[發明專利]用于焊接機器人的嵌入式示教編程裝置及方法

無效

• 申請號: 201010162136.4
• 申請日: 2010-04-30
• 公開（公告）號: CN101833892A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 葉樺;孫曉潔;鮑婧;萬威
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體而言，涉及一種用于焊接機器人的嵌入式示教編程器及相關的手持終端。

背景技術

隨著我國國民經濟的發展和工業技術的進步，人們對工業制品的加工精度要求不斷提高，使得我國機器人事業得到了長足發展，同時對焊接機器人控制系統也提出了更高的要求。目前焊接機器人是應用于工業生產中較廣泛的一類機器人，作為一個可編程的機械裝置，其功能的靈活性和智能性在很大程度上取決于機器人的編程能力。由于應用范圍的擴大和復雜程度的增加，機器人工作任務的編制已經成為一個重要問題。

但在國內市場，機器人及其示教編程器技術相比國外的同類產品還有很大差距，主流示教編程器多數采用單片機結構，通過編程器，操作者只可以對機器人進行一些簡單的操作，而且受系統響應速度的影響，很難實現大屏幕的彩色液晶顯示，人機交互界面不夠方便，欠缺美觀，通信方式上大多采用串口的方式，擴展困難，具有一定的局限性。

因此，迫切需要一種功能強大的嵌入式示教編程裝置及方法來解決以上問題。

發明內容

技術問題：為了給機器人編程提供便捷靈活的方式、友好的人機界面和穩定可靠的通訊，本發明提供了一種用于焊接機器人的嵌入式示教編程裝置及方法。

技術方案：

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：

本發明用于焊接機器人的嵌入式示教編程裝置，所述裝置包括核心板和接口板，其中核心板由中央處理器、外擴存儲器和時鐘掉電保護電路組成，接口板由分別與核心板連接的以太網接口、RS-485串行總線接口、RS-232接口、JTAG接口、液晶顯示接口、觸摸屏接口、矩陣鍵盤接口、USB接口、電源及復位電路和安全控制電路組成；時鐘掉電保護電路的輸出端接中央處理器的輸入端，中央處理器與外擴存儲器雙向通信。

優選地，所述中央處理器包括操作系統、硬件驅動層、嵌入式圖形用戶界面、應用程序編程接口、機器人示教模塊、文件編輯模塊、文件管理模塊、用戶管理模塊、通訊模塊和輔助功能模塊；其中操作系統依次串接硬件驅動層、嵌入式圖形用戶界面、應用程序編程接口后分別接機器人示教模塊、文件編輯模塊、文件管理模塊、用戶管理模塊、通訊模塊的輸入端，硬件驅動層的輸出端分別接通訊模塊和輔助功能模塊的輸入端，通訊模塊與機器人本體控制器雙向通信。

所述的用于焊接機器人的嵌入式示教編程裝置的控制方法，所述的核心板構成嵌入式最小系統，用于操作過程中信息的處理與存儲，其中：

中央處理器是數字信號處理器，用于用于操作過程中信息的處理；

外擴存儲器通過地址和數據總線與中央處理器連接，用于程序及相關參數的存儲；

時鐘掉電保護電路利用電子開關來選擇是系統電源供電還是備用電池供電，使系統時鐘達到不間斷供電；

所述的接口板提供標準的電氣接口及轉換電路，并通過插針與核心板信號相連接，用于操作過程中信息的收發：

以太網接口和RS-485串行總線接口提供兩種不同的與焊接機器人主體控制器通訊的方式；

JTAG接口和RS-232接口用于系統的調試；

液晶顯示接口支持24位高彩屏，能夠提供用戶界面；

觸摸屏接口和矩陣鍵盤接口提供兩種不同的人機交互輸入方式；

USB接口可外插移動存儲設備，實現數據的備份；

電源及復位電路能夠提供穩定的工作電壓和手動復位功能，保證系統的正常運行；

安全控制電路包括伺服開關和急停按鈕，提供保護措施，保障操作人員與機器人的安全。

優選地，所述中央處理器的信息處理方法如下：

機器人示教模塊實現設定機器人運行的坐標系和速度，并在特定的坐標系下選擇相應的關節插補模式，以及是否需要顯示附加軸信息；

文件編輯模塊將所有的機器人指令進行分類，通過菜單選擇和虛擬鍵盤的輸入方式，實現在文本區中對機器人的運行邏輯、姿態順序、運行速度、系統參數配置的編程和記錄；

文件管理模塊負責管理機器人示教程序，包括新建、打開、保存、刪除、重命名等操作，實現用戶通過模塊化方法來設計示教程序，并在不同文件中互相調用即可完成復雜的機器人運動；

用戶管理模塊通過不同的用戶級別設置，開放不同的硬件和軟件資源，實現對用戶的權限加以區別，保證操作的安全性；

通訊模塊實現與機器人本體控制器的遠程指令和數據交互，采用RS-485串行總線和以太網兩種通訊方式，除硬件配置不同外，在通訊過程中均采用主/從模式；

輔助功能模塊包括系統日志管理、輸入輸出和備份導入。