一种可适配多种工业机器人的示教系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可适配多种工业机器人的示教系统，涉及机械臂示教技术领域，包括：控制器模块，控制器模块设置在工业机器人上，并用于控制工业机器人的运动和操作；人机交互模块，人机交互模块用于控制控制器模块；网络连接模块，网络连接模块用于将控制器模块和人机交互模块通过网络连接，使得人机交互模块可通过控制器模块所兼容的TCP通信接口控制工业机器人；本发明专利技术提供的一种可适配多种工业机器人的示教系统，有效的降低了示教系统的使用难度，降低了示教系统的学习成本；同时能应用于多种不同型号的工业机器人，大大提高了工业机器人的示教系统的通用性，有利于工业机器人的普及。

A teaching system suitable for multiple industrial robots

The invention discloses a teaching system which can adapt to various industrial robots, which involves the technical field of mechanical arm instruction, including controller module, controller module set on industrial robot, and used to control the movement and operation of industrial robots, human-computer interaction module and human computer interaction module are used to control the controller module. The network connection module, the network connection module is used to connect the controller module and the human-computer interaction module through the network, so that the man-machine interaction module can control the industrial robot through the TCP communication interface compatible with the controller module. The difficulty of using the teaching system reduces the learning cost of the teaching system, and can be applied to many different types of industrial robots at the same time, which greatly improves the universality of the teaching system of industrial robots and is conducive to the popularization of industrial robots.

【技术实现步骤摘要】
一种可适配多种工业机器人的示教系统
本专利技术涉及工业机器人示教
，尤其是一种可适配多种工业机器人的示教系统。
技术介绍
工业机械臂在做示教保存末端坐标点的时候，高度依赖操作员对“坐标系”的理解。这对操作员的数学水平有较高的要求：必须具备X轴，Y轴，Z轴这些空间坐标系的相关知识，能够根据XYZ的值来预估对应的机械臂末端位置；因为示教器对机械臂末端的移动，主要是通过“X轴加”、“X轴减”之类的数学坐标值的修改来实现的，这些示教器学习成本高，并且不具有通用性，从而限制了工业机器人的普及。如中国专利技术专利CN107030679A所公开的一种针对机械臂的主从模式示教系统及示教方法，针对机械臂的主从模式示教方法的主要原理是通过两个相同的机械臂或具有相同功能的操控装置，一个做为示教机械臂(主控机械臂)，另一个做为执行工作的机械臂(从动机械臂)，通过操作主控机械臂实现从动机械臂按照主控机械臂示教轨迹运行。用主控机械臂进行示教，确认无误后将指令发送到从动机械臂，从动机械臂执行主控机械臂发送的指令。也可以主/从机械臂实时同步运行，主/从机械臂实时相应和实时执行；该专利技术的示教方法在示教时仍需要建立实际机械臂末端位置的坐标系，操作起来复杂并且难度高。又如中国专利技术专利CN106182003A所公开的一种机械臂示教方法、装置及系统。该机械臂示教方法，包括：获取工作端的示教动作数据，示教动作数据为设置在工作端上的惯性测量单元IMU采集的工作端在示教动作过程中的数据；根据示教动作数据获取工作端的运动轨迹数据和空间姿态数据；根据运动轨迹数据和空间姿态数据生成运动指令，并将运动指令发送至机械臂，以使机械臂完成与示教动作相对应的动作。本专利技术将运动轨迹数据和空间姿态数据显示在三维环境中，通过可视化、简单编辑生成所期望的机械臂动作轨迹，将此轨迹转换为机械臂运动指令发送至机械臂，以使机械臂完成包含示教动作相应工作步骤；该专利技术示教装置复杂，比如惯性测量单元IMU等，同时其示教方法对熟练度要求较高。
技术实现思路
一、要解决的技术问题本专利技术的目的是针对现有技术所存在的上述缺陷，特提供一种可适配多种工业机器人的示教系统，解决目前工业机器人示教器复杂、使用难度高和学习成本高的问题。二、技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供一种可适配多种工业机器人的示教系统，包括：控制器模块，控制器模块设置在工业机器人上，并用于控制工业机器人的运动和操作；人机交互模块，人机交互模块用于控制控制器模块；网络连接模块，网络连接模块用于将控制器模块和人机交互模块通过网络连接，使得人机交互模块可通过控制器模块所兼容的TCP通信接口控制工业机器人；控制器模块还包括过渡通信协议模块，过渡通信协议模块用于实现人机交互模块通过控制器模块对工业机器人的控制；人机交互模块还包括示教模块，示教模块用于控制工业机器人进行示教行为。其中，人机交互模块还包括IO控制模块、程序控制模块、坐标系标定模块、错误日志模块和机器人配置模块；IO控制模块用于控制可适配多种工业机器人的示教系统的输入和输出设备，坐标系标定模块用于确定用户坐标系和基座标系，机器人配置模块用于检测工业机器人的各项配置，程序控制模块和错误日志模块用于保证人机交互模块的正常运行。其中，示教模块可将工业机器人的3D模型在人机交互模块上显示，3D模型的视角可进行调节。其中，3D模型通过在WebView网页中运行WebGL页面作为3D模型的展开场景；工业机器人移动时，人机交互模块接收控制器模块的UDP广播，从而接收到位置参数信号，人机交互模块将处理的位置参数信号发送至WebGL页面，WebGL页面同步显示3D模型上的移动。其中，人机交互模块采用MaterialDesign作为设计标准。其中，网络连接模块采用无线路由器，人机交互模块和控制器模块可用WIFI模式网络连接。其中，人机交互模块的硬件设备采用平板电脑。其中，工业机器人包括ABB机器人、库卡机器人和川崎机器人。三、有益效果与现有技术相比，本专利技术提供的一种可适配多种工业机器人的示教系统，有效的降低了示教系统的使用难度，降低了示教系统的学习成本；同时能应用于多种不同型号的工业机器人，大大提高了工业机器人的示教系统的通用性，有利于工业机器人的普及。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。本专利技术实施例的一种可适配多种工业机器人的示教系统，包括：控制器模块，控制器模块设置在工业机器人上，并用于控制工业机器人的运动和操作；人机交互模块，人机交互模块用于控制控制器模块，在具体实施中，人机交互模块的硬件设备采用的智能终端包括平板电脑和智能手机；人机交互模块的软件采用MaterialDesign作为设计标准；网络连接模块，网络连接模块用于将控制器模块和人机交互模块通过网络连接，使得人机交互模块可通过控制器模块所兼容的TCP通信接口控制工业机器人；控制器模块还包括过渡通信协议模块，过渡通信协议模块用于实现人机交互模块通过控制器模块对工业机器人的控制，对于不同型号的工业机器人，所对应的过渡通信协议模块也不一致，因此不同型号的工业机器人所对应的过渡通信协议的编写也不同；人机交互模块还包括示教模块，示教模块用于控制工业机器人进行示教行为，示教模块发出移动指令信号，控制器模块接收到移动指令信号后控制工业机器人的移动，并且移动指令信号的移动方向以用户坐标系为基础，包括上、下、左、右、前和后，同时还包括工业机器人轴、关节的角度转动的移动指令信号。人机交互模块还包括IO控制模块、程序控制模块、坐标系标定模块、错误日志模块和机器人配置模块；IO控制模块用于控制可适配多种工业机器人的示教系统的输入和输出设备，坐标系标定模块用于确定用户坐标系和基座标系，机器人配置模块用于检测工业机器人的各项配置，程序控制模块和错误日志模块用于保证人机交互模块的正常运行。示教模块可将工业机器人的3D模型在人机交互模块上显示，3D模型的视角可进行调节。3D模型通过在WebView网页中运行WebGL页面作为3D模型的展开场景；工业机器人移动时，人机交互模块接收控制器模块的UDP广播，从而接收到位置参数信号，人机交互模块将处理的位置参数信号发送至WebGL页面，WebGL页面同步显示3D模型上的移动，在具体实施过程中，工业机器人将各个轴、关节的转动角度信息，以200毫秒一次的刷新频率，通过UDP广播的形式发送给平板电脑，平板电脑在接收到UDP广播后，解析出其中工业机器人的各个轴、关节的转动角度信息，并通过3D模型显示出来。在具体实施中，网络连接模块采用无线路由器，人机交互模块和控制器模块可用WIFI模式网络连接，人机交互模块通过控制器模块所兼容的TCP通信接口实现控制工业机器人的目的。工业机器人包括ABB机器人、库卡机器人和川崎机器人，根据不同应用场景的需求，也可以应用在其他工业机器人上。本专利技术专利的一种可适配多种工业机器人的示教系统，操作员在实际应用过程中，操作员建立当前一方位下的视角下的工业机器人的基座标系，然后在人机交互模块的平板电脑中，将3D模型的视角通过手指拖拽功能，调整展开场景中的摄像头位置，使平板电脑中的3D模型的视角与现实中工业机器人的视角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可适配多种工业机器人的示教系统，其特征在于，所述可适配多种工业机器人的示教系统包括：控制器模块，所述控制器模块设置在工业机器人上，并用于控制所述工业机器人的运动和操作；人机交互模块，所述人机交互模块用于控制所述控制器模块；网络连接模块，所述网络连接模块用于将所述控制器模块和所述人机交互模块通过网络连接，使得所述人机交互模块可通过所述控制器模块所兼容的TCP通信接口控制工业机器人；所述控制器模块还包括过渡通信协议模块，所述过渡通信协议模块用于实现所述人机交互模块通过所述控制器模块对工业机器人的控制；所述人机交互模块还包括示教模块，所述示教模块用于控制工业机器人进行示教行为。

【技术特征摘要】
1.一种可适配多种工业机器人的示教系统，其特征在于，所述可适配多种工业机器人的示教系统包括：控制器模块，所述控制器模块设置在工业机器人上，并用于控制所述工业机器人的运动和操作；人机交互模块，所述人机交互模块用于控制所述控制器模块；网络连接模块，所述网络连接模块用于将所述控制器模块和所述人机交互模块通过网络连接，使得所述人机交互模块可通过所述控制器模块所兼容的TCP通信接口控制工业机器人；所述控制器模块还包括过渡通信协议模块，所述过渡通信协议模块用于实现所述人机交互模块通过所述控制器模块对工业机器人的控制；所述人机交互模块还包括示教模块，所述示教模块用于控制工业机器人进行示教行为。2.如权利要求1所述的一种可适配多种工业机器人的示教系统，其特征在于，所述人机交互模块还包括IO控制模块、程序控制模块、坐标系标定模块、错误日志模块和机器人配置模块；所述IO控制模块用于控制可适配多种工业机器人的示教系统的输入和输出设备，所述坐标系标定模块用于确定用户坐标系和基座标系，所述机器人配置模块用于检测工业机器人的各项配置，所述程序控制模块和错误...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈益飞，胡泉庆，魏兴峰，
申请(专利权)人：宁波易拓智谱机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33