CN107942723B - 一种基于工业机器人的仿真测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于工业机器人的仿真测试方法，涉及工业机器人测试技术领域，包括工控机，工控机与机器人控制器相连接，工控机内部安装有机器人仿真软件和机器人控制系统性能测试软件，机器人控制器内部安装有控制器测试工具。本发明将计算机技术、机器人运动学、软件测试技术等相关理论和技术相结合，能够显著提高测试效率、降低危险性和测试成本，满足日益扩大的机器人测试市场的需求；本发明能够实现仿真系统和控制器的实时通讯和数据同步，提高测试精度；本发明实现了机器人软件智能检测与及时反馈，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及工业机器人测试技术领域，特别是涉及一种基于工业机器人的仿真测试方法。
背景技术
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。随着科技的发展，工业机器人以其可编程、拟人化、通用性等优势，越来越被广泛应用于工厂。所以，提高机器人的质量成为凸显的问题，通过测试发现设备中隐藏的问题和设计缺陷，是提高机器人可靠性和质量的重要手段。目前，工业机器人测试手段主要采用人工实验的方式，存在效率低下、危险性突出、测试成本高等缺点，无法满足日益扩大的机器人测试市场的需求。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于工业机器人的仿真测试方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种基于工业机器人的仿真测试方法，包括工控机，所述工控机与机器人控制器相连接，工控机内部安装有机器人仿真软件和机器人控制系统性能测试软件，机器人控制器内部安装有控制器测试工具；
该测试方法包括以下步骤：
(1)将工控机与机器人控制器连通，检查通讯是否正常；
(2)在机器人仿真软件中选择被测机器人的模型、控制器厂家和型号，然后设置初始化参数；
(3)将控制器测试工具拷贝至机器人控制器底层系统根目录下，打开控制器测试工具并设置监测参数；
(4)打开工控机内的机器人控制系统性能测试软件，选择控制器厂家和型号，根据目标控制器厂家的控制令集编写测试脚本，机器人位置点数据通过机器人仿真软件生成，将位置点数据拷贝至机器人控制系统性能测试软件中，完成测试脚本后，将工控机内的测试脚本导入机器人控制器内；
(5)执行机器人控制器内的测试脚本，机器人仿真软件中实时展示机器人运动模型，机器人控制系统性能测试软件界面展示脚本指令执行情况；
(6)查看机器人控制系统性能测试软件界面详情，查看指令，若是有指令失败，查看时间和指令类型，分析机器人可能产生失败指令的原因，修改测试脚本，重新测试，若是机器人控制系统性能测试软件中未出现失败指令，则测试通过；
(7)将机器人控制器内的控制器测试工具的参数通过EXCEL方式导出，查看EXCEL报表，查看异常数据项，并结合经验判断是否合格，完成对于工业机器人的智能监测与及时反馈。
优选的，所述工控机与机器人控制器通过TCP通讯或IP通讯相连接。
优选的，所述步骤(2)中机器人仿真软件需要配置通信协议参数，导入工业机器人三维模型至仿真软件中，拆分三维模型机构，并给每部分机构设置对应的运动学约束模型，设置对应DH参数。
优选的，所述步骤(2)中机器人仿真软件通过机器人控制器实现工业机器人仿真控制，并实时输出当前位置数据和IO状态。
优选的，所述步骤(3)中控制器测试工具记录工作状态下机器人控制器内部的资源占用情况。
优选的，所述步骤(4)中机器人控制系统性能测试软件记录脚本程序执行情况，包括指令数量、指令完成状态、指令完成时间。
本发明的有益效果在于：本发明将计算机技术、机器人运动学、软件测试技术等相关理论和技术相结合，能够显著提高测试效率、降低危险性和测试成本，满足日益扩大的机器人测试市场的需求；本发明获取了众多机器人控制器的通讯协议，能够实现仿真系统和控制器的实时通讯和数据同步，提高测试精度；本发明实现了机器人软件智能检测与及时反馈，测试人员可以及时掌握控制系统的软件运行情况和存在问题，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明的原理模块图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，工业机器人的仿真测试方法以工控机为基本，工控机与机器人控制器相连接，工控机与机器人控制器通过TCP通讯或IP通讯相连接，工控机的内部安装有机器人仿真软件和机器人控制系统性能测试软件，机器人控制器的内部安装有控制器测试工具。
工业机器人的仿真测试方法通过以下步骤来实现的：(1)将工控机与机器人控制器连通，检查通讯是否正常；(2)在机器人仿真软件中选择被测机器人的模型、控制器厂家和型号，然后设置初始化参数；(3)将控制器测试工具拷贝至机器人控制器底层系统根目录下，打开控制器测试工具并设置监测参数；(4)打开工控机内的机器人控制系统性能测试软件，选择控制器厂家和型号，根据目标控制器厂家的控制令集编写测试脚本，机器人位置点数据通过机器人仿真软件生成，将位置点数据拷贝至机器人控制系统性能测试软件中，完成测试脚本后，将工控机内的测试脚本导入机器人控制器内；(5)执行机器人控制器内的测试脚本，机器人仿真软件中实时展示机器人运动模型，机器人控制系统性能测试软件界面展示脚本指令执行情况；(6)查看机器人控制系统性能测试软件界面详情，查看指令，若是有指令失败，查看时间和指令类型，分析机器人可能产生失败指令的原因，修改测试脚本，重新测试，若是机器人控制系统性能测试软件中未出现失败指令，则测试通过；(7)将机器人控制器内的控制器测试工具的参数通过EXCEL方式导出，查看EXCEL报表，查看异常数据项，并结合经验判断是否合格，完成对于工业机器人的智能监测与及时反馈。
步骤(2)中的机器人仿真软件需要配置通信协议参数，导入工业机器人三维模型至仿真软件中，拆分三维模型机构，并给每部分机构设置对应的运动学约束模型，设置对应DH参数。机器人仿真软件通过机器人控制器实现工业机器人仿真控制，并实时输出当前位置数据和IO状态。步骤(3)中的控制器测试工具记录工作状态下机器人控制器内部的资源占用情况。步骤(4)中的机器人控制系统性能测试软件记录脚本程序执行情况，包括指令数量、指令完成状态、指令完成时间。
通过机器人控制器实现工业机器人仿真控制，并实时输出当前位置数据和IO状态，导入工业机器人三维模型至机器人仿真软件中，拆分三维模型机构，并给每部分机构设置对应的运动学约束模型，设置对应DH参数，机器人控制器发出的位置数据到工控机，通过仿真软件选择的三维模型对应的运动学约束模型转换为机器人三维模型位姿偏移。
机器人仿真软件可以模拟机器人机械机构的运动状态。机器人控制系统性能测试软件编写工业机器人测试脚本，实现自动化测试，通过远程控制的方式，将测试脚本下发至机器人控制器执行，并记录脚本程序执行情况和执行时间。控制器测试工具实时记录机器人工作状态下的控制器内部状态，机器人系统运行时开启该程序，实时记录工作状态下硬件资源的使用情况，并保存数据，可以使用ECCEL方式导出数据。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于工业机器人的仿真测试方法，其特征在于：包括工控机，所述工控机与机器人控制器相连接，工控机内部安装有机器人仿真软件和机器人控制系统性能测试软件，机器人控制器内部安装有控制器测试工具；
该测试方法包括以下步骤：
(1)将工控机与机器人控制器连通，检查通讯是否正常；
(2)在机器人仿真软件中选择被测机器人的模型、控制器厂家和型号，然后设置初始化参数；
(3)将控制器测试工具拷贝至机器人控制器底层系统根目录下，打开控制器测试工具并设置监测参数；
(4)打开工控机内的机器人控制系统性能测试软件，选择控制器厂家和型号，根据目标控制器厂家的控制令集编写测试脚本，机器人位置点数据通过机器人仿真软件生成，将位置点数据拷贝至机器人控制系统性能测试软件中，完成测试脚本后，将工控机内的测试脚本导入机器人控制器内；
(5)执行机器人控制器内的测试脚本，机器人仿真软件中实时展示机器人运动模型，机器人控制系统性能测试软件界面展示脚本指令执行情况；
(6)查看机器人控制系统性能测试软件界面详情，查看指令，若是有指令失败，查看时间和指令类型，分析机器人可能产生失败指令的原因，修改测试脚本，重新测试，若是机器人控制系统性能测试软件中未出现失败指令，则测试通过；
(7)将机器人控制器内的控制器测试工具的参数通过EXCEL方式导出，查看EXCEL报表，查看异常数据项，并结合经验判断是否合格，完成对于工业机器人的智能监测与及时反馈；
所述步骤(2)中机器人仿真软件需要配置通信协议参数，导入工业机器人三维模型至仿真软件中，拆分三维模型机构，并给每部分机构设置对应的运动学约束模型，设置对应DH参数；所述步骤(2)中机器人仿真软件通过机器人控制器实现工业机器人仿真控制，并实时输出当前位置数据和IO状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于工业机器人的仿真测试方法，其特征在于：所述工控机与机器人控制器通过TCP通讯或IP通讯相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于工业机器人的仿真测试方法，其特征在于：所述步骤(3)中控制器测试工具记录工作状态下机器人控制器内部的资源占用情况。
4.根据权利要求1所述的一种基于工业机器人的仿真测试方法，其特征在于：所述步骤(4)中机器人控制系统性能测试软件记录脚本程序执行情况，包括指令数量、指令完成状态、指令完成时间。
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