工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教方法和實(shí)施裝置，包括無(wú)線通訊方法，實(shí)施操作過(guò)程，手持示教器、機(jī)器人控制器、輸出輸入模塊、示教按鈕和示教指示燈，所述示教按鈕和示教指示燈均電連接在輸出輸入模塊上，所述輸出輸入模塊和機(jī)器人控制器通信連接，所述機(jī)器人控制器和手持示教器通過(guò)無(wú)線通信連接。同時(shí)還公開了一種通信實(shí)施的方法。采用無(wú)線通信代替線纜，因減少了使用電纜的成本，因此達(dá)到了降低成本，使用更加方便，且克服線纜限制的目的。
【專利說(shuō)明】工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人控制領(lǐng)域，具體地，涉及一種工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)機(jī)器人示教方法(teaching playback)，也稱為直接示教，就是指我們通常所說(shuō)的手把手示教，由人直接操作示教器，對(duì)動(dòng)機(jī)器人的手臂進(jìn)行示教。在這種示教中，為了示教方便以及獲取信息的快捷而準(zhǔn)確，操作者可以選擇在不同坐標(biāo)系下示教，例如，可以選擇在關(guān)節(jié)坐標(biāo)系(Joint Coordinates)、直角坐標(biāo)系(Rectangular Coordinates)以及工具坐標(biāo)系(Tool Coordinates)或用戶坐標(biāo)系(User Coordinates)下進(jìn)行示教。
[0003]示教器方法是機(jī)器人普遍采用的編程方式，典型的示教過(guò)程是依靠操作員觀察機(jī)器人及其夾持工具相對(duì)于作業(yè)對(duì)象的位姿，通過(guò)對(duì)示教器的操作，反復(fù)調(diào)整示教點(diǎn)處機(jī)器人的作業(yè)位姿、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和工藝參數(shù)，然后將滿足作業(yè)要求的這些數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，再轉(zhuǎn)入下一點(diǎn)的示教。整個(gè)示教過(guò)程結(jié)束后，機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行時(shí)使用這些被記錄的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)插補(bǔ)運(yùn)算，就可以再現(xiàn)在示教點(diǎn)上記錄的機(jī)器人位姿。
[0004]這個(gè)功能的用戶界面是示教器控制鍵，操作示教器，向主控計(jì)算機(jī)發(fā)送控制命令，操縱主控計(jì)算機(jī)上的軟件，完成對(duì)機(jī)器人的控制；其次示教器將接收到的當(dāng)前機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)等信息通過(guò)液晶屏完成顯示。
[0005]目前示教器通過(guò)線纜與主控計(jì)算機(jī)相連。即工業(yè)機(jī)器人示教器與機(jī)器人主控制器計(jì)算機(jī)通訊通過(guò)有線的連接；通訊的方式主要有3種有線連接方式:VGA連接，串口RS-232和網(wǎng)口以太網(wǎng)，另外每種都有以及輸入輸出控制點(diǎn)(0N/0FF信號(hào))的連接。
[0006]1，VGA連接:這種連接方法，示教器僅僅是顯示操作單元，VGA信號(hào)由主控制器計(jì)算機(jī)生成，通過(guò)線纜將VGA信號(hào)連接到示教器的顯示屏上。示教器本身沒(méi)有CPU運(yùn)算處理功能，是最簡(jiǎn)單的一種連接方法，也是連接點(diǎn)最多的。
[0007]2.串口 RS-232聯(lián)系；這種方式示教器通過(guò)串口 RS-232與主控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，示教器有CPU和客制化的操作界面，數(shù)據(jù)可以先儲(chǔ)存在示教器里，然后發(fā)送到主控制器上。
[0008]3.網(wǎng)口以太網(wǎng)連接；這種方式示教器通過(guò)以太網(wǎng)與主控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，示教器有CPU和客制化的操作界面，數(shù)據(jù)可以先儲(chǔ)存在示教器里，然后發(fā)送到主控制器上。
[0009]這三種方式目前廣泛應(yīng)用在實(shí)際狀態(tài)下，其共同的是:
1.實(shí)際操作示教器時(shí)，工作人員必須拖的長(zhǎng)線纜，在機(jī)器人周圍不停移動(dòng)，觀察確認(rèn)工件和工具的位置。長(zhǎng)線纜帶來(lái)許多的不便和麻煩。有時(shí)候線纜長(zhǎng)度限制了工作人員的活動(dòng)范圍。
[0010]2.由于示教器的移動(dòng)，對(duì)線纜的要求很高:線纜質(zhì)量必須高，連接性能可靠，同時(shí)線纜的柔性必須好，線纜的外層必須耐用和抗各種環(huán)境侵蝕。
[0011]3.有時(shí)候，工作要求線纜必須很長(zhǎng)(甚至幾十米)；這樣高質(zhì)量線纜，大大地增加了系統(tǒng)的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置及其方法，以實(shí)現(xiàn)降低成本且克服線纜限制的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置，包括手持示教器、機(jī)器人控制器、輸出輸入模塊、示教按鈕和示教指示燈，所述示教按鈕和示教指示燈均電連接在輸出輸入模塊上，所述輸出輸入模塊和機(jī)器人控制器通信連接，所述機(jī)器人控制器和手持示教器通過(guò)無(wú)線通信連接。
[0014]進(jìn)一步的，所述手持示教器可為平板電腦和專用移動(dòng)電腦。
[0015]進(jìn)一步的，所述機(jī)器人控制器上電連接機(jī)器人手臂和總控制器，且該總控制器與上述輸出輸入模塊電連接。
[0016]同時(shí)本發(fā)明技術(shù)方案還提供了一種工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置的示教方法，包括手持示教器和機(jī)器人控制器間通過(guò)ffiEE802.1la、5GHz ；IEEE802.1ln、2.4GHz ;IEEE802.1ln或2.4GHz IEEE802.llb/g的無(wú)線協(xié)議進(jìn)行無(wú)線連接的無(wú)線通信層；
手持示教器調(diào)用主控制計(jì)算機(jī)預(yù)先設(shè)定的通訊函數(shù)庫(kù)，以及根據(jù)工業(yè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)讀取機(jī)器人控制器信息的應(yīng)用層；
示教器與控制器應(yīng)用層通訊建立后，示教器顯示機(jī)器人控制和機(jī)械臂的狀態(tài)的操作
層；
以及
保證示教器和機(jī)器人控制器間的無(wú)線通訊進(jìn)行監(jiān)控的運(yùn)行保障層。
[0017]進(jìn)一步的，所述通訊函數(shù)庫(kù)可為為dll數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0018]進(jìn)一步的，運(yùn)行保障層中的監(jiān)控采用看門狗。
[0019]本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果:
本發(fā)明的技術(shù)方案，采用無(wú)線通信代替線纜，因減少了使用電纜的成本，因此達(dá)到了降低成本且克服線纜限制的目的。
[0020]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置原理框圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的控制器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的示教方法的原理框圖。
[0022]結(jié)合附圖，本發(fā)明實(shí)施例中附圖標(biāo)記如下:
1-示教按鈕；2_示教指示燈；3_故障復(fù)位指示燈；4_啟動(dòng)指示燈；5_停止指示燈；6-急停按鈕；7_人機(jī)操作界面；8_機(jī)械人手臂。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]如圖1所示，一種工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置，包括手持示教器、機(jī)器人控制器、輸出輸入模塊、示教按鈕和示教指示燈，示教按鈕和示教指示燈均電連接在輸出輸入模塊上，輸出輸入模塊和機(jī)器人控制器通信連接，機(jī)器人控制器和手持示教器通過(guò)無(wú)線通信連接。機(jī)器人控制器上電連接機(jī)器人手臂8和總控制器，且該總控制器與上述輸出輸入模塊電連接。
[0025]其中，手持示教器為平板電腦。示教器可以為微軟的Windows操作系統(tǒng)或Linux操作系統(tǒng)。手持示教器可以是任何專用無(wú)線手持裝置，也可以是通用的平板電腦(如iPAD之類產(chǎn)品)；任何裝置均需裝有示教器的應(yīng)用程序；圖中機(jī)器人控制器使用了東控自動(dòng)化的一體化機(jī)器人控制器rPAC-540。
[0026]本發(fā)明技術(shù)方案還不提供了一種工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置的示教方法，包括手持示教器和機(jī)器人控制器間通過(guò)5GHz IEEE802.1la、5GHz IEEE802.1ln、2.4GHzIEEE802.1ln或2.4GHz IEEE802.llb/g的無(wú)線協(xié)議進(jìn)行無(wú)線連接的無(wú)線通信層；在建立通信時(shí)，需要對(duì)機(jī)器人用戶名稱和密碼進(jìn)行驗(yàn)證，才可確保無(wú)線通訊的聯(lián)接。
[0027]手持示教器調(diào)用主控制計(jì)算機(jī)預(yù)先設(shè)定的通訊函數(shù)庫(kù)，以及根據(jù)工業(yè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)讀取機(jī)器人控制器信息的應(yīng)用層；應(yīng)用層也使用安全保護(hù)機(jī)能才能建立；比如:對(duì)機(jī)器人名稱:xxxxxx ;密碼:yyyyyyy,進(jìn)行確認(rèn)。
[0028]示教器與控制器應(yīng)用層通訊建立后，示教器顯示機(jī)器人控制和機(jī)械臂的狀態(tài)的操作層；
若需要進(jìn)行示教操作，必須進(jìn)行操作層保護(hù)確認(rèn)措施和機(jī)制:
1.示教器發(fā)出請(qǐng)求示教的指令。
[0029]2.主控制器收到指令，進(jìn)行判斷狀態(tài)是否可以進(jìn)行，若可以進(jìn)行主控制發(fā)出信號(hào)，如現(xiàn)場(chǎng)控制柜示教指示燈(紅色)開始間隙閃爍，表示可以示教，請(qǐng)到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。
[0030]控制柜示教紅色指示燈間隙閃爍。
[0031]3.操作人員必須現(xiàn)場(chǎng)按確認(rèn)按鈕進(jìn)行確認(rèn)。
[0032]4.主控制器收到確認(rèn)信號(hào)后，將示教指示燈完全閃亮，并向示教器發(fā)出許可的信號(hào)。
[0033]5.示教器收到信號(hào)后，可以開始示教操作。
[0034]保證示教器和機(jī)器人控制器間的通訊進(jìn)行監(jiān)控的運(yùn)行保障層。
[0035]通訊函數(shù)庫(kù)為dll數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0036]運(yùn)行保障層中的監(jiān)控采用看門狗。
[0037]示教器和主控制器必須監(jiān)控其之間的通訊聯(lián)系，如:采用看門狗(Watchdog)和心跳功能(Heartbeat)。一旦通訊方式出現(xiàn)問(wèn)題,主控制器必須實(shí)施安全保護(hù)措施。示教器需要對(duì)其已示教的參數(shù)進(jìn)行保護(hù)和判斷，是否可以進(jìn)行連續(xù)示教等等。
[0038]示教器又叫示教編程器(以下簡(jiǎn)稱示教器)是機(jī)器人控制系統(tǒng)的核心部件，是一個(gè)用來(lái)注冊(cè)和存儲(chǔ)機(jī)械運(yùn)動(dòng)或處理記憶的設(shè)備，該設(shè)備是由電子系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的。
[0039]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置，其特征在于，包括手持無(wú)線移動(dòng)示教器、機(jī)器人控制器、輸出輸入模塊、示教按鈕和示教指示燈，所述示教按鈕和示教指示燈均電連接在輸出輸入模塊上，所述輸出輸入模塊和機(jī)器人控制器通信連接，所述機(jī)器人控制器和手持示教器通過(guò)無(wú)線通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置，其特征在于，所述手持無(wú)線示教器為平板電腦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置，其特征在于，所述機(jī)器人控制器上電連接機(jī)器人手臂和總控制器，且該總控制器與上述輸出輸入模塊電連接。
4.一種權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置的示教方法，其特征在于，包括手持示教器和機(jī)器人控制器間通過(guò)5GHz IEEE802.1la、5GHz IEEE802.1ln、2.4GHzIEEE802.1ln或2.4GHz IEEE802.llb/g的無(wú)線協(xié)議進(jìn)行無(wú)線連接的無(wú)線通信層； 手持示教器調(diào)用主控制計(jì)算機(jī)預(yù)先設(shè)定的通訊函數(shù)庫(kù)，以及根據(jù)工業(yè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)讀取機(jī)器人控制器信息的應(yīng)用層； 示教器與控制器應(yīng)用層通訊建立后，示教器顯示機(jī)器人控制和機(jī)械臂的狀態(tài)的操作層； 以及保證示教器和機(jī)器人控制器間的通訊進(jìn)行監(jiān)控的運(yùn)行保障層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置的示教方法，其特征在于，所述通訊函數(shù)庫(kù)，為dll數(shù)據(jù)庫(kù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工業(yè)機(jī)器人無(wú)線示教實(shí)施裝置的示教方法，其特征在于，所述運(yùn)行保障層中的監(jiān)控采用看門狗。
【文檔編號(hào)】B25J13/00GK103737602SQ201310599866
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】王偉棟 申請(qǐng)人:王偉棟