[发明专利]一种机器人离线编程信息处理系统及方法

说明书

本发明属于工业机器人技术领域，公开了一种机器人离线编程信息处理系统及方法，加载机器人与工件模型，对模型进行解析，通过建立虚拟仿真环境加载机器人与工件模型，设置工件坐标，选择工具；对工件轮廓轨迹进行插补计算，将插补生成的源代码导入到代码解释器模块；对源代码语法进行合法性检查，检查通过后给源程序添加属性段和轨迹过渡段内容，生成目标代码；通过虚拟控制器反解机器人关节运行信息，对目标代码进行仿真验证。本发明开放程度高；应用范围广、操作便捷、数据资源管理简单；提高交互性，简化操作流程，提高离线编程效率。本发明通过OpenGL接口搭建了虚拟仿真环境，不依赖其他平台做二次开发，开放程度高。

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，尤其涉及一种机器人离线编程信息处理系统及方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：自工业机器人发明以来，工业机器人在生产的各个领域起着越来越重要的作用。机器人产业是衡量国家工业化发展程度的标识，也是推动国家经济变革的重要技术。传统的工业机器人正在从简单手持操作编程向智能化、自动化编程机器人转化。我国工业机器人因起步较晚、发展初期不受重视等原因，技术落后于一些发达国家。随着国家对机器人产业前景的重视，工业机器人的发展也越来越多的出现在国家的战略发展目标中。机器人的发展是一个大趋势，工业机器人起初的编程方式只有在线示教编程一种，随着需求的不断增多，如何提高工业机器人编程精度、编程效率，增强轨迹规划的合理性成为了一个关键问题，离线示教编程的发展就是为了解决这些问题。在线示教编程是指由操作人员通过示教器软件操作机器人到指定位置，记录下该点机器人的坐标，重复该步骤，机器人运动各点位置坐标形成在线编程程序。离线示教编程是指利用计算机图形仿真软件，在仿真环境中建立机器人模型及加工工件模型，再经过对图形特征的提取及轨迹插补，自动生成离线编程程序。随着产品复杂程度和制造精度要求的提高，在线示教编程方式已经不能够再满足工业生产需求，因而亟待发展机器人离线编程技术。

工业机器人离线编程软件研究现状，发达国家对机器人领域涉足较早，日本、欧美等一些机器人公司，早在几十年前就已经对机器人离线编程与仿真系统做了大量的技术研究工作，并推出了具有市场竞争力的离线编程软件。中国工业机器人离线编程的市场份额大部分都被机器人“四大家族”所占据，在弧焊、喷涂、激光加工等领域更是几乎垄断。机器人厂家为了提升自己产品在市场上的竞争力，推出了只针对自己机器人系统的专用型离线编程软件。如FANUC公司的ROBOGUIDE软件、ABB公司的RobotStudio软件，不支持除本公司机器人外其他类型机器人，兼容性和拓展性较差。但是由于是机器人公司自行研发，能够与机器人控制底层接口结合，开发出更多更适用的功能，软硬件配合更加契合，封闭性、继承性很强，不便于进行二次开发。另一类是通用型离线编程软件，例如RobotMaster、RobotArt等软件，支持市面上大多数主流工业机器人型号，兼容性和拓展性强，界面开发更加人性化，但是由于不能接触机器人底层控制接口，在实际操作中往往功能及集成度不如专用型机器人离线编程软件。RobotMaster是现在市场上最优秀和应用最广的通用型离线编程商业软件，RobotMaster是基于MasterCAM软件的机器人离线仿真插件单元，用于将MasterCAM解析的刀轨精确转化为机器人运动轨迹，适用于市场上各种主流机器人系统。软件编程效率高，功能全面，可以应用于多种专项技术领域，数据接口全面^[6]，可通过多种标准接口进行数据转换。同时，软件也具有运动轨迹计算准确、碰撞检测及时等优点。RobotWorks是以色列Compucraf公司出品的一款通用型机器人离线编程软件，基于SolidWorks平台进行二次开发。在一个交互式CAD环境中使用RobotWorks进行工作单元设计，运动模拟和机器人编程。用户零件和夹具可以从零件库中加载、从其他CAD程序导入或在SolidWorks内部构建，支持多种品牌机器人。RobotWorks使用SolidsWorks图形和内部引擎沿CAD对象的面，边和曲线快速创建机器人路径。RobotArt是国内首个通用型工业机器人离线编程商用软件。该软件功能覆盖机器人继承应用完整的生命周期，包括方案设计、设备选型、集成调试及产品改型等，可以应用于各类专用领域，并逐步形成了成熟的工艺包和解决方案。RobotArt是国内做的最好的离线编程软件，具有支持多机器人品牌、丰富的二次开发接口、易学易用门槛低等优点，有较高的应用价值。RobotStudio软件是ABB公司开发的一款优秀的专用型离线编程软件。RobotStudio核心技术就是Virtual Robot技术，将实际示教台虚拟化，转变成图形化显示。RobotStudio软件对路径优化及碰撞检测的支持，也是该软件的领先于其他软件的地方。缺点是RobotStudio属于专用型机器人，兼容性较差。