CN107972033B

CN107972033B - 基于图形表格化编程控制工业机器人的方法、装置及系统

Info

Publication number: CN107972033B
Application number: CN201711390660.5A
Authority: CN
Inventors: 胡永金
Original assignee: Shenzhen Jintian International Intelligent Robot Co ltd
Current assignee: Shenzhen Jintian International Intelligent Robot Co ltd
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2037-12-21
Also published as: CN107972033A

Abstract

本发明公开了一种基于图形表格化编程控制工业机器人的方法、装置及系统，该方法包括：以所述工业机器人图形化编程软件的编辑平面模拟所述工业机器人运动的真实平面；在所述编辑平面内以图形方式建立所述工业机器人运动的目标位置和运动轨迹；依据所述目标位置和运动轨迹，在相应的一个表格编辑界面内设置所述工业机器人的运动顺序和控制逻辑；将建立所述工业机器人目标位置和运动轨迹的所述编辑平面和设置所述工业机器人的运动顺序和控制逻辑的所述表格编辑界面生成中间文件；所述中间文件经解释器编译后发送至所述工业机器人的运动控制器；控制所述工业机器人沿所述运动轨迹移动至所述目标位置。本发明具有编程效率高，易操作的优点。

Description

基于图形表格化编程控制工业机器人的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及工业机器人控制领域，尤其涉及一种基于图形表格化编程控制工业机器人的方法、装置及系统。

背景技术

机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多种学科和先进技术于一体的现代自动化装备。我国通常按照应用环境将机器人分为两类：用于制造业的工业机器人和用于非制造业并服务于人类的特种机器人。在工业生产中存在许多重复、单调、频繁等长时间作业，或者危险、恶劣环境下的作业，例如在焊接、冲压、热处理、涂装、压力铸造、机械加工等工序，及完成对人体有害的物料的搬运和工艺操作。为了提高安全性与效率，工业机器人开始代替人完成这些作业。工业机器人是最先产业化的机器人技术，已经成为一个国家或者地区自动化水平的标志。

但是，自机器人诞生以来，所采用的编程系统都是开发者基于自己产品的独立结构开发的：使用专用的机器人语言编程，专用的硬件结构，机器人控制算法固化在ROM中，系统功能的修改性与扩展性较差。另一方面，目前市场上大多数机器人控制平台采用文本编辑的方式进行程序的编写，在文本编辑方式中，所有的程序代码均需要手工输入，不可避免会有一些拼写上的错误，增加了程序调试的难度和时间。同时，采用文本编辑方式的前提条件是必须熟悉所使用的编程语言的语法，而由于机器人控制涉及大量算法，导致了编程语言的复杂性，需要操作人员具有专业的编程知识，不能很快的投入到使用中。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种编程效率高的基于图形表格化编程控制工业机器人的方法、装置及系统。

一方面，本发明提供了一种基于图形表格化编程控制工业机器人的方法，所述图形表格化编程在windows操作系统环境下运行的工业机器人图形化编程软件中实现，其特征在于，该方法包括：

以所述工业机器人图形化编程软件的编辑平面模拟所述工业机器人运动的真实平面；

在所述编辑平面内以图形方式建立所述工业机器人运动的目标位置和运动轨迹；

依据所述目标位置和运动轨迹，在相应的一个表格编辑界面内设置所述工业机器人的运动顺序和控制逻辑；

将建立所述工业机器人目标位置和运动轨迹的所述编辑平面和设置所述工业机器人的运动顺序和控制逻辑的所述表格编辑界面生成中间文件；

所述中间文件经解释器编译后发送至所述工业机器人的运动控制器；

控制所述工业机器人沿所述运动轨迹移动至所述目标位置。

优选地，所述在所述编辑平面内以图形方式建立所述工业机器人运动的目标位置和运动轨迹包括：

构建一个预设圆，以所述预设圆的圆心表示所述工业机器人运动的目标位置；

构建一条直线或曲线表示所述工业机器人的运动轨迹。

优选地，所述依据所述目标位置和运动轨迹，在相应的一个表格编辑界面内设置所述工业机器人的运动顺序和控制逻辑包括：

在所述表格编辑界面内的主函数显示区域内的主函数队列中选择目标主函数，所述目标主函数包括所述工业机器人的运动顺序数据和控制逻辑数据；

在所述表格编辑界面内的时序项显示区域内的时序项队列中选择时序项。

优选地，所述时序项包括：功能项及对应所述功能项排布的参数设置项，若干个所述功能项形成所述时序项队列，所述时序项队列顺序表示控制逻辑顺序。

优选地，所述表格编辑界面还包括主函数编辑工具区和时序项编辑工具区。

优选地，所述主函数编辑工具区位于所述主函数显示区域及所述时序项显示区域之间，所述时序项显示区域位于所述主函数编辑工具区及所述时序项编辑工具区之间。

优选地，所述方法还包括所述时序项调用所述主函数队列中除所述目标主函数外的其它主函数作为所述时序项的子函数。

另一方面，本发明还提供一种基于图形表格化编程控制工业机器人的装置，所述图形表格化编程在windows操作系统环境下运行的工业机器人图形化编程软件中实现，其特征在于，所述装置包括：

模拟平面设置模块，以所述工业机器人图形化编程软件的编辑平面模拟所述工业机器人运动的真实平面；

图形编辑模块，在所述编辑平面内以图形方式建立所述工业机器人运动的目标位置和运动轨迹；

表格编辑模块，依据所述目标位置和运动轨迹，在相应的一个表格编辑界面内设置所述工业机器人的运动顺序和控制逻辑；

中间文件生成模块，将建立所述工业机器人目标位置和运动轨迹的所述编辑平面和设置所述工业机器人的运动顺序和控制逻辑的所述表格编辑界面生成中间文件；

发送模块，所述中间文件经解释器编译后发送至所述工业机器人的运动控制器；

控制模块，控制所述工业机器人沿所述运动轨迹移动至所述目标位置。

进一步地，本发明还提供一种基于图形表格化编程控制工业机器人的系统，其特征在于，所述系统包括：工业机器人和如权利要求8所述的基于图形表格化编程控制工业机器人的装置。

优选地，所述工业机器人为直角坐标型机器人，所述直角坐标型机器人包括机械手，所述机械手包括夹爪及固定在所述夹爪上的光电传感器，所述光电传感器用于检测所述夹爪是否夹持有物品；所述夹爪内形成有用于容纳所述物品的容纳空间，所述夹爪设置有贯穿所述夹爪位置相对两侧的导光孔，所述导光孔与所述容纳空间相连通，所述光电传感器位于所述导光孔的一端外侧，以通过所述导光孔检测所述夹爪是否夹持有所述物品。

综上所述，本发明所述的基于图形表格化编程控制工业机器人的方法、装置及系统中，由于该方法可以直接在所述编辑平面进行目标位置及运动轨迹的创建，并可通过所述表格编辑界面进行所述工业机器人的运动顺序和控制逻辑进行编辑修正，从而控制所述工业机器人按照预定的动作运行。因此，基于图形表格化编程控制工业机器人的方法具有编程效率高，操作简单的优点。

附图说明

图1是本发明基于图形表格化编程控制工业机器人的方法的流程图。

图2是本发明优选实施例的工业机器人图形化编程软件的界面示意图。

图3是本发明优选实施例的表格编辑界面示意图。

图4是本发明基于图形表格化编程控制工业机器人系统的功能模块图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。

请参阅图1至图3，本发明提供了一种基于图形表格化编程控制工业机器人的方法，所述图形表格化编程在windows操作系统环境下运行的工业机器人图形化编程软件中实现，该方法包括：

S1，以所述工业机器人图形化编程软件的编辑平面11模拟所述工业机器人37运动的真实平面；

S2，在所述编辑平面11内以图形方式建立所述工业机器人37运动的目标位置12和运动轨迹13；

S3，依据所述目标位置12和运动轨迹13，在相应的一个表格编辑界面内设置所述工业机器人37的运动顺序和控制逻辑；

S4，将建立所述工业机器人37目标位置12和运动轨迹13的所述编辑平面11和设置所述工业机器人37的运动顺序和控制逻辑的所述表格编辑界面生成中间文件；

S5，所述中间文件经解释器编译后发送至所述工业机器人37的运动控制器；

S6，控制所述工业机器人37沿所述运动轨迹13移动至所述目标位置12。

因此，通过以上编程方法仅需要简单的图像组合和表格编辑即可实现所述工业机器人37的运动控制的快速编程，编程人员不必具有专业的C语言或G代码就可以进行所述工业机器人37的运动控制。

优选地，所述在所述编辑平面11内以图形方式建立所述工业机器人37运动的目标位置12和运动轨迹13包括：

通过所述编辑平面11的图元编辑工具区14选取对应的编辑工具构建一个预设圆，以所述预设圆的圆心表示所述工业机器人37运动的目标位置12；

构建一条直线或曲线表示所述工业机器人37的运动轨迹13。

软件识别所述预设圆、所述直线及所述曲线的图像特征，自动提取所述预设圆的圆心建立相应的所述目标位置12，提取所述直线的起始点或所述曲线的曲线方程建立相应的所述运动轨迹13。在本实施例中，由于所述曲线均依据所述图元编辑工具区14的编辑工具建立的，因此所述曲线均具有相应的标准曲线方程。

优选地，所述依据所述目标位置12和运动轨迹13，在相应的一个表格编辑界面内设置所述工业机器人37的运动顺序和控制逻辑包括：

在所述表格编辑界面内的主函数显示区域21内的主函数队列23中选择目标主函数24，所述目标主函数24包括所述工业机器人37的运动顺序数据和控制逻辑数据；

在所述表格编辑界面内的时序项显示区域22内的时序项队列25中选择时序项26。

优选地，所述目标主函数24由若干个所述时序项26组成，所述方法还包括所述时序项26也可以调用所述主函数队列23中除所述目标主函数24外的其它主函数作为所述时序项26的子函数。因此，其编程方式灵活多变。

优选地，所述时序项26包括：功能项26a及对应所述功能项排布的参数设置项26b，若干个所述功能项26a形成所述时序项队列25，所述时序项队列25顺序表示控制逻辑顺序，所述参数依据相应功能项26a设置。

在本实施例中，所述功能项26a包括移动XY轴、移动到指定圆、U轴旋转角度、单轴运动、输出电平、检查输入电平、延时、子函数、开始循环、结束循环、开始判断、判断不是、结束判断及退出运行。所述功能项26a相应的参数设置项26b如下：

当所述功能项26a为所述移动XY轴时，参数1是选择移动的目标位置12，参数2是Z轴的绝对位移值，参数3是U轴的绝对角度，参数4有3个选项可选，移动到圆中心(只进行XY轴的移动)，XYU联动(XY轴移动的同时，U轴也进行旋转)，XYZU联动(XY轴移动的同时，Z轴进行移动，U轴进行旋转)。能单独移动XY轴至所述目标位置12，也能在XY轴移动的同时加入Z轴的移动或者U轴的旋转，亦或是四轴同时运动。在此建议使用三轴联动或者四轴联动时，需要根据实际情况使用，防止发生事故。因此同一功能项26a通过对所述参数设置项26b设置不同的参数即可实现多种操作。

当所述功能项26a为所述移动到指定圆时，该功能能够使机械手移动到指定圆(即目标位置12)，参数1/2/3均可以用常量或者变量表示，参数1的值为已存在目标位置12，参数2为Z轴的绝对位移值，参数3为U轴的绝对角度值，参数4可选择移机械手的联动方式。该功能项26a与“移动XY轴”类似。

当所述功能项26a为所述U轴旋转角度时，参数1可选择“相对正向”、“相对负向”、“绝对角度”，参数2是U轴的旋转角度值。“相对正向”与“相对负向”是相对于当前位置的，“绝对角度”是相对于原点。参数3/4不可用。

当所述功能项26a为所述单轴运动时，可以设置单轴的运动，参数1可以选择X轴、Y轴、Z轴、U轴，参数2是所选轴的对应位移值或旋转角度值。参数3/4不可用。

当所述功能项26a为所述输出电平时，可以设置输出电平高低的控制信号，参数1选择对应信号输出通道，参数2可以选择输出高电平或低电平以控制所述工业机器人37的执行机构的动作。参数3/4不可用。

当所述功能项26a为所述检查输入电平时，可以读取相应传感器的输入信号，参数1选择传感器的序号，参数2为的变量名称，如果前面没有定义该变量，该变量默认为整型，读取的值赋给该变量。参数3/4不可用。

当所述功能项26a为所述延时时，可以根据需要设置延时，参数1为时间的值，参数2为时间单位毫秒。参数3/4不可用。

当所述功能项26a为所述子函数时，可以用作调用子函数，参数1选择需要调用的子函数名称。参数2/3/4不可用。

当所述功能项26a为所述开始循环时，可以用作循环的设置，为循环开始的标记，需要与“结束循环”一起使用。

当所述功能项26a为所述结束循环时，可以用作循环的设置，与“开始循环”一起使用，为循环结束的标记，参数1为初值，参数2不可选，参数3为目标值，参数4为增量。当循环体每循环一次，参数1初值就累加参数4的值，直到大于等于参数3的值即跳出循环。

当所述功能项26a为开始判断、判断不是或结束判断时，可以用作条件判断语句，“开始判断”相当于编程语言中的IF语句中的IF，与“结束判断”成对使用。“判断不是”相当于IF语句中的else。例如，判断变量$var0的值是否小于2，如果是，则运行“Z轴位移”，如果变量$var0的值不小于2，则运行“移动XY轴”，最后需要“结束判断”来标记整个判断流程的结束。

当所述功能项26a为所述退出运行时，使用该功能项26a能使系统退出运行，当系统运行至该句时系统退出运行。

通过以上所述时序项26的组合应用或单独使用可以实现所述主函数灵活多样的编程方式，具有简单高效的优点。

优选地，所述表格编辑界面还包括主函数编辑工具区27和时序项编辑工具区28。

优选地，所述主函数编辑工具区27位于所述主函数显示区域21及所述时序项显示区域22之间，所述时序项显示区域22位于所述主函数编辑工具区27及所述时序项编辑工具区28之间。

所述主函数编辑工具区27用于编辑所述主函数队列23的运动顺序及控制逻辑，其包括上移、下移、复制、删除、增加、修改及单步等编辑工具；所述上移及所述下移用于移动所述主函数的运行顺序，所述复制用于对所述主函数进行复制，所述删除用于对所述主函数进行删除操作，所述增加用于在所述主函数队列23中插入主函数，所述修改用于修正所述主函数的所述运动顺序数据和所述控制逻辑数据，所述单步用于对所述主函数单步运行的启动。

所述时序项编辑工具区28用于编辑所述时序项队列25的运动顺序及控制逻辑，其包括增加、上移、下移、删除、复制及单步等编辑工具；所述增加用于在所述时序项队列25中插入所述时序项26，所述上移及所述下移用于移动所述时序项26的顺序，所述删除用于对所述时序项26进行删除操作，所述复制用于对所述时序项26进行复制，所述单步用于对所述时序项26单步运行的启动。因此，本发明提供的基于图形表格化编程控制工业机器人的方法具有编程工具丰富，操作多样化的优点。

优选地，所述编辑平面11可以直接创建运动轨迹13，生成相应的所述主函数及所述时序项26。

请参阅图4，本发明还提供一种基于图形表格化编程控制工业机器人37的装置，所述图形表格化编程在windows操作系统环境下运行的工业机器人37图形化编程软件中实现，其包括：

模拟平面设置模块31，以所述工业机器人37图形化编程软件的编辑平面11模拟所述工业机器人37运动的真实平面；

图形编辑模块32，在所述编辑平面11内以图形方式建立所述工业机器人37运动的目标位置12和运动轨迹13；

表格编辑模块33，依据所述目标位置12和运动轨迹13，在相应的一个表格编辑界面内设置所述工业机器人37的运动顺序和控制逻辑；

中间文件生成模块34，将建立所述工业机器人37目标位置12和运动轨迹13的所述编辑平面11和设置所述工业机器人37的运动顺序和控制逻辑的所述表格编辑界面生成中间文件；

发送模块35，所述中间文件经解释器编译后发送至所述工业机器人37的运动控制器；

控制模块36，控制所述工业机器人37沿所述运动轨迹13移动至所述目标位置12。

进一步地，本发明还提供一种基于图形表格化编程控制工业机器人37的系统，其包括：工业机器人37和如上述所述的基于图形表格化编程控制工业机器人37的装置。

优选地，所述工业机器人37为直角坐标型机器人，所述直角坐标型机器人包括机械手，所述机械手包括夹爪及固定在所述夹爪上的光电传感器，所述光电传感器用于检测所述夹爪是否夹持有物品；所述夹爪内形成有用于容纳所述物品的容纳空间，所述夹爪设置有贯穿所述夹爪位置相对两侧的导光孔，所述导光孔与所述容纳空间相连通，所述光电传感器位于所述导光孔的一端外侧，以通过所述导光孔检测所述夹爪是否夹持有所述物品。

综上所述，本发明所述的基于图形表格化编程控制工业机器人的方法、装置及系统中，由于该方法可以直接在所述编辑平面11进行目标位置12及运动轨迹13的创建，并可通过所述表格编辑界面进行所述工业机器人37的运动顺序和控制逻辑进行编辑修正，从而控制所述工业机器人37按照预定的动作运行。因此，基于图形表格化编程控制工业机器人的方法具有编程效率高，操作简单的优点。

以上对本发明所提供的基于图形表格化编程控制工业机器人的方法、装置及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种基于图形表格化编程控制工业机器人的方法，所述图形表格化编程在windows操作系统环境下运行的工业机器人图形化编程软件中实现，其特征在于，该方法包括：

控制所述工业机器人沿所述运动轨迹移动至所述目标位置。

2.根据权利要求1所述的基于图形表格化编程控制工业机器人的方法，其特征在于，所述在所述编辑平面内以图形方式建立所述工业机器人运动的目标位置和运动轨迹包括：

构建一条直线或曲线表示所述工业机器人的运动轨迹。

3.根据权利要求1所述的基于图形表格化编程控制工业机器人的方法，其特征在于，所述依据所述目标位置和运动轨迹，在相应的一个表格编辑界面内设置所述工业机器人的运动顺序和控制逻辑包括：

4.根据权利要求3所述的基于图形表格化编程控制工业机器人的方法，其特征在于，所述时序项包括：功能项及对应所述功能项排布的参数设置项，若干个所述功能项形成所述时序项队列，所述时序项队列顺序表示控制逻辑顺序。

5.根据权利要求4所述的基于图形表格化编程控制工业机器人的方法，其特征在于，所述表格编辑界面还包括主函数编辑工具区和时序项编辑工具区。

6.根据权利要求5所述的基于图形表格化编程控制工业机器人的方法，其特征在于，所述主函数编辑工具区位于所述主函数显示区域及所述时序项显示区域之间，所述时序项显示区域位于所述主函数编辑工具区及所述时序项编辑工具区之间。

7.根据权利要求3所述的基于图形表格化编程控制工业机器人的方法，其特征在于，所述方法还包括所述时序项调用所述主函数队列中除所述目标主函数外的其它主函数作为所述时序项的子函数。

8.一种基于图形表格化编程控制工业机器人的装置，所述图形表格化编程在windows操作系统环境下运行的工业机器人图形化编程软件中实现，其特征在于，所述装置包括：

9.一种基于图形表格化编程控制工业机器人的系统，其特征在于，所述系统包括：工业机器人和如权利要求8所述的基于图形表格化编程控制工业机器人的装置。

10.根据权利要求9所述的基于图形表格化编程控制工业机器人的系统，其特征在于，所述工业机器人为直角坐标型机器人，所述直角坐标型机器人包括机械手，所述机械手包括夹爪及固定在所述夹爪上的光电传感器，所述光电传感器用于检测所述夹爪是否夹持有物品；所述夹爪内形成有用于容纳所述物品的容纳空间，所述夹爪设置有贯穿所述夹爪位置相对两侧的导光孔，所述导光孔与所述容纳空间相连通，所述光电传感器位于所述导光孔的一端外侧，以通过所述导光孔检测所述夹爪是否夹持有所述物品。