewöhnt sind. Mit FPGAs können Sie elektronische Hardware entwickeln, ohne tatsächlich einen Siliziumchip herzustellen, was für einige Entwicklungen eine schnellere und einfachere Option ist. Wenn Sie keine elektronischen Prototypen entwickeln, dürfen Sie niemals HDLs verwenden. Dennoch ist es notwendig, diese Programmiersprache zu verstehen, da sie sich stark von anderen Programmiersprachen unterscheidet. Ein wichtiger Punkt: Alle Operationen in HDLs sind gleichzeitig, im Gegensatz zu den sequentiellen Operationen prozessorbasierter Programmiersprachen. ​

2. Assembly ​

Assembly ermöglicht die Programmierung auf 0- und 1-Stellen. Im Grunde ist dies die Programmiersprache der niedrigsten Stufe. Erst vor Kurzem wurde die niedrigste Stufe der benötigten Elektronenassemblierung programmiert. Mit dem Aufkommen von Arduino und anderen Mikrocontrollern können Sie jetzt ganz einfach mit C/C++ programmieren. Dies bedeutet, dass die Montage für die meisten Robotiker weniger notwendig sein wird.

3. MATLAB

MATLAB und die zugehörigen Open-Source-Ressourcen wie Octave sind bei einigen Robotikingenieuren besonders beliebt und werden zur Datenanalyse und Entwicklung von Steuerungssystemen verwendet. Es gibt auch eine sehr beliebte Robotik-Toolbox – MATLAB. Ich kenne Experten, die komplette Robotersysteme nur mit MATLAB entwickelt haben. Wenn Sie Daten analysieren, erweiterte Grafiken erstellen oder Steuerungssysteme implementieren möchten, möchten Sie vielleicht MATLAB erlernen.

4. C#/.NET　

C# ist eine spezielle Programmiersprache von Microsoft. Ich habe C#/.NET hier hauptsächlich wegen des Microsoft Robotics Developer Studio eingefügt. Die Hauptentwicklungssprache dieses Pakets ist C#. Wenn Sie dieses System verwenden möchten, müssen Sie wahrscheinlich C# verwenden.

5. Java

Als Elektronikingenieur bin ich immer wieder überrascht, dass einige Informatikstudiengänge Java als erste Programmiersprache für Studenten beinhalten. Java verbirgt die zugrunde liegende Speicherfunktionalität vor Programmierern, was das Schreiben einfacher macht als einige Sprachen (z. B. C), aber es bedeutet auch, dass Sie weniger über die laufende Logik des zugrunde liegenden Codes verstehen. Wenn Sie über einen Informatik-Hintergrund verfügen und auf Robotik umgestiegen sind (viele Menschen tun dies, insbesondere in Forschungsbereichen), haben Sie möglicherweise Java gelernt. Java ist wie C# und MATLAB eine interpretierte Sprache, das heißt, sie wird nicht in Maschinencode kompiliert. Stattdessen interpretiert die Java Virtual Machine Anweisungen zur Laufzeit. Mit Java können Sie dank der Java Virtual Machine theoretisch denselben Code auf verschiedenen Maschinen ausführen. In der Praxis ist dies nicht immer möglich und führt manchmal zu langsamem Code. Da Java jedoch in einigen Bereichen der Robotik sehr beliebt ist, benötigen Sie es möglicherweise. ​

6. Python

In den letzten Jahren gab es einen enormen Aufschwung bei Menschen, die Python lernen, insbesondere im Bereich der Robotik. Ein Grund könnte sein, dass Python (und C++) die beiden wichtigsten Programmiersprachen in ROS sind. Im Gegensatz zu Java liegt der Fokus von Python auf der Benutzerfreundlichkeit, und Python benötigt nicht viel Zeit, um normale Dinge wie das Definieren und Umwandeln von Variablentypen zu erledigen. Dies sind sehr häufige Dinge in der Programmierung. Darüber hinaus verfügt Python über eine große Anzahl kostenloser Bibliotheken, sodass Sie das Rad nicht neu erfinden müssen, wenn Sie einige Grundfunktionen implementieren müssen. Und weil Python einfache Bindungen an C/C++-Code ermöglicht. Dies bedeutet, dass die Leistung der wichtigsten Teile des Codes in diese Sprachen integriert werden kann, wodurch Leistungseinbußen vermieden werden. Da immer mehr elektronische Produkte anfangen, Python „out of the box“ zu unterstützen (zusammen mit dem Raspberry Pi), werden wir möglicherweise mehr Python in Robotern sehen. Hinweis: Die Raspberry Pi Foundation: Eine kleine Wohltätigkeitsorganisation in Großbritannien, die mit dem Ziel gegründet wurde, Technologie zu fördern, anstatt Technologie mit Gewinn zu verkaufen. ​

7、C/C++　

Endlich sind wir bei der Roboterprogrammiersprache Nr. 1 angelangt! Viele Leute halten C und C++ für einen guten Ausgangspunkt für neue Robotiker. Warum? Weil viele Hardwarebibliotheken diese beiden Sprachen verwenden. Beide Sprachen ermöglichen die Interaktion mit Low-Level-Hardware, ermöglichen Echtzeitleistung und sind sehr ausgereifte Programmiersprachen. Heutzutage verwenden Sie wahrscheinlich häufiger C++ als C, da ersteres über mehr Funktionen verfügt. C++ ist im Grunde eine Erweiterung von C. Es kann nützlich sein, zunächst ein wenig C zu lernen, insbesondere wenn Sie eine in C geschriebene Hardwarebibliothek finden. C/C++ ist nicht so einfach und benutzerfreundlich wie Python oder MATLAB. Die Implementierung derselben Funktionalität in C würde viel Zeit in Anspruch nehmen und mehr Codezeilen erfordern. Da die Robotik jedoch stark auf Echtzeitleistung angewiesen ist, sind C und C++ für uns Robotiker die Programmiersprachen, die den „Standardsprachen“ am nächsten kommen.

Weitere Kenntnisse zum Thema Computerprogrammierung finden Sie unter: Programmierlehre! !

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