一種基于cad導(dǎo)入的工業(yè)機(jī)器人圖形化控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種基于CAD導(dǎo)入的工業(yè)機(jī)器人圖形化控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)機(jī)器人是目前應(yīng)用最為成熟和成功的機(jī)器人技術(shù)，目前工業(yè)機(jī)器人基本都采用手控盒+控制器+機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)。針對不同的工作任務(wù)和控制目標(biāo)需要操作人員采用手控盒進(jìn)行教導(dǎo)編程獲得控制任務(wù)，手控盒同時可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的手動操作以及啟動和停止等功能。
[0003]對于復(fù)雜運(yùn)動軌跡的機(jī)器人任務(wù)，采用手控盒教導(dǎo)編程非常地麻煩，需要專業(yè)的人員不斷教導(dǎo)實(shí)現(xiàn)，對于非規(guī)則運(yùn)動曲線，需要逐點(diǎn)示教的方式存入控制器，較多過程非常復(fù)雜，速度也非常慢。針對一個具體的人工，尤其是焊接、噴涂等常規(guī)任務(wù)，通常焊接的軌跡是已知的，通過焊接工件的CAD圖紙可以得到，但是無法直接使用在控制器上。同時在手控盒上進(jìn)行教導(dǎo)時，是按照機(jī)器人運(yùn)動控制指令編程語言一條一條語句編輯完成的，指令語句不但難于理解，而且不夠直觀，操作也不方便。
[0004]如果能夠充分發(fā)揮成熟的計算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)圖形化的編程界面，特別是結(jié)合CAD圖紙導(dǎo)入運(yùn)動軌跡，將能夠直接地獲得機(jī)器人運(yùn)動軌跡關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)，方便提取參數(shù)進(jìn)行編程，進(jìn)而能夠大大提高編程的速度和編程界面的直觀性，便于后期程序的維護(hù)。故圖形化教導(dǎo)的技術(shù)，在工業(yè)機(jī)器人控制領(lǐng)域，擁有廣闊的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種利用CAD圖紙?zhí)崛∥恢脜?shù)以及圖像化編程的思想，提高工業(yè)機(jī)器人編寫控制程序的速度和靈活性的圖形化編程方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是:
[0006]提供一種基于CAD導(dǎo)入的工業(yè)機(jī)器人圖形化控制系統(tǒng)，包括工控機(jī)控制器、運(yùn)動控制卡和機(jī)器人本體，所述工控機(jī)控制器用于作為工業(yè)機(jī)器人圖形化控制系統(tǒng)的核心處理器，能將得到的運(yùn)動控制指令發(fā)送到運(yùn)動控制卡；所述運(yùn)動控制指令是指運(yùn)動控制卡能直接執(zhí)行的指令；
[0007]工控機(jī)控制器中還設(shè)有圖形化控制模塊，圖形化控制模塊能將外部設(shè)備導(dǎo)入工控機(jī)控制器的圖形化任務(wù)，轉(zhuǎn)化成運(yùn)動控制卡能執(zhí)行的運(yùn)動控制指令；
[0008]所述運(yùn)動控制卡能接收工控機(jī)控制器發(fā)送的運(yùn)動控制指令，并能在接收到工控機(jī)控制器發(fā)出的開始運(yùn)行指令后，根據(jù)接收到的運(yùn)動控制指令控制機(jī)器人本體進(jìn)行運(yùn)動；
[0009]所述機(jī)器人本體包括伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)和機(jī)械關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，用于完成具體工作動作；且伺服驅(qū)動器能利用脈沖反饋連接到運(yùn)動控制卡，反饋各個機(jī)械關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的位置。
[0010]在本發(fā)明中，所述工控機(jī)控制器中，圖形化控制模塊將圖形化任務(wù)轉(zhuǎn)化成運(yùn)動控制指令的具體方法為:
[0011]步驟A:利用導(dǎo)入的圖形化任務(wù)，選擇機(jī)器人運(yùn)動軌跡，并提取出運(yùn)動軌跡上各點(diǎn)的三維坐標(biāo)，作為特征點(diǎn)；
[0012]步驟B:將步驟A獲得的特征點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行EXCEL表格化:
[0013]將特征點(diǎn)序列按行進(jìn)行顯示，即EXCEL表格的每一行用于顯示一個特征點(diǎn)的數(shù)據(jù)；
[0014]EXCEL表格的第一列為特征點(diǎn)的序號；第二列為特征點(diǎn)的X坐標(biāo)；第三列為特征點(diǎn)的Y坐標(biāo)；第四列為特征點(diǎn)的Z坐標(biāo)；第五列為特征點(diǎn)的運(yùn)動類型，選擇為O或者1，為O表示為直線運(yùn)動，為I表示為圓弧運(yùn)動；第六列為圓弧半徑，只有在第五列為I表示圓弧運(yùn)動時，此列參數(shù)才有意義；第七列為運(yùn)動速度；第八列為位姿選項；
[0015]其中，EXCEL表格的第七列運(yùn)動速度、第八列位姿選項通過(用戶編程)設(shè)置參數(shù)確認(rèn)；
[0016]步驟C:從步驟B獲得的EXCEL表格中，依次讀取每一行參數(shù)，并按照坐標(biāo)、運(yùn)動類型、運(yùn)動速度和位姿選項，將每一行參數(shù)編譯為一條運(yùn)動控制指令，逐行編譯完EXCEL表格后，保存為運(yùn)動任務(wù)程序，即完成圖形化任務(wù)轉(zhuǎn)化。
[0017]在本發(fā)明中，所述步驟A中，若機(jī)器人運(yùn)動軌跡為直線運(yùn)動軌跡，則只需提取直線運(yùn)動軌跡上起點(diǎn)和終點(diǎn)的三維坐標(biāo)；若機(jī)器人運(yùn)動軌跡為圓弧運(yùn)動軌跡，則需要提取圓弧運(yùn)動軌跡上三點(diǎn)的坐標(biāo)和半徑；若機(jī)器人運(yùn)動軌跡為復(fù)雜不規(guī)則曲線運(yùn)動軌跡，則需要通過直線段近似的方法，密集選擇連續(xù)的多點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
[0018]在本發(fā)明中，所述圖形化任務(wù)是指CAD圖紙任務(wù)。
[0019]在本發(fā)明中，所述用于將圖形化任務(wù)導(dǎo)入工控機(jī)控制器的外部設(shè)備采用U盤。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0021]本發(fā)明結(jié)合了 CAD圖紙導(dǎo)入和PC機(jī)操作的優(yōu)勢，通過加工工件的CAD圖紙，獲得機(jī)器人運(yùn)動軌跡坐標(biāo)和運(yùn)動方式，通過PC機(jī)的圖形界面進(jìn)行參數(shù)的補(bǔ)充設(shè)置，并自動根據(jù)運(yùn)動方式和參數(shù)編譯為運(yùn)動控制卡可以執(zhí)行的機(jī)器人指令語句，不需要用戶直接輸入具體的控制指令代碼和參數(shù)，提高了參數(shù)輸入的精度和速度以及編程的速度。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的控制結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]圖2為本發(fā)明中圖形化控制模塊的EXCEL表格示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]首先需要說明的是，本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，是計算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的一個應(yīng)用分支。在本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程中，會涉及到多個軟件功能模塊的應(yīng)用。申請人認(rèn)為，如在仔細(xì)閱讀申請文件、準(zhǔn)確理解本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)原理和發(fā)明目的以后，在結(jié)合現(xiàn)有公知技術(shù)的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以運(yùn)用其掌握的軟件編程技能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。前述軟件功能模塊包括但不限于圖形化控制模塊，凡本發(fā)明申請文件提及的均屬此范疇，申請人不再一一列舉。
[0025]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0026]如圖1所示的一種基于CAD導(dǎo)入的工業(yè)機(jī)器人圖形化控制系統(tǒng)，包括工控機(jī)控制器、運(yùn)動控制卡、機(jī)器人本體三個部分，機(jī)器人本體包含伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)和機(jī)械關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)三個部分。工控機(jī)控制器是進(jìn)行人機(jī)交互的界面，以及進(jìn)行控制任務(wù)編程的核心處理器，加工部件的CAD圖紙可以通過U盤