一种可扩展指令集的机器人编程方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可扩展指令集的机器人编程方法和装置。在该方法中，基于结构化的配置，来组织当前机器人控制系统中的所能使用的指令集合，即指令库；基于模块的形式，实现指令动态库文件；并通过结构化的配置，描述指令配置文件模板；新增的指令可以在解释器中被解释，在执行器中被执行，实现简化机器人编程，降低维护成本。

A robot programming method and device with extensible instruction set

The invention discloses a method and device for the programming of an extensible instruction set. In this method, structured based on the configuration of organization, the control system of the robot can use the instruction set, the instruction module library; the form based on the realization of a dynamic library instruction file; and the structured configuration description command configuration file template; the new instruction can be interpreted in an interpreter, was executed in the actuator, simplify the robot programming, reduce the maintenance cost.

【技术实现步骤摘要】
一种可扩展指令集的机器人编程方法和装置
本专利技术实施例涉及机器人编程领域，具体涉及一种可扩展指令集的机器人编程方法和装置。
技术介绍
轻型协作机器人是一种新兴的机器人，其与传统工业机器人相比具有负载自重比高，运动中撞到人或障碍物会停下来等优点，在工业和其它场合有着越来越多的应用。机器人编程是指用户为实现某种需求，为机器人设定动作序列的过程。当前主流的机器人编程方法，主要分为示教器编程和离线编程两种方法。示教器编程是指操作人员通过示教器，手动控制机器人的关节或者末端在不同的坐标系下进行运动，使机器人到达预定的位姿，并将其记录到控制器中，之后机器人可以重复执行记录的路径，并在此过程中与外部信号进行交互。示教器编程具备操作简单，实用性强的特点，被绝大多数工业机器人以及协作型机器人所支持。离线编程是指操作人员利用软件构件整个工作场景的三维虚拟环境，包括机器人，工具，工件等关键元素，并在软件中生成及调整机器人的运动轨迹，最后导出可被真实机器人识别及执行的程序。由于离线编程是在纯软件环境下对机器人进行模拟，因而可以更安全，更高效的对机器人进行程序设计。这种模式被广泛应用于打磨，去毛刺，焊接等工业领域。现有技术的一篇国际专利，公开号WO2009/062826DE，涉及一种具有控制装置的工业机器人和一种控制工业机器人运动的方法。在该方法中，通过解释器解释用户设置的指令，之后将解释的结果生成数组，并将此数组保存在缓冲存储器中，借助插值器进行差值，实现机器人运动的控制。但是由于所支持的指令受限于控制系统支持的基础指令，因此在执行特定的任务序列时会导致程序过于冗余复杂。现有技术中的另一篇专利，公开号CN106625674A，涉及一种用于机器人的指令处理方法。在该方法中：控制上位机接收多模态输入数据并解析生成能被下位机识别的指令，并将指令保存在待执行的指令集中；执行阶段由上位机逐一调出，输出给下位机执行。但是指令的种类受限于上位机的解释器和下位机的执行器，因此在执行特定任务时，会要求对上下位机系统同步进行升级，极大的增加了机器人的使用维护成本。
技术实现思路
本专利技术实施例针对现有技术的不足，提出了一种可扩展指令集的机器人编程方法，基于结构化的配置，来组织当前机器人控制系统中的所能使用的指令集合，即指令库；基于模块的形式，实现指令动态库文件，并通过结构化的配置，描述指令配置文件模板；新增的指令可以在解释器中被解释，在执行器中被执行，实现简化机器人编程，降低维护成本。依据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种可扩展指令集的机器人编程方法，该方法包括：创建步骤，用于创建机器人指令实例；存储步骤，用于存储所述机器人指令实例；指令配置步骤，用于为所述机器人指令实例配置相应的指令配置文件；参数配置步骤，用于为所述机器人指令实例配置相应的参数配置文件；解析步骤，用于解析所述机器人指令实例；执行步骤，用于执行所述机器人指令实例。进一步的，所述指令配置文件包含第一标识，所述第一标识指示所述指令配置文件所在的磁盘路径。进一步的，所述参数配置文件包含第二标识，所述第二标识指示参数配置文件所在的磁盘路径。进一步的，所述指令配置文件是动态库文件。进一步的，所述指令配置步骤，包括获取步骤，用于获取所述机器人指令实例的类名称，从而所述解析步骤通所述类名称解析所述机器人指令。进一步的，所属指令配置步骤，包括指令分类步骤，用于将所述机器人指令实例进行分类，将同一类的所述机器人指令实例配置到同一指令配置文件中。进一步的，所述参数配置步骤，包括参数整合步骤，用于将同一指令下的参数配置到同一参数配置文件中。进一步的，所述装置包括销毁步骤，其在指令执行结束后，移除指令实例并释放指令实例所占用的资源。本专利技术实施例提供的用于机器人编程的指令控制方法，其基于结构化的配置，组织当前机器人控制系统中的所能使用的指令集合，即指令库；基于模块的形式，实现指令动态库文件，并通过结构化的配置，描述指令配置文件模板；新增的指令可以在解释器中被解释，在执行器中被执行，实现简化机器人编程，降低维护成本的目标。本专利技术另一实施例提供了一种用于机器人编程的指令控制装置，该装置包括：创建单元，用于创建机器人指令实例存储单元，用于存储所述机器人指令实例；指令配置单元，用于为所述机器人指令实例配置相应的指令配置文件；参数配置单元，用于为所述机器人指令实例配置相应的参数配置文件；解析单元，用于解析所述机器人指令实例；执行单元，用于执行所述机器人指令实例。进一步的，所述指令配置文件包含第一标识，所述第一标识指示所述指令配置文件所在的磁盘路径。进一步的，所述参数配置文件包含第二标识，所述第二标识指示参数配置文件所在的磁盘路径。进一步的，所述指令配置文件是动态库文件。进一步的，所述指令配置单元，包括获取单元，用于获取所述机器人指令实例的类名称，从而所述解析单元通所述类名称解析所述机器人指令；进一步的，所属指令配置单元，包括指令分类单元，用于将所述机器人指令实例进行分类，将同一类的所述机器人指令实例配置到同一指令配置文件中。进一步的，所述参数配置单元，包括参数整合单元，用于将同一指令下的参数配置到同一参数配置文件中。进一步的，所述装置包括销毁单元，其在指令执行结束后，移除指令实例并释放指令实例所占用的资源。本专利技术实施例提供的用于机器人编程的指令控制装置，其基于结构化的配置，组织当前机器人控制系统中的所能使用的指令集合，即指令库；基于模块的形式，实现指令动态库文件，并通过结构化的配置，描述指令配置文件模板；新增的指令可以在解释器中被解释，在执行器中被执行，实现简化机器人编程，降低维护成本的目标。本专利技术再一个实施例公开了一种机器人编程方法，该方法包含如下步骤：1)从机器人厂商获取新的指令包文件或者用户自己编程实现新的指令包，指令包包括新指令的指令动态库文件以及指令配置文件模板，通过机器人控制软件的人机交互界面，或者通过在机器人指令库配置中添加一个节点，将指令导入到指令库中；2)机器人编程系统枚举指令库中的所有指令，针对每一种类型的指令，通过指令动态库的导出函数，获取对应指令的类名称，作为指令的唯一标识，并建立起该类名称与指令的二元关系组，记录在解释器中；3)用户利用指令库中的指令，编写机器人程序，并描述每一步编程过程中用到的指令的类名称，以及当前步骤下指令的参数，记录在存储器中；4)解释器读取程序，并解析程序中每一步指令的类名称，以及指令的参数，依据类名称访问指令库，获取指令的动态库文件以及指令的配置文件模板，对程序进行解释，生成指令实例数组，并将指令实例数组存储到缓冲存储器中；5)执行器从缓冲存储器中读取指令实例数组，通过指令动态库，在内存中创建全部指令实例，通过指令实例配置文件，配置内存中的指令实例，之后分配指令实例所需的系统资源；6)执行器逐个执行指令实例,完成指令的核心动作；7)执行器在程序执行结束后，释放分配给指令实例的资源。本专利技术实施例提供的机器人编程方法，其基于结构化的配置，组织当前机器人控制系统中的所能使用的指令集合，即指令库；基于模块的形式，实现指令动态库文件，并通过结构化的配置，描述指令配置文件模板；新增的指令可以在解释器中被解释，在执行器中被执行，实现简化机器人编程，降低维护成本的目标。上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可扩展指令集的机器人编程方法，其特征在于，该方法包括：创建步骤，用于创建机器人指令实例；存储步骤，用于存储所述机器人指令实例；指令配置步骤，用于为所述机器人指令实例配置相应的指令配置文件；参数配置步骤，用于为所述机器人指令实例配置相应的参数配置文件；解析步骤，用于解析所述机器人指令实例；执行步骤，用于执行所述机器人指令实例。

【技术特征摘要】
2017.06.30 CN 20171052378201.一种可扩展指令集的机器人编程方法，其特征在于，该方法包括：创建步骤，用于创建机器人指令实例；存储步骤，用于存储所述机器人指令实例；指令配置步骤，用于为所述机器人指令实例配置相应的指令配置文件；参数配置步骤，用于为所述机器人指令实例配置相应的参数配置文件；解析步骤，用于解析所述机器人指令实例；执行步骤，用于执行所述机器人指令实例。2.根据权利要求1所述的方法，所述指令配置文件包含第一标识，所述第一标识指示所述指令配置文件所在的磁盘路径。3.根据权利要求1所述的方法，所述参数配置文件包含第二标识，所述第二标识指示所述参数配置文件所在的磁盘路径。4.根据权利要求3所述的方法，所述指令配置文件是动态库文件。5.根据权利要求1所述的方法，所述指令配置步骤，还包括获取步骤，用于获取所述机器人指令实例的类名称，从而所述解析步骤通过所述类名称解析所述机器人指令实例。6.根据权利要求1所述的方法，所述指令配置步骤，还包括指令分类步骤，用于将所述机器人指令实例进行分类，将同一类的所述机器人指令实例配置到同一所述指令配置文件中。7.根据权利要求1所述的方法，所述参数配置步骤，还包括参数整合步骤，用于将同一指令下的参数配置到同一所述参数配置文件中。8.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括销毁步骤，其在所述执行步骤结束后，移除所述机器人指令实例并释放指令实例所占用的资源。9.一种用于执行权利要求1-8中任一项所述机器人编程方法的机器人编程...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗晓，王猛，高强，董冲，杨冬，宋顺广，王倩，吴昊，
申请(专利权)人：哈尔滨工大特种机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23