工业机器人通用编程方法及编程器与流程

本发明涉及工业机器人应用领域，具体涉及一种工业机器人通用编程方法及编程器。

背景技术：

随着智能制造业的发展，市场上出现了大量的工业机器人品牌。为了增加用户对其产品的依赖性，体现自身品牌特色，各品牌工业机器人均有自己的操作系统及编程语言，且互不兼容。除了编程语言不同以外，工业机器人操作系统之间的不同之处还体现在其程序文件格式上，例如：abb公司系统所导出的程序是mod文件，而南京埃斯顿公司的程序则是tip文件。

实质上，工业机器人的程序语言在原理上是相通的。工业机器人程序核心部分为机器人空间点位的表达和程序逻辑。工业机器人空间点位通常使用空间坐标系或向量的数学方式表达，而程序逻辑以c语言为基础，只是语句上作了简单的变动。然而，这些机器人系统及程序语言间的差异使得不同品牌的机器人之间难以通讯。

一直以来，自动化行业面临着设备缺乏“柔性”(只能适应单种或几种类似物件的自动化生产)的巨大问题；而各品牌的工业机器人难以通讯和交互的状况无疑是雪上加霜。工业机器人系统及程序语言的不兼容性的具体影响体现在以下几方面：

1)学习工业机器人程序语言门槛高。对工程师及自动化专业的学生来说，由于各品牌机器人编程语言不相同，且其编写过程繁琐，学习难度加大，时间成本增加。

2)增加自动化设备集成商企业成本。对集成商来说，工程师所熟悉的机器人品牌和编程语言不相同，企业在招聘时受到了限制；如不同的项目使用不同品牌的机器人，工程师需要学习新的编程语言,培养新的编程习惯，进一步增加了企业成本。

3)造成客户对集成商的依赖。目前市面上广泛应用的机器人项目——如焊接机器人，上下料机器人均属于简易机器人项目，机器人只需以特定的路径重复动作即可。然而,由于自动化改造需求方通常不具备机器人编程方面的人员配备，设备需从自动化集成商处引进，其售价远高于其零件成本，造成不必要的投入；一旦产品发生变动，设备需要改造，工业机器人程序需要重新编写，需方只能再次求助于集成商，使投入成本再次增加。另外，如自动化改造需求方的产品不单一，其自动化改造成本过高，故只能对自动化技术引进望而却步。

总的来说，从工程师的学习环节，到企业的招聘环节，再到客户的自动化改造及设备升级环节，均受到来自工业机器人系统和程序语言的不兼容性的负面影响。长远来说，其不兼容性不利于日后工业3.0和工业4.0的发展，工业机器人程序亟需简单化。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的缺陷，本发明提出一种工业机器人通用编程方法及编程器，目的在于降低自动化项目的设计门槛，实现工业机器人快速编程，降低项目开发的时间成本甚至人力成本；其具体技术内容如下：

本发明的工业机器人通用编程器，其包括

用于获取用户操作、提供编程环境的交互终端；

用于将用户通过交互终端编写的程序转化为指定工业机器人的系统程序语言的集成控制板；以及

用于连接工业机器人以进行数据交互的通讯接口。

于本发明的一个或多个实施例当中，还包括与所述集成控制板连接或者设于集成控制板上的工业plc控制器；以及连接所述工业pc控制器的i/o模块；

所述i/o模块用作工业pcl控制器的扩展i/o接口，或者用作工业机器人的扩展i/o接口。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述交互终端为提供操作及编程环境界面的触摸屏。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述集成控制板包括处理器和存储器，所述存储器中存有若干预设的程序框架模板，以供处理器调出并提供给交互终端进行编辑。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述集成控制板包括处理器和存储器，所述存储器中存有若干工业机器人配套标准夹治具的驱动程序或子程序，以供处理器调出并提供给交互终端进行编辑。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述集成控制板包括处理器和存储器，所述存储器用于保存用户通过交互终端编写的程序或程序框架模板，以供处理器调出并提供给交互终端进行编辑。

本发明的工业机器人通用编程方法，其步骤包括：

提供面向用户的编程环境，用户在编程环境中编写完成工业机器人程序；

提供存有多个工业机器人的系统程序语言的数据库；

将用户编写完成的工业机器人程序编译成对应工业机器人的系统程序语言，编译生成对应格式的程序文件；

将所述程序文件向工业机器人或外部存储装置输出。

于本发明的一个或多个实施例当中，提供有预设的若干程序框架模板，以供调出至编程环境中进行编辑；

于本发明的一个或多个实施例当中，提供有若干工业机器人配套标准夹治具的驱动程序或子程序，以供调出至编程环境中进行编辑。

于本发明的一个或多个实施例当中，保存用户编写的程序或程序框架模板，以供调出至编程环境中进行编辑。

本发明的有益效果主要包括以下几点：1)降低自动化项目的设计与实施门槛,供初次接触工业机器人的工程师使用。2)实现工业机器人快速编程，降低项目开发的时间成本甚至人力成本，项目开发过程可以省去“机器人调试工程师”岗位。3)带有工业控制器plc的功能。在需要做复杂项目时，不再需要单独买plc控制器,从而节约成本。4)带有扩展i/o模块，在工业机器人i/o口不够用的情况下，可以直接使用。5)实现不同品牌工业机器人间的通讯和交互，为工业4.0的发展扫除障碍。

附图说明

图1为本发明的编程器架框示意图。

具体实施方式

如下对本申请方案作进一步描述：

参见附图1，一种工业机器人通用编程器，其包括

用于获取用户操作、提供编程环境的交互终端1；

用于将用户通过交互终端1编写的程序转化为指定工业机器人的系统程序语言的集成控制板2；

用于连接工业机器人以进行数据交互的通讯接口3。

与所述集成控制板2连接或者设于集成控制板2上的工业plc控制器4；

以及连接所述工业pc控制器4的i/o模块5。

具体的，所述交互终端1为提供操作及编程环境界面的触摸屏，其与集成控制板2、通讯接口3、工业plc控制4和i/o模块5集成为一个整体设备，所述通讯接口3通过网线或者usb线与工业机器人连接，作为等效替换，所述通讯接口3也可以替换为无线模块，基于蓝牙或者wifi进行连接。

本发明设置有工业plc控制器4，及与之配套的i/o模块5。所述i/o模块5的用途是：第一，充当工业机器人的扩展i/o接口；因为工业机器人配置的i/o口很有限，本发明附带这个功能，方便工业机器人的扩展应用，而且可省去额外配置专用i/o口的费用。第二，当用户启用本发明的plc控制功能时，i/o模块就可以直接用为工业plc控制器4的扩展i/o接口了。

所述集成控制板2包括处理器21和存储器22，所述存储器22中存有预设的若干程序框架模板、若干工业机器人配套标准夹治具的驱动程序或子程序、以及用户通过交互终端1编写的程序或程序框架模板，以供处理器21调出并提供给交互终端1进行修改编辑。其中，所述程序框架模板是关于工业实际应用用途的一些框架模板，例如：码垛机器人项目、焊接、机床上下料等。所述工业机器人配套标准夹治具的驱动程序或子程序是指一些市面上常见的匹配工业机器人一起使用的标准产品的驱动程序，包括用于实现简易的气动夹具、氩弧焊焊机、夹爪、浮动打磨头等。本发明的目的是让用户很简单地就可以实现编程，所以预设置有这些程序框架模板、工业机器人配套标准夹治具的驱动程序或子程序，用户可以直接调用、或根据实际需求进行修改，或者基于这些子程序进行新的动作程序搭建。

上述工业机器人通用编程器的实现方法是：

基于android或者linux系统或者是自定制的系统，设计的一个带有触摸屏的硬件进行编程；在触摸屏中提供面向用户的编程环境，用户通过编程语言编写工业机器人程序；所述编程环境与目前工业机器人的相似，用户可于编程环境中编写程序或者从数据库里面选取可以用的程序、子程序或程序框架模板；其中：程序框架模板即为预先编好的程序，在里面已经定义了部分的i/o口的用途，用户只需要根据定义的i/o口来接驳信号线即可，同时建立了若干机器人移动点位，这些点位的数据是空白的，用户客根据需要对这些点进行定义。这些程序框架模板在引入到编程环境当中后，是可以修改的，可以另存但是无法覆盖，用户也可以自定义一些程序框架模板。所述通用编程语言为以c语言为逻辑基础创建定义的编程语言，也可以选择现有的一种编程语言，只要设置底层的匹配规则令其能够与数据库的工业机器人的系统程序语言匹配、转换即可。

具体操作是：

1)将用户编写完成的工业机器人程序进行保存，并编译。

2)在编译过程中，把程序中所有的指令匹配对应品牌工业机器人系统程序语言的指令，再根据程序指令，由上至下逐个把程序按照对应品牌的工业机器人的编写规则进行编译。

3)编译完成后，把程序文件的格式换成对应工业机器人品牌的程序格式，将对应格式的程序文件导入至工业机器人。如果有需要，也可以通过网线或usb线向外部的存储装置输出，便于用户复制备用。

在编写程序过程中，用户可以直接调用预存的程序框架模板、工业机器人配套标准夹治具的驱动程序或子程序，只需要作简单修改、程序搭建或直接应用，方便了用户快速完成编程工作，提高编程和工业机器人调试的效率。同时，考虑到用户生产场合中自定义机器人动作的需求，集成控制板2还可保存用户编写的程序或程序框架模板，以供调出并向工业机器人输出，或者调出至编程环境中进行编辑，令产品的兼用性和程序可复制性得到显示提升，贴合工业机器人控制场合的使用需求。

所述集成控制板2具备储存程序框架模板和独立处理数据的功能，一方面，用户可以通过触摸屏直接选择套用程序框架模板，并配有引导教程，实现快速编程；另一方面，集成控制板2中集成有工业plc控制器4，令本发明可以代替现有生产场合中的plc控制来使用，此时，i/o模块既可以充当给工业机器人的扩展i/o接口，也可以作为工业plc控制器4的扩展i/o接口。

上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。