专利名称：基于示教器的机器人人机界面的实现系统及实现方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人系统，具体涉及一种基于示教器的机器人人机界面的的实现系统及实现方法。
背景技术：
机器人系统在许多生产领域的使用实践证明，它在提高生产自动化水平，提高劳动生产率和产品质量，以及经济效益，改善工人劳动条件等方面有着令人瞩目的作用。工业机器人大多工作在结构性工作环境中，机器人完全按事先示教编制好的程序重复不断地工作。常规形式的机器人系统包括机器人本体3、示教器I及控制器2。在对工业机器人的运动状态监控、数据输入输出、动作指令操作时，除了要使用示教器I外，通常还要用到从外部接入的人机接口设备5，这些人机接口设备5 —般由PLC51、触摸屏52 (人机操作界面)、通讯接口板卡53组成，如图I所示。人机接口设备5及在其上运行的人机操作界面52，使得上述人机操作变得更加简单、人性化。但是，这种常规形式的机器人系统需要采购多种硬件设备，如PLC、触摸屏、通讯接口板卡、线缆等；还要使用专用的PLC软件编写人机界面程序。这些硬件设备和专用编程软件的价格较昂贵，势必要增加机器人系统的总体成本；同时这些设备和程序的引入，也增加了机器人系统的复杂程度，降低了机器人系统的综合可靠性。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于示教器的机器人人机界面的实现系统及实现方法，它能使得整个机器人系统具有更高的硬件集成性、软件兼容性和系统安全稳定性，从而降低了机器人系统的总体成本。实现上述目的的一种技术方案是一种基于示教器的机器人人机界面的实现系统，包括机器人示教器、机器人控制器和机器人本体，所述机器人控制器分别连接机器人示教器及机器人本体，所述机器人本体用于执行所述机器人控制器发出的指令，其中，在所述机器人控制器上安装有一人机界面单元，且该人机界面单元是通过所述机器人示教器显示其人机界面。上述的基于示教器的机器人人机界面的实现系统，其中，所述人机界面单元是由网页编辑器和示教器控件包在计算机的视窗操作系统上编制而获得的。上述的基于示教器的机器人人机界面的实现系统，其中，所述示教器控件包为插入式控件包嵌在所述网页编辑器内。上述的基于示教器的机器人人机界面的实现系统，其中，所述机器人示教器带有触摸屏功能。 实现上述目的的另一种技术方案是一种基于示教器的机器人人机界面的实现方法，包括以下步骤
编制程序的步骤，在计算机的视窗操作系统上使用网页编辑器和示教器控件包编制用户所需要的机器人的人机界面程序；传送程序的步骤，先将所述人机界面程序通过网线从所述计算机传送到机器人控制器的存储器中，然后移除所述计算机；设置系统变量的步骤，在机器人示教器上的程序文件存放地址与名称的系统变量中填写所要显示的人机界面程序的存储位置及文件名，在机器人示教器上的程序文件显示名称的系统变量中填写所述人机界面程序在机器人示教器的菜单中所显示的名字，以使所述机器人示教器的菜单项中多出一个所述人机界面程序的文件名的可选菜单项；运行人机界面程序的步骤，在所述机器人示教器上选择所述人机界面程序的文件名的选项，使人机界面程序在所述机器人控制器上运行；
显示人机界面的步骤，所述机器人控制器通过所述机器人示教器的屏幕显示人机界面。上述的基于示教器的机器人人机界面实现方法，其中，所述人机界面程序是stm类型的网页文件。本发明的基于示教器的机器人人机界面的实现系统及实现方法的技术方案，采用网页编辑器生成网页形式的人机界面，并将该人机界面存储在机器人控制器上，最终在机器人控制器上运行并在机器人示教器上显示该人机界面。本发明的实现方法使机器人控制器和机器人示教器完成外部接口设备所完成的功能，并实现了在机器人示教器上显示个性化定制的人机界面，使用户可以直接在机器人示教器上监控机器人的运动状态或执行特定操作，完全取消了传统的外置式人机接口设备，从而降低了机器人系统的成本，提高了机器人系统的安全可靠性与易维护性。
图I为现有技术的带有外置式人机接口设备的机器人系统的结构示意图；图2为本发明的基于示教器的机器人人机界面的实现系统的结构示意图；图3为本发明的基于示教器的机器人人机界面的实现方法中进行编制程序的步骤的实现方式图。
具体实施例方式为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明请参阅图2，本发明的一种基于示教器的机器人人机界面的实现系统，包括机器人示教器I、机器人控制器2和机器人本体3，其中，机器人控制器2分别连接机器人示教器I及机器人本体3 ；机器人示教器I采用带触摸屏功能的FANUC iPendant型示教器；iPendant是可以访问互联网的彩色示教器，便于编程并可以自定义用户界面；机器人本体3采用FANUC R_2000iB型机器人，用于执行机器人控制器2发出的指令；机器人控制器2采用FANUC R_30iA型机器人控制器，在机器人控制器2上安装有一人机界面单元20，且该人机界面单元20是通过机器人示教器I显示其人机界面；人机界面单元20是由网页编辑器和示教器控件包在计算机4的视窗操作系统上编制而获得的；计算机4选用Dell6410型笔记本；视窗操作系统采用微软公司推出的32位WindowsXP操作系统；示教器控件包为插入式控件包嵌在网页编辑器内，网页编辑器采用微软公司推出的FrontPage2003 ;示教器控件包采用FANUC公司推出的FANUC RoboticsiPendantControIs0计算机4的作用是生成人机界面单元20，在人机界面单元20生成完毕并被传送到机器人控制器2上之后，计算机4即可以移除。本发明的一种基于示教器的机器人人机界面的实现方法包括以下步骤编制程序的步骤，在计算机的视窗操作系统40上使用网页编辑器6和示教器控件包7编制用户所需要的机器人的人机界面程序8(见图3)，编制出的人机界面程序8是stm 类型的网页文件(以HMI. stm为例)；传送程序的步骤，先将人机界面程序HMI. stm文件通过网线从计算机传送到机器人控制器的存储器中，然后移除计算机；设置系统变量的步骤，在机器人示教器上的stm程序文件存放地址与名称的系统变量($TX_SCREEN[n]. $DESTINATI0N)中填写所要显示的人机界面程序的存储位置及文件名“FR0M\HMI.stm”，在机器人示教器上的程序文件显示名称的系统变量($TX_SCREEN[n], $SCREEN_NAME)中填写所述人机界面程序在机器人示教器的菜单中所显示的名字(此处以中文名称“人机接口界面”为例)，以使机器人示教器的菜单项中多出一个名为“人机接口界面”的可选菜单项；运行人机界面程序的步骤，在机器人示教器上选择文件名“人机接口界面”的选项，使人机界面程序在机器人控制器上运行；显示人机界面的步骤，机器人控制器通过机器人示教器的屏幕显示人机界面。请参阅图3并结合参阅图2，本发明的一种基于示教器的机器人人机界面的实现方法中，计算机4的作用是编写、调试人机界面程序文件8，在人机界面程序文件8编写完毕并被传送到机器人控制器2上之后，计算机4即可以移除，人机界面程序文件8可以在机器人控制器2和机器人示教器I上独立运行、使用，使用户可以直接在机器人示教器I上监控机器人本体3的运动状态或执行特定操作。操作者可以通过机器人示教器I的触摸屏在人机界面上进行操作，也可以通过机器人示教器I的方向键、数字键和输入键进行字符的选择、数字的输入等操作，从而实现了传统的外置式人机接口设备和人机界面程序所能实现的所有功能，完全取消了传统的外置式人机接口设备，从而降低了机器人系统的成本，提高了机器人系统的安全可靠性与易维护性。由于人机界面程序文件是在机器人控制器2的FROM存储器中存储，在机器人控制器2上运行，在iPendant型机器人示教器I的触摸屏上显示与操作，因此，本发明的基于示教器的机器人人机界面的实现方法使得整个机器人系统具有更高的硬件集成性、软件兼容性和系统安全稳定性，降低了机器人系统的总体成本。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
1.一种基于示教器的机器人人机界面的实现系统，包括机器人示教器、机器人控制器和机器人本体，所述机器人控制器分别连接机器人示教器及机器人本体，所述机器人本体用于执行所述机器人控制器发出的指令，其特征在于，在所述机器人控制器上安装有一人机界面单元，且该人机界面单元是通过所述机器人示教器显示其人机界面。
2.根据权利要求I所述的基于示教器的机器人人机界面的实现系统，其特征在于，所述人机界面单元是由网页编辑器和示教器控件包在计算机的视窗操作系统上编制而获得的。
3.根据权利要求2所述的基于示教器的机器人人机界面的实现系统，其特征在于，所述示教器控件包为插入式控件包嵌在所述网页编辑器内。
4.根据权利要求I所述的基于示教器的机器人人机界面的实现系统，其特征在于，所述机器人示教器带有触摸屏功能。
5.一种基于示教器的机器人人机界面的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括以下步骤 编制程序的步骤，在计算机的视窗操作系统上使用网页编辑器和示教器控件包编制用户所需要的机器人的人机界面程序； 传送程序的步骤，先将所述人机界面程序通过网线从所述计算机传送到机器人控制器的存储器中，然后移除所述计算机； 设置系统变量的步骤，在机器人示教器上的程序文件存放地址与名称的系统变量中填写所要显示的人机界面程序的存储位置及文件名，在机器人示教器上的程序文件显示名称的系统变量中填写所述人机界面程序在机器人示教器的菜单中所显示的名字，以使所述机器人示教器的菜单项中多出一个所述人机界面程序的文件名的可选菜单项； 运行人机界面程序的步骤，在所述机器人示教器上选择所述人机界面程序的文件名的选项，使人机界面程序在所述机器人控制器上运行； 显示人机界面的步骤，所述机器人控制器通过所述机器人示教器的屏幕显示人机界面。
6.根据权利要求5所述的基于示教器的机器人人机界面实现方法，其特征在于，所述人机界面程序是stm类型的网页文件。
全文摘要
本发明公开了一种基于示教器的机器人人机界面的实现系统，包括机器人示教器、机器人控制器和机器人本体。其中，机器人控制器分别连接机器人示教器及机器人本体；机器人本体用于执行机器人控制器发出的指令；在机器人控制器上安装有一人机界面单元，且该人机界面单元是通过机器人示教器显示其人机界面。本发明还公开了一种基于示教器的机器人人机界面的实现方法，采用网页编辑器生成网页形式的人机界面程序，并将该人机界面程序存储在机器人控制器上，最终在机器人控制器上运行并在机器人示教器上显示该人机界面。本发明的方法完全取消了传统的外置式人机接口设备，从而降低了机器人系统的成本，提高了机器人系统的安全可靠性与易维护性。
文档编号G06F9/44GK102681856SQ20121017744
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者张海森, 李广伟, 王企远, 钱晖 申请人:上海发那科机器人有限公司