[發明專利]一種工業機器人的編程系統和方法

有效

• 申請號: 201210432301.2
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102950595B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 王品;鄭湃
• 申請（專利權）人: 常州數控技術研究所
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙)32231
• 代理人: 黃杭飛

技術領域

本發明涉及一種工業機器人的編程系統和方法，具體應用于數控加工領域的工業機器人編程。

背景技術

隨著先進制造技術的發展，工業機器人越來越廣泛的與數控機床組合應用，以滿足高速、高精、柔性等加工要求。在應用中，工業機器人的作業文件編輯和數控機床加工程序的編輯，都是加工準備階段的重要環節。但是，工業機器人和數控機床的編程方法不同，又都具有很強的專業性，且常用的編程指令功能都有幾十條，提高了對技術人員編程能力的要求，增加了工業機器人和數控機床組合應用的難度。例如：

G61 G01 X_ Y_ Z_ F1000

MOVL #POS V1600.0 PL1

L PR[1] ％50 FINE

以上三條程序語句都是進行直線運動操作的控制指令。第一條是數控系統常用的G指令格式，第二和第三條都為工業機器人控制器的指令格式。可以看出，工業機器人與通用數控系統，在編程方法上完全不同；并且，不同品牌的工業機器人的編程指令的名稱與格式也有較大的區別。

雖然有研究人員提出利用數控機床G代碼作為中轉，通過功能轉換和擴展，將工業機器人和數控機床的編程統一為G代碼編程。該方法利用已有的、標準化的G代碼指令對具有很強應用特點的工業機器人編程指令進行直接的轉換和擴展，缺少靈活性與通用性；同時，該方法還要求技術人員既精通G代碼編程、又掌握擴展的G代碼指令，本質上，仍對技術人員的編程能力有很高的要求。

所以，目前在工業機器人和數控機床的組合應用中，技術人員需要花費大量時間掌握兩種具有專用性和專業性的編程方法，增加了加工準備階段的難度，降低了工業機器人與數控機床組合應用的效率。

通用化的編程方法主要有指令式、圖形式、組態式等方法，其中組態式編程方法形象、直觀、簡捷，利用應用軟件中提供的工具、方法，即可完成工程中某一具體任務，已廣泛應用于工業領域。后置處理技術是數控系統中將刀具軌跡根據特定的數控機床轉化為該數控機床可以識別的G代碼指令的一種有效方法。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題，提供一種基于組態技術與后置映射方法的工業機器人編程系統和編程方法，使得不具有相關機器人編程語言的操作員能夠對工業機器人進行編程，實現工業機器人直觀化、簡捷化、通用化的編程。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于組態技術與后置映射方法的工業機器人編程系統，包括：組態編程環境模塊，組態編程環境模塊為基于組態技術的工業機器人編程環境，包含有描述機器人實際運動和狀態轉換功能的功能組件以及進行所述功能組件間邏輯關系連接的關系組件；組態編程環境模塊用于生成組件組合列表；還包括原語轉換模塊，編程系統內部的標準原語轉換模塊，統一描述組件名稱及其屬性的內部標準原語指令并且把工業機器人編程文件由組件封裝格式轉換為原語指令封裝格式，最終將上述的組件組合列表轉換為原語指令序列鏈表；還包括后置映射轉換模塊，根據不同機器人系統的指令格式，后置映射轉換模塊將上述原語指令序列鏈表映射轉換為不同的機器人系統指令，生成工業機器人的作業文件。

進一步的是：上述的后置映射轉換模塊包括：映射配置表，存放內部原語指令格式與各品牌工業機器人編程指令格式的轉換關系；還包括映射轉換模塊，掃描內部原語指令文件的每一行，再查詢配置表，并利用基于正則表達式進行字符串匹配的方法，映射出原語指令文件每一行所對應的機器人編程指令；還包括代碼生成模塊，將映射的機器人編程指令生成相應的機器人可執行代碼文件。

更進一步的是：上述功能組件包括：線性和圓弧運動功能組件，實現機器人線性運動和圓弧運動；還包括I/O操作功能組件，機器人內外部輸入輸出點的讀寫操作；還包括輔助功能組件，主要針對機器人外部設備的復合控制；還包括軸回零操作功能組件，機器人各關節的回零操作；還包括變量操作功能組件，機器人程序中變量的賦值和運算操作；

上述關系組件包括循環關系組件，描述機器人程序中的循環關系；還包括I/O等待關系組件，由輸入輸出狀態觸發的等待關系；還包括延時等待關系組件，由定時器延時觸發的等待關系；還包括條件跳轉關系組件，由條件表達式觸發的跳轉關系；還包括條件判斷關系組件，由條件表達式觸發的判斷關系；還包括條件選擇關系組件，由條件表達式觸發的選擇關系。

上述輔助功能組件中的機器人外部設備的復合控制可以是焊接機器人的焊槍的控制和/或搬運機器人手抓的開合控制。