[发明专利]用于焊接机器人的嵌入式示教编程装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种用于焊接机器人的嵌入式示教编程器及相关的手持终端。

背景技术

随着我国国民经济的发展和工业技术的进步，人们对工业制品的加工精度要求不断提高，使得我国机器人事业得到了长足发展，同时对焊接机器人控制系统也提出了更高的要求。目前焊接机器人是应用于工业生产中较广泛的一类机器人，作为一个可编程的机械装置，其功能的灵活性和智能性在很大程度上取决于机器人的编程能力。由于应用范围的扩大和复杂程度的增加，机器人工作任务的编制已经成为一个重要问题。

但在国内市场，机器人及其示教编程器技术相比国外的同类产品还有很大差距，主流示教编程器多数采用单片机结构，通过编程器，操作者只可以对机器人进行一些简单的操作，而且受系统响应速度的影响，很难实现大屏幕的彩色液晶显示，人机交互界面不够方便，欠缺美观，通信方式上大多采用串口的方式，扩展困难，具有一定的局限性。

因此，迫切需要一种功能强大的嵌入式示教编程装置及方法来解决以上问题。

发明内容

技术问题：为了给机器人编程提供便捷灵活的方式、友好的人机界面和稳定可靠的通讯，本发明提供了一种用于焊接机器人的嵌入式示教编程装置及方法。

技术方案：

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明用于焊接机器人的嵌入式示教编程装置，所述装置包括核心板和接口板，其中核心板由中央处理器、外扩存储器和时钟掉电保护电路组成，接口板由分别与核心板连接的以太网接口、RS-485串行总线接口、RS-232接口、JTAG接口、液晶显示接口、触摸屏接口、矩阵键盘接口、USB接口、电源及复位电路和安全控制电路组成；时钟掉电保护电路的输出端接中央处理器的输入端，中央处理器与外扩存储器双向通信。

优选地，所述中央处理器包括操作系统、硬件驱动层、嵌入式图形用户界面、应用程序编程接口、机器人示教模块、文件编辑模块、文件管理模块、用户管理模块、通讯模块和辅助功能模块；其中操作系统依次串接硬件驱动层、嵌入式图形用户界面、应用程序编程接口后分别接机器人示教模块、文件编辑模块、文件管理模块、用户管理模块、通讯模块的输入端，硬件驱动层的输出端分别接通讯模块和辅助功能模块的输入端，通讯模块与机器人本体控制器双向通信。

所述的用于焊接机器人的嵌入式示教编程装置的控制方法，所述的核心板构成嵌入式最小系统，用于操作过程中信息的处理与存储，其中：

中央处理器是数字信号处理器，用于用于操作过程中信息的处理；

外扩存储器通过地址和数据总线与中央处理器连接，用于程序及相关参数的存储；

时钟掉电保护电路利用电子开关来选择是系统电源供电还是备用电池供电，使系统时钟达到不间断供电；

所述的接口板提供标准的电气接口及转换电路，并通过插针与核心板信号相连接，用于操作过程中信息的收发：

以太网接口和RS-485串行总线接口提供两种不同的与焊接机器人主体控制器通讯的方式；

JTAG接口和RS-232接口用于系统的调试；

液晶显示接口支持24位高彩屏，能够提供用户界面；

触摸屏接口和矩阵键盘接口提供两种不同的人机交互输入方式；

USB接口可外插移动存储设备，实现数据的备份；

电源及复位电路能够提供稳定的工作电压和手动复位功能，保证系统的正常运行；

安全控制电路包括伺服开关和急停按钮，提供保护措施，保障操作人员与机器人的安全。

优选地，所述中央处理器的信息处理方法如下：

机器人示教模块实现设定机器人运行的坐标系和速度，并在特定的坐标系下选择相应的关节插补模式，以及是否需要显示附加轴信息；

文件编辑模块将所有的机器人指令进行分类，通过菜单选择和虚拟键盘的输入方式，实现在文本区中对机器人的运行逻辑、姿态顺序、运行速度、系统参数配置的编程和记录；

文件管理模块负责管理机器人示教程序，包括新建、打开、保存、删除、重命名等操作，实现用户通过模块化方法来设计示教程序，并在不同文件中互相调用即可完成复杂的机器人运动；

用户管理模块通过不同的用户级别设置，开放不同的硬件和软件资源，实现对用户的权限加以区别，保证操作的安全性；

通讯模块实现与机器人本体控制器的远程指令和数据交互，采用RS-485串行总线和以太网两种通讯方式，除硬件配置不同外，在通讯过程中均采用主/从模式；

辅助功能模块包括系统日志管理、输入输出和备份导入。