专利名称：一种用于点胶机器的联机示教处理系统的制作方法
一种用于点胶机器的联机示教处理系统本发明涉及机械自动化技术领域，具体地说是采用一种用于点胶机器的联机示教 处理系统。点胶机器人是工业机器人的一种，是一种拥有三到五个自由度的机械手臂，其基 本功能就是按照给定的指令控制机械手臂按照指定的路径将胶水均勻涂布在指定的介质 上。三自由度的点胶机器人一般为直角坐标系，四自由度的点胶机器人分为双手臂和带旋 转手臂两种，五自由度的点胶机器人则可能由双工位、旋转手臂、自动送料、流水线等多种 组合。点胶机器人广泛应用于电子加工、表面贴装、芯片封装、工艺品加工等领域，是电子加 工领域的必需设备之一。在生产实践中，点胶机器人逐步划分为两大类一类是基于微机或工控机的，即联机式，这一类型的点胶机器人一体式拥有大尺 寸的显示器，拥有键盘、鼠标等交互设备，甚至带有和手臂同步移动的摄像头，这种联机式 的点胶机器人操作的主要数据是CAD/CAM模型，通过键盘、鼠标在屏幕上进行操作，主要优 势是对模型的整体控制性能好，在路径规划、参数调整方面非常方便；另一类是不依赖PC独立工作的，这一类型的点胶机器人一般带有专用的示教编 程器，专用控制卡，一般不支持键盘、鼠标和摄像头，它与点胶机器人通过通讯接口连接，它 的示教方式，直接面向待加工工件，通过编程器控制机器人手臂移动到指定位置，并记录关 键点，设置参数，然后回放，这种方式的最大好处就是直观，回放时机械手臂的位置就是示 教时记录的位置，简单方便，缺点是同一时间机械手臂只能位于某一点，无法对加工路径进 行整体审查修改。点胶机器人主体，包括构成机械手臂的机械结构，电机，驱动器，传动机构和控制卡。点胶机器人主体可以接收来自示教编程器或计算机的指令，并且根据指令运行到 指定位置或连续自动运行。本发明的目的是克服现有技术不足，通过整合原先两种点胶机器人的优势，即将 原先一体联机式的点胶机器人改变为PC与点胶机器人通过通讯接口连接的方式，同时对 示教编程器内部原有的通讯结构也进行改变；使点胶机器人与PC和示教编程器自由组合 式的连接，既可全部连接，也可选择性的单独连接PC和示教编程器中的任一种，在微机、示 教编程器和点胶机器人之间建立联动关系，在示教编程时微机屏幕可同步更新显示CAD模 型，在修改CAD模型时点胶机器人的坐标可得到同步更新，实现所见即所得的效果，通过本 方法可以提高编程效率，特别是对于复杂的三维工件可同时提高效率和精度。为实现上述目的，设计一种用于点胶机器的联机示教处理系统，主要由点胶机器人主体、示教编程器、内嵌有CAD/CAM模型处理软件的微机构成的软硬件结合，其特征在 于点胶机器人主体内设命令解释器和主体通讯接口，微机和示教编程器中的至少一个与 点胶机器人主体采用接口通讯连接形成联机编程模式或编程模式或联机模式，所述的点胶 机器人主体主要由机器人手臂依次通讯连接运动控制器、命令解释器及至少两个主体通讯 接口所构成；所述的示教编程器主要由人机交互界面的输出端依次连接命令发生器、转发 器的一端，转发器的另一端分两路分别连接第一通讯接口的一端和第二通讯口的一端所构 成；所述的微机内嵌有CAD/CAM模型处理软件，并设有另一命令发生器和微机通讯接口，微 机的人机交互界面的输出端输出控制信号至CAD/CAM模型处理软件，CAD/CAM模型处理软 件再依次与另一命令发生器、微机通讯接口一端通讯连接；点胶机器人主体通过主体通讯 接口接收来自微机或示教编程器发出的示教指令或自动运行指令，经命令解释器解析后发 送至运动控制器的存储单元内，运动控制器的存储单元再将命令发送给机器人手臂执行操 作，使点胶机器人主体完成示教任务或加工任务。所述的联机编程模式为，示教编程器的第一通讯接口和第二通讯接口分别与微机 通讯接口、一个主体通讯接口连接所形成的联机编程模式。所述的联机编程模式为，点胶机器人主体的两个主体通讯接口分别与微机通讯接 口、示教编程器的第一通讯接口或第二通讯接口连接所形成的联机编程模式。所述的编程模式为，示教编程器的第一通讯接口另一端或第二通讯口的另一端连 接点胶机器人主体的一个主体通讯接口。所述的联机模式为，微机通讯接口连接点胶机器人主体的一个主体通讯接口。在联机编程模式时，点胶机器人主体接受微机发出的示教指令时，微机的CAD/CAM 模型处理软件结合示教编程器进行如下处理步骤(1)微机向点胶机器人主体发送“开始 示教任务”的命令；(2)点胶机器人主体向微机反馈接收到“通讯确认”命令后；(3)微机 的另一命令发生器经微机通讯接口向点胶机器人主体发送示教指令；(4)点胶机器人主体 经一个主体通讯接口接收示教指令后，再将指令发送至命令解释器；(5)命令解释器解析 指令后，再将解析后指令发送至运动控制器，使机器人手臂执行指令，同时刷新机器人手臂 的位置坐标及点胶机器人主体相关状态信息，并将刷新后的执行结果信息反馈至微机；(6) 微机根据执行结果更新CAD/CAM模型，并刷新微机的屏幕显示；(7)示教编程器通过第一或 第二通讯接口来查询获取当前机器人手臂的位置坐标及点胶机器人主体的相关状态信息， 并刷新示教编程器的屏幕显示；(8)微机向点胶机器人主体发送停止示教任务，结束示教。在联机编程模式时，点胶机器人主体接受示教编程器发出的示教指令时，用户通 过示教编程器结合微机进行如下处理步骤(1)用户从示教编程器的人机交互界面的键盘 输入示教指令，并发送至命令发生器，命令发生器再将示教指令经转发器发送至第一和第 二通讯接口，第一或第二通讯接口再将示教指令发送至点胶机器人主体；(2)点胶机器人 主体经一个主体通讯接口接收示教指令后，再将示教指令发送至命令解释器；(3)命令解 释器再将解析后的示教指令发送至运动控制器，使机器人手臂执行示教指令；(4)机器人 手臂执行指令后，刷新机器人手臂的位置坐标及点胶机器人主体的其它相关状态信息，并 向示教编程器反馈执行结果；(5)示教编程器再主动查询并获取的执行结果中的机器人手 臂位置坐标及点胶机器人主体其它相关状态信息，同时刷新示教编程器的屏幕显示；(6) 微机再通过微机通讯接口查询获取当前机器人手臂的位置坐标及点胶机器人主体相关状态信息后，更新CAD/CAM模型，并刷新屏幕显示。在联机编程模式时，点胶机器人主体接收示教编程器或微机中的任何一个发出的 自动运行指令时，示教编程器或微机独立地周期性地查询当前的机器人手臂坐标及点胶 机器人主体其它相关状态信息，在微机检测到点胶机器人开始自动运行之后，根据用户对 CAD/CAM模型处理软件的设置，在微机屏上显示运行效果图，即在微机的屏幕上模拟显示 CAD/CAM模型的加工过程。本发明同现有技术相比，点胶机器人主体采用通讯接口自由的选择性连接嵌有 CAD/CAM模型处理软件的微机和示教编程器，在微机、示教编程器和点胶机器人之间建立联 动关系，在示教编程时微机屏幕可同步更新显示CAD/CAM模型，在修改CAD/CAM模型时点胶 机器人主体的机器人手臂坐标可得到同步更新，实现所见即所得的效果，提高编程效率，特 别是对于复杂的三维工件可同时提高效率和精度。
图1为本发明联机模式下的一种连接方式。图2为本发明联机模式下的另一种连接方式。图3为本发明联机模式下使用微机进行示教时工作流程示意图。图4为本发明联机模式下使用示教编程器进行示教时工作流程示意图。图5为本发明联机模式下接收自动运行加工命令时的工作流程示意图。图6为本发明中从机通讯流程示意图。图7为本发明中示教文件上传流程示意图。图8为本发明中示教文件下载流程示意图。下面结合附图对本发明作进一步的说明，本发明对本技术领域的人来说还是比较 清楚的。—、点胶机器人主体，包括构成机器人手臂的机械结构、电机、驱动器、传动机构、 运动控制器，本发明中点胶机器人主体还包含一个命令解释器和至少两个主体通讯接口， 其内部连接结构为点胶机器人主体的机器人手臂通讯连接运动控制器的一端，运动控制器 的另一端通讯连接一命令解释器的一端，命令解释器的另一端设至少两个主体通讯接口。点胶机器人主体可以接收来自示教编程器或微机发出的指令，并且根据指令运行 到指定位置或连续自动运行，点胶机器人主体的主体通讯接口可以与示教编程器或微机连 接并进行双向通讯，命令解释器负责解释从主体通讯接口接收到的指令，并执行指令，并从 主体通讯接口返回执行结果的信息。二、示教编程器，设有至少一组按键，也可设一个屏幕形成人机交互界面，人机交 互界面的一通讯端连接命令发生器的一端，命令发生器的另一端分两路连接第一通讯接口 的一端和第二通讯口的一端。通过示教编程器可以向点胶机器人主体发送命令，包括控制机器人手臂移动到指 定位置，记忆当前位置，和连续自动运行，示教编程器设两个通讯接口，即第一通讯接口和 第二通讯接口，示教编程器中的任意一个通讯接口与微机通讯接口连接，该示教编程器的通讯接口可用于转发微机的命令到点胶机器人主体。三、微机，采用普通PC或工控机，微机内嵌有CAD/CAM模型处理软件，并设有另 一命令发生器和微机通讯接口，用户通过微机的人机交互界面向CAD/CAM模型发送指令， CAD/CAM模型处理软件再与另一命令发生器的一端进行通信，另一命令发生器的另一端连 接微机通讯接口的一端；该CAD/CAM模型处理软件可以通过图形方式处理点、直线、曲线等 CAD数据，包括修改CAD图形坐标、参数，并且可以向点胶机器人主体发送指令，包括控制机 器人手臂移动到指定位置，记忆当前位置，和连续自动运行。四、连接方式1、点胶机器人主体与示教编程器和微机三者同时连接形成联机编程模式，主要有 两种连接方式第一种，示教编程器的第一通讯接口和第二通讯接口分别与微机的通讯接口、一 个主体通讯接口连接，形成一种联机编程模式；第二种，主要由点胶机器人主体的两个主体通讯接口分别与微机通讯接口、示教 编程器的第一通讯接口或第二通讯接口连接，所形成的另一种联机编程模式。采用上述任意一种联机编程模式时，如用户从示教编程器发出的指令为示教指令 时，则为示教编程模式，此时点胶机器人接受示教编程器发出的示教指令，具体为用户通过 示教编程器结合微机进行如下处理步骤(1)用户从示教编程器的人机交互界面的键盘输 入示教指令，并发送至命令发生器，命令发生器再将示教指令经转发器发送至第一和第二 通讯接口，第一或第二通讯接口再将示教指令发送至点胶机器人主体；(2)点胶机器人主 体经一个主体通讯接口接收示教指令后，再将示教指令发送至命令解释器；(3)命令解释 器再将解析后的示教指令发送至运动控制器，使机器人手臂执行示教指令；(4)机器人手 臂执行指令后，刷新机器人手臂的位置坐标及点胶机器人主体的其它相关状态信息，并向 示教编程器反馈执行结果；(5)示教编程器再主动查询并获取的执行结果中的机器人手臂 位置坐标及点胶机器人主体其它相关状态信息，同时刷新示教编程器的屏幕显示；(6)微 机再通过微机通讯接口查询获取当前机器人手臂的位置坐标及点胶机器人主体相关状态 信息后，更新CAD/CAM模型，并刷新屏幕显示，参见图2和图4。采用上述任意一种联机编程模式时，如用户从微机发出的指令为示教指令时，则 点胶机器人接受微机的示教，微机的CAD/CAM模型处理软件结合示教编程器进行如下处理 步骤(1)微机向点胶机器人主体发送“开始示教任务”的命令；(2)点胶机器人主体向微机 反馈接收到“通讯确认”命令后；(3)微机的另一命令发生器经微机通讯接口向点胶机器人 主体发送示教指令；(4)点胶机器人主体经一个主体通讯接口接收示教指令后，再将指令 发送至命令解释器；(5)命令解释器解析指令后，再将解析后指令发送至运动控制器，使机 器人手臂执行指令，同时刷新机器人手臂的位置坐标及点胶机器人主体相关状态信息，并 将刷新后的执行结果信息反馈至微机；(6)微机根据执行结果更新CAD/CAM模型，并刷新微 机的屏幕显示；(7)示教编程器通过第一或第二通讯接口来查询获取当前机器人手臂的位 置坐标及点胶机器人主体的相关状态信息，并刷新示教编程器的屏幕显示；(8)微机向点 胶机器人主体发送停止示教任务，结束示教，参见图1和图3。参见图5，采用上述任意一种联机编程模式时，如示教编程器或微机中的任何一个 发出的指令为自动运行指令时，点胶机器人主体接收示教编程器或微机中的任何一个发出的自动运行指令时，示教编程器或微机独立的周期性地查询点胶机器人主体当前的机器人 手臂坐标及相关状态信息，在微机检测到点胶机器人开始自动运行之后，根据用户对CAD/ CAM模型处理软件的设置，在微机屏上显示运行效果图，即在微机的屏幕上模拟显示CAD/ CAM模型的加工过程。在本发明所述的联机编程模式下，点胶机器人主体作为命令接收和执行器，示教 编程器和微机向点胶机器人主体发送命令并从与点胶机器人主体的通讯中获得命令执行 的结果和机器人手臂的位置等信息。2、点胶机器人主体选择性的与示教编程器或微机通过接口进行连接第一种为，点胶机器人主体与示教编程器通过接口连接，主要由示教编程器的第 一通讯接口另一端或第二通讯口的另一端连接点胶机器人主体的一个主体通讯接口所构 成，此时相当于原先的不依赖于微机独立工作的带有编程器的点胶机器人，也即编程模 式；另一种为，点胶机器人主体与微机通过接口进行连接，主要由微机通讯接口连接 点胶机器人主体的一个主体通讯接口所构成，此时相当于基于PC的联机式点胶机器人，也 即联机模式。本发明中所使用的通讯接口包括但不限于USB、RS485、RS232和以太网，但所述的 通讯接口在不使用时不影响点胶机器人主体的工作，并且通讯接口支持热插拔。在点胶机器人主体与示教编程器和微机三者之外，允许有其他可发送命令的组成 部分，包括但不限于点胶机器人主体的外壳或面板上的简易控制按键，可发送命令的组成 部分所使用的命令与前述示教编程器和微机的命令相同。五、本发明中微机、示教编程器和点胶机器人主体之间的通讯所使用的协议。(一 )基础通讯协议1、为加入通讯的每一个设备分配一个地址，返回0 127，规定点胶机器人主体的 设备地址为1，示教编程器的地址为2。2、把通讯中的双方分为主机和从机，规定所有通讯由主机发起，从机只能响应，不 能发起通讯，本发明中主机为微机或示教编程器，从机为点胶机器人，每一次通讯由主机向 从机发一次请求和从机向主机发一次应答两部分构成，无论请求还是应答，数据均以不超 过528字节的二进制数据帧发送，规定每一帧的基本格式为
权利要求
1.一种用于点胶机器的联机示教处理系统，主要由点胶机器人主体、示教编程器、内 嵌有CAD/CAM模型处理软件的微机构成的软硬件结合，其特征在于点胶机器人主体内设 命令解释器和主体通讯接口，微机和示教编程器中的至少一个与点胶机器人主体采用接口 通讯连接形成联机编程模式或编程模式或联机模式，所述的点胶机器人主体主要由机器人 手臂依次通讯连接运动控制器、命令解释器及至少两个主体通讯接口所构成；所述的示教 编程器主要由人机交互界面的输出端依次连接命令发生器、转发器的一端，转发器的另一 端分两路分别连接第一通讯接口的一端和第二通讯口的一端所构成；所述的微机内嵌有 CAD/CAM模型处理软件，并设有另一命令发生器和微机通讯接口，微机的人机交互界面的输 出端输出控制信号至CAD/CAM模型处理软件，CAD/CAM模型处理软件再依次与另一命令发 生器、微机通讯接口一端通讯连接；点胶机器人主体通过主体通讯接口接收来自微机或示 教编程器发出的示教指令或自动运行指令，经命令解释器解析后发送至运动控制器的存储 单元内，运动控制器的存储单元再将命令发送给机器人手臂执行操作，使点胶机器人主体 完成示教任务或加工任务。
2.如权利要求1所述的一种用于点胶机器的联机示教处理系统，其特征在于所述的 联机编程模式为，示教编程器的第一通讯接口和第二通讯接口分别与微机通讯接口、一个 主体通讯接口连接所形成的联机编程模式。
3.如权利要求1所述的一种用于点胶机器的联机示教处理系统，其特征在于所述的 联机编程模式为，点胶机器人主体的两个主体通讯接口分别与微机通讯接口、示教编程器 的第一通讯接口或第二通讯接口连接所形成的联机编程模式。
4.如权利要求1所述的一种用于点胶机器的联机示教处理系统，其特征在于所述的 编程模式为，示教编程器的第一通讯接口另一端或第二通讯口的另一端连接点胶机器人主 体的一个主体通讯接口。
5.如权利要求1所述的一种用于点胶机器的联机示教处理系统，其特征在于所述的 联机模式为，微机通讯接口连接点胶机器人主体的一个主体通讯接口。
6.如权利要求1所述的一种用于点胶机器的联机示教处理系统，其特征在于在联机 编程模式时，点胶机器人主体接受微机发出的示教指令时，微机的CAD/CAM模型处理软件 结合示教编程器进行如下处理步骤(1)微机向点胶机器人主体发送“开始示教任务”的命 令；(2)点胶机器人主体向微机反馈接收到“通讯确认”命令后；(3)微机的另一命令发生 器经微机通讯接口向点胶机器人主体发送示教指令；(4)点胶机器人主体经一个主体通讯 接口接收示教指令后，再将指令发送至命令解释器；(5 )命令解释器解析指令后，再将解析 后指令发送至运动控制器，使机器人手臂执行指令，同时刷新机器人手臂的位置坐标及点 胶机器人主体相关状态信息，并将刷新后的执行结果信息反馈至微机；(6)微机根据执行 结果更新CAD/CAM模型，并刷新微机的屏幕显示；(7)示教编程器通过第一或第二通讯接口 来查询获取当前机器人手臂的位置坐标及点胶机器人主体的相关状态信息，并刷新示教编 程器的屏幕显示；(8)微机向点胶机器人主体发送停止示教任务，结束示教。
7.如权利要求1所述的一种用于点胶机器的联机示教处理系统，其特征在于在联机 编程模式时，点胶机器人主体接受示教编程器发出的示教指令时，用户通过示教编程器结 合微机进行如下处理步骤(1)用户从示教编程器的人机交互界面的键盘输入示教指令， 并发送至命令发生器，命令发生器再将示教指令经转发器发送至第一和第二通讯接口，第一或第二通讯接口再将示教指令发送至点胶机器人主体；(2)点胶机器人主体经一个主体 通讯接口接收示教指令后，再将示教指令发送至命令解释器；(3)命令解释器再将解析后 的示教指令发送至运动控制器，使机器人手臂执行示教指令；(4)机器人手臂执行指令后， 刷新机器人手臂的位置坐标及点胶机器人主体的其它相关状态信息，并向示教编程器反馈 执行结果；(5)示教编程器再主动查询并获取的执行结果中的机器人手臂位置坐标及点胶 机器人主体其它相关状态信息，同时刷新示教编程器的屏幕显示；(6)微机再通过微机通 讯接口查询获取当前机器人手臂的位置坐标及点胶机器人主体相关状态信息后，更新CAD/ CAM模型，并刷新屏幕显示。
8.如权利要求1所述的一种用于点胶机器的联机示教处理系统，其特征在于在联机 编程模式时，点胶机器人主体接收示教编程器或微机中的任何一个发出的自动运行指令 时，示教编程器或微机独立地周期性地查询当前的机器人手臂坐标及点胶机器人主体其它 相关状态信息，在微机检测到点胶机器人开始自动运行之后，根据用户对CAD/CAM模型处 理软件的设置，在微机屏上显示运行效果图，即在微机的屏幕上模拟显示CAD/CAM模型的 加工过程。
全文摘要
本发明涉及机械自动化技术领域，具体地说是采用一种用于点胶机器的联机示教处理系统,其特征在于点胶机器人主体内设命令解释器和主体通讯接口，微机和示教编程器中的至少一个与点胶机器人主体采用接口通讯连接形成联机编程模式或编程模式或联机模式；点胶机器人主体通过主体通讯接口接收来自微机或示教编程器发出的示教指令或自动运行指令，经命令解释器解析后发送至运动控制器的存储单元内，运动控制器的存储单元再将命令发送给机器人手臂执行操作，使点胶机器人主体完成示教任务或加工任务。本发明同现有技术相比，在修改CAD/CAM模型时点胶机器人主体的机器人手臂坐标可得到同步更新，提高编程效率和精度。
文档编号G09B25/02GK102117571SQ20111007992
公开日2011年7月6日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者代田田 申请人:上海柏楚电子科技有限公司