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CN103231374B一种基于以太网通信的工业机器人示教盒[caired.com-彩红网3D模型下载CG模型平面素材专利检索网站源码]

本发明公开了一种工业机器人示教盒,包括中央处理器、协处理器、手动操作单元、动态存储器和显示单元,中央处理器分别与协处理器、动态存储器和显示单元电连接,手动操作单元通过协处理器与中央处理器电连接,动态存储器中存储用于运行的程序,手动操作单元用于手动输入控制指令,中央处理器用于读取动态存储器中存储的工业机器人运行程序并将其处理为运行指令,输出到控制器以控制工业机器人的运行,或通过协处理器读取从手动操作单元输入的手动操作信息并处理为运行指令,输出到控制器以控制工业机器人运行,显示单元用于显示运行指令。本发明可以实现高质量的通信,速度提高的同时保证稳定性,具有按键少、操作简单、安全性高的特点。
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技术领域

[0001] 本发明属于机器人工业机器人示教盒领域,具体涉及一种基于以太网的工业机器人示教盒。

背景技术

[0002] 随着现代工业复杂性的增大、自动化水平的提升,作为面向未来工业应用的一个重要生产单元一工业机器人,其技术需要整体发展。作为人机界面的工业机器人示教盒是机器人控制系统的重要组成部分,操作者通过示教盒进行手动示教,控制机器人达到不同位姿,并记录各个位姿点坐标。利用机器人语言进行在线编程,实现程序回放,让机器人执行程序要求的轨迹运动,这也称为示教编程。工业机器人示教盒功能的好坏,会直接影响到工业机器人的实用性。

[0003] 工业机器人示教盒与机器人控制器通过线缆连接,操作者通过操作示教盒,主要是操作示教盒按键,向机器人控制器发送命令,通过机器人控制器来控制机器人动作,同时将从机器人控制器接收到的运动状态等信息显示出来。示教盒一般具有在不同坐标系下控制机器人、显示运行状态以及对机器人实现示教编程与再现等功能。

[0004] 专利文献201120045954.6公开了一种工业机器人示教控制器。该示教控制器的设计充分利用人体工程学,有效地设置各个功能键,特别是急停按钮在控制面板上的位置,从而使该示教控制器操作简单、有效地降低了操作人员疲劳度、并可在紧急情况下迅速停止机器人动作。但其按键较多,示教控制器体积较大。

[0005] 专利文献20111031764.0公开了一种具备总线通信的机器人示教盒及其控制方法,使操作人员可以监控机器人的运行参数,并更安全的远程操作机器人。该示教盒采用NPR通信协议进行数据交换,使得数据丢失率低,系统抗干扰性强。然而,其通信质量依然有待进一步的改善,如提高通信速度和稳定性。

[0006] 同时随着工业机器人在各个领域中的广泛应用,对于示教盒的人性化程度和安全性也提出了更高的要求。

发明内容

[0007] 本发明目的在于克服工业机器人示教盒现有的不足,提出一种基于以太网的工业机器人示教盒,其通过以太网实现其通信功能,通过改善操作方式使其操作简单、安全性和人性化程度提升,可以很大程度地提高示教盒与机器人控制器的通信质量,同时很好地保证了稳定性。

[0008] 实现本发明目的所采用的具体技术方案如下。

[0009] 一种工业机器人示教盒,其与工业机器人的控制器连接,用于对工业机器人的示教,其特征在于,该示教盒包括中央处理器、协处理器、手动操作单元、动态存储器和显示单元,其中,所述中央处理器分别与协处理器、动态存储器和显示单元电连接,并与所述控制器通过以太网连通,所述手动操作单元通过所述协处理器与所述中央处理器电连接,所述动态存储器中存储用于工业机器人运行的程序,所述手动操作单元用于手动输入机器人的控制指令,所述中央处理器用于读取动态存储器中的存储的机器人运行程序并处理为运行指令,输出到控制器以控制机器人运行,或通过协处理器读取从手动操作单元输入的手动操作信息并处理为运行指令,输出到控制器以控制机器人运行,同时,所述运行指令输入到显示单元进行显示。

[0010] 作为本发明的改进,所述工业机器人示教盒还包括以太网网卡,所述中央处理器与控制器通过该以太网网卡连通,以将运行指令通过以太网发送给控制器。

[0011] 作为本发明的改进,所述手动操作单元包括具有多个功能按键的控制面板,用于手动控制机器人的运动或控制显示单元的显示。

[0012] 作为本发明的改进,所述控制面板包括程序功能键、界面功能键以及用于机器人轴的选择的轴选择功能键,其中所述程序功能键用于控制所述中央处理器读取动态存储器中的存储的机器人运行程序,实现机器人自动运行,所述界面功能键用于控制中央处理器对显示单元的显示内容进行控制;所述轴选择功能键用于控制中央处理器选择需要操作的机器人轴,以对选定轴进行操作。

[0013] 作为本发明的改进,所述手动操作单元还包括滚轮单元,其通过前后滚动产生操作信息,所述中央处理器通过所述协处理器获得所述操作信息,从而产生操作指令以控制机器人的运动或控制显示单元的显示。

[0014] 作为本发明的改进,所述协处理器具有脉冲模块和脉冲数寄存器模块,所述滚轮单元滚动时产生脉冲,通过所述计脉冲模块判定脉冲数的增减,并将产生的脉冲数实时写入所述脉冲数寄存器模块中,所述中央处理器通过所述脉冲寄存器存储的脉冲数的比较判定滚轮向前或向后的操作,从而获得相应的控制指令,以对机器人的运动或显示单元的显示进行控制。

[0015] 作为本发明的改进,所述手动操作单元还包括紧急停止按钮和安全开关,其直接与所述控制器连接,分别用于直接紧急停止和控制机器人的运行。

[0016] 作为本发明的改进,所述示教盒还包括USB和串口,用于示教盒和外界设备之间的数据传输。

[0017] 作为本发明的改进,所述示教盒的控制面板上各功能键及滚轮单元均布置在控制面板的左右边缘位置。

[0018] 本发明的示教盒用于参数设定、文件管理、通过以太网将操作的按键值传输到机器人控制器中,及时将机器人控制器反馈回来的状态显示到显示单元上,并且可以进行示教编程。本示教盒与机器人主控制器采用以太网通信、使用标准TCP/IP协议,TCP/IP协议是目前最完整、最被普遍接受的通信协议标准。根据所需要传输的数据类型的不同选择UDP或TCP来进行数据的接收。通过这种方式一方面对实时性要求高的数据保证传输速度,对准确性要求高的数据保证稳定性。

[0019] 本示教盒所述的滚轮单元可以通过滚动该示教盒中的滚轮单元,来切换当前界面选择的内容,选择相关项等。另外,可以配合机器人轴的选择功能键,在手动模式下,对选定的机器人轴进行手动操作,通过滚轮单元滚过的滚动量来控制进给量。本发明的安全开关,在示教盒背面各有一个,功能相同,无论操作人员惯用左手还是右手,均可以方便的操作。每个安全开关设计有三个档位,松开时为零位,轻握时到第一档位,用力紧握时到第二个档位。只有第一档位是有效的,此时可控制机器人运动,而松开或者紧握时都无法控制机器人运动。

[0020] 本发明的示教盒可以实现高质量的通信,速度提高的同时有效地保证稳定性,具有按键少、操作方法简单、人性化程度高、安全性高的特点。

[0021] 本发明的有益效果是:

[0022] ( I)本发明采用以太网通信,提高了示教盒与机器人控制器的通信质量,不仅速度提高,而且很好地保证了稳定性。

[0023] (2)本发明所述滚轮单元,使得示教盒控制面板上的按键少且直观,与日常生活工作中用的鼠标滚轮外形相同,且操作方法相似,操作人员很容易掌握其用法。

[0024] (3)本发明所述安全开关,设计有两个档位。操作人员通过松开、轻握或紧握,来实现对机器人操作的有无效性,可以提高操作的警惕性。同时,当手动操作出现意外时,操作人员无论松开还是紧握,都可以及时停止机器人的运动,提高了控制系统的安全性。

[0025] (4)本发明所述的安全开关在示教盒背面各有一个,功能相同,无论操作人员惯用左手还是右手,均可以方便的操作。

[0026] (5)本发明所述的安全开关和滚轮单元,都是从操作人员的自身体验出发,提高了示教盒的人性化程度。

附图说明

[0027]图1是本发明实施例的示教盒与作为下位机的机器人控制器构成的控制系统示意图。

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