[發明專利]一種工業機器人控制系統的軟件架構

在審

• 申請號: 202310579298.5
• 申請日: 2023-05-22
• 公開（公告）號: CN116408805A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 郭鵬;鄭凱航;吳勇毅;謝雙勝;王浪
• 申請（專利權）人: 伯朗特機器人股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 吳成開;徐勛夫

本發明涉及一種工業機器人控制系統的軟件架構，其包括上層組件和下層組件，上層組件和下層組件連接，下層組件單向向上層組件發出請求，上層組件響應下層組件的請求；所述上層組件包括通訊接口類組件、數據類組件、狀態類組件、算法類組件，下層組件包括行為類組件；所述行為類組件包括監控示教器指令組件、用戶程序執行組件、軌跡規劃與插補組件、數據自動上傳組件、報警處理組件和用戶程序解析組件。本發明的軟件架構具備“組件獨立”的特點，易于對各個功能組件進行修改，易于擴充功能組件，有利于可以縮短控制系統產品開發周期。

技術領域

本發明涉及工業機器人領域，具體涉及一種工業機器人控制系統的軟件架構。

背景技術

如圖1所示，工業機器人(也稱機械臂)是一種自動化設備，具備仿人手臂的特點，廣泛應用于自動化生產線，是智能制造，柔性制造的核心執行單元?？刂葡到y軟件是工業機器人的核心模塊，是機器人所有功能的運算核心、決策核心，其軟件質量直接影響工業機器人的基本功能和智能化程度。

工業機器人的使用場景和功能需求也日趨復雜，為了解決需求和功能的復雜度，降低控制系統軟件開發難度，減短控制系統軟件的更新迭代周期，“軟件架構”作為軟件工程中的“頂層設計”角色起著重要的作用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工業機器人控制系統的軟件架構，其具備組件獨立的特點，易于擴充功能組件，同時能夠有效保證控制系統的實時性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種工業機器人控制系統的軟件架構，其包括上層組件和下層組件，上層組件和下層組件連接，下層組件單向向上層組件發出請求，上層組件響應下層組件的請求；

所述上層組件包括通訊接口類組件、數據類組件、狀態類組件、算法類組件，下層組件包括行為類組件；所述行為類組件包括監控示教器指令組件、用戶程序執行組件、軌跡規劃與插補組件、數據自動上傳組件、報警處理組件和用戶程序解析組件；

所述監控示教器指令組件連接通信接口類組件、數據類型組件和狀態類組件，該監控示教器指令組件實現的功能為：在控制系統運行期間，持續監控示教器下發的鍵值信息和文件，并根據鍵值信息，執行對應的行為；

所述用戶程序解析組件連接數據類組件和狀態類組件，該用戶程序解析組件實現的功能是：解析示教器下發的文本格式的用戶程序，并轉換成自定義的“用戶指令”序列和“用戶數據”序列，并存放到組件中，供“用戶程序執行組件”逐條執行；

所述用戶程序執行組件連接數據類組件、狀態類組件和算法類組件，該用戶程序執行組件實現的功能是：逐條從“用戶程序解析組件”中取出“用戶指令”和對應本指令的“用戶數據”，并與數據類組件、狀態類組件、算法類組件協作，執行其對應的行為；

所述軌跡規劃和插補組件連接通信接口類組件、數據類組件和算法類組件，該軌跡規劃和插補組件實現的功能是：根據接收的機器人用戶指令，響應其中的運動指令；調用算法類組件，再根據機器人當前的運行狀態，對運動指令進行軌跡規劃和細分插補計算；與通信接口類組件協作，將細分插補得到的機械臂的各個關節值下發給電機伺服驅動系統；

所述數據自動上傳組件連接通信接口類組件、數據類組件和狀態類組件，該數據自動上傳組件實現的功能是：周期性地將一部分數據上傳到示教器；

報警處理組件連接通信接口類組件、狀態類組件，該報警處理組件實現的功能是：當控制系統內出現異常，報警處理組件查詢到，并且做出相應的行為。

所述算法類組件包括機器人算法庫組件，該機器人算法庫組件實現的功能是：用于實現機械臂執行各種運動所涉及的算法。

所述通信接口類組件包括IO組件、網絡通信組件和EtherCAT總線組件；