[发明专利]一种工业机器人群控系统及方法

权利要求书

1.一种工业机器人群控系统的工业机器人群控方法，其特征在于，该工业机器人群控系统，包括：一控制器、一与所述控制器相连的示教器，以及第1机器人至第n机器人，其中，n为大于等于2的正整数；每台机器人均包括：机械臂本体以及至少一个关节驱动模块；所述控制器以及每个关节驱动模块均设置有支持EtherCAT协议的以太网接口；所述控制器通过以太网线与所述第1机器人内的第一个关节驱动模块相连；所述第1机器人至所述第n机器人内的第一个关节驱动模块至最后一个关节驱动模块均通过以太网线依次相连；相邻的机器人中前一机器人内的最后一个关节驱动模块与后一机器人内的第一个关节驱动模块相连；所述控制器作为EtherCAT主站；所述第1机器人至所述第n机器人内的第一个关节驱动模块至最后一个关节驱动模块作为EtherCAT从站，通过所述控制器对所述第1机器人至所述第n机器人进行群控；

按照如下步骤实现：

步骤S1：记所述工业机器人群控系统内机器人台数为n，根据以太网线连接顺序，第i台机器人记为Ri，第i台机器人的第j个关节记为RiJj，该机器人的关节数量记为k，结构构型记为f，空间位姿记为p（x，y，z，θ1，θ2，θ3），根据机器人关节数量k确定空间位姿p内有效参数的个数；

步骤S2：将软件架构采用分层结构的控制器由底层到顶层分别划分为设备层、中间层、应用层以及用户层；

步骤S3:通过组态软件或通用可视化编程工具开发用户层程序，并为用户提供人机交互界面，且所述用户层程序包括：机器人配置界面Config模块、主选择界面Select模块以及用户指令代码输入窗口Window(i)模块；

步骤S4：在所述控制器的内存区域分配一存储区域，记为M，用于实现在所述用户层程序与应用层程序之间进行信息交换，根据机器人数量n将所述存储区域M划分为n个存储区域，第i个存储区域对应第i台机器人，并记为Mi；

步骤S5：通过由实时运动控制软件开发的应用层程序读取各个存储区域Mi中的机器人固定参数，选择并读取各个机器人当前待执行的指令代码；

步骤S6：通过由实时运动控制软件开发的中间层程序实施用户指令功能算法；

步骤S7：在所述控制器的内存区域分配另一片存储区域，记为E，用于实现在所述中间程序与设备层程序之间进行信息交换；根据机器人数量n将所述存储区E域划分为n个存储区域，第i个存储区域对应第i台机器人，记为Ei；按照关节数量k对所述存储区Ei进行划分，将第i台机器人的第j个关节记为EiJj；按照数据传输方向对所述存储区EiJj进行划分，将第i台机器人的第j个关节接收的控制数据输入区记为EiJjIn；将第i台机器人的第j个关节返回的状态数据输出区记为EiJjOut；所述中间层程序负责把计算所得的当前扫描周期内的每台机器人对应的每个关节的控制数据存于所述存储区E中E1J1In至EnJkIn的对应位置；

步骤S8：所述设备层程序在每个扫描周期内，实时把所述存储区E中的E1J1In至EnJkIn中的控制数据，以报文的形式通过以太网按照EtherCAT协议传送至每台机器人对应的每个关节驱动模块，并将每台机器人对应的每个关节中的状态数据送回至所述存储区E中的E1J1Out至EnJkOut中。

2.根据权利要求1所述的工业机器人群控方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述机器人配置界面Config模块用于配置每一台机器人的固定参数，且所述固定参数包括：所述关节数量k、所述机器人构型f以及关节运动范围；所述主选择界面Select模块用于选择确定进行示教操作的机器人Ri，选择后即调用该机器人对应的用户指令代码输入窗口Window(i)模块，并将所选择的机器人Ri的机器人固定参数传输给该用户指令代码输入窗口Window(i)模块；用户指令代码输入窗口Window(i)模块为用户提供规范化用户指令代码格式，并对指令代码进行编码以及功能定义。

3.根据权利要求1所述的工业机器人群控方法，其特征在于，在所述步骤S4中，按照最大用户指令代码数量m对所述存储区Mi中指令代码存储区进行细分，并将第i台机器人第k条指令代码存储区记为MiCk；所述用户层程序负责把每台机器人固定参数和用户编写的各机器人指令代码存于存储区域M的相应位置。