描周期内待执行的一条指令代码。
[0011]在本发明一实施例中，在所述步骤S6中，所述中间层程序在每个扫描周期内，通过基于所述应用层程序提供的机器人固定参数和当前用户指令代码参数以及基于所述存储区E提供的每台机器人对应的每个关节中的状态数据，计算在当前扫描周期内的每台机器人对应的每个关节的运动数据;所采用的计算方法为:为不同构型以及不同关节数量的机器人编写用户指令代码执行函数库，每台机器人在运动过程执行用户指令代码时，均调用所述函数库中对应的库函数，完成机器人正运动学计算，运动所必需的中间点插补计算以及逆运动学计算，并得到各个关节实时运动数据，并转换成对应关节驱动模块匹配的控制数据。
[0012]在本发明一实施例中，在所述步骤S8中，每个关节驱动模块依序读取报文相应位置的控制数据，且将状态数据写入报文相应位置，每个EtherCAT从站处理完报文后均将报文传输至下一个EtherCAT从站，由最后一个EtherCAT从站发回经过完全处理的报文，并由第一个EtherCAT从站将其作为响应报文送回控制器中，完成主-从-主之间的循环通信。
[0013]相较于现有技术，本发明具有以下有益效果:
1、用户根据需求可选配控制器，提高资源利用率。只要具备以太网接口且支持EtherCAT协议的计算机就可以作为本发明的控制器，从而把机器人控制器从专用设备简化为通用设备，用户可以根据机器人的运动插补和精度要求选择控制器的硬件配置，充分发挥和利用控制器的性能和功能，提高资源有效利用率。
[0014]2、本发明工业机器人群控系统可兼容不同种类机器人，应用灵活，扩展性强。由于EtherCAT拓扑结构灵活，控制器控制机器人的数量可以随意增减，机器人在系统集成时，可任意增加外关节，为用户使用带来了极大的方便，并显著降低了设备投入。系统可兼容不同种类的机器人，这就允许在同一条产线上可以共存多台构型不同，关节数量不同的机器人，如通用6自由度工业机器人和各种专用机器人，并且统一控制所有机器人。
[0015]3、本发明工业机器人群控系统采用EtherCAT工业以太网通讯技术，系统可靠性强。由于所有机器人由一个控制器进行控制，生产线上的不同机器人之间的通讯联络都已经成为控制器自身内部的事情，不需要占用机器人的I/O端子资源，简化了接线。EtherCAT工业以太网技术，具备Processing on the fly、分布时钟同步等技术，各机器人关节同步性高，响应速度快，实现工业机器人高速、准确运动，通讯可靠性强，且线束更少，在提高系统可靠性能的同时，降低了硬件的成本。
[0016]特别是在诸如冲压、包装等定位精度要求不是很高、运动自由度数低于6个、机器人台数需求量又很大的产线，应用本发明工业机器人群控系统:研制开发关节数在4自由度左右的专用、经济型机器人，并通过一个控制器对所有机器人进行控制，通过适当配置控制器(计算机)的CPU等硬件资源，以满足生产线所需的速度、精度要求，相比于通用6自由度工业机器人的生产线而言，不仅大幅降低设备投入成本，而且还给用户使用带来了实实在在的方便。
[0017]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
【附图说明】
[0018]图1是本发明中工业机器人群控系统的构造示意图。
[0019]图2是现有的工业机器人群控系统的构造示意图。
[0020]图3是本发明中工业机器人群控系统的软件构架示意图。
[0021 ]图4是本发明中工业机器人群控系统的应用层程序示意图。
[0022]图5是本发明中工业机器人群控系统的中间层直线插补程序示意图。
[0023]图6是本发明中工业机器人群控系统的设备层程序示意图。
[0024]【标号说明】:1_示教器，2-控制器，3-机器人，4-机械臂本体，5-关节驱动模块，6-以太网接口，7-以太网线，8-主控制器，9-独立的控制器。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
[0026]本发明提供一种工业机器人群控系统，如图1所示，具体包括一示教器1、一控制器
2、至少2台机器人3。每台机器人都包括机械臂本体4、至少I个关节驱动模块5。控制器2和关节驱动模块5都具有支持EtherCAT协议的以太网接口 6。示教器I与控制器2连接，控制器2通过以太网线7与所有机器人3的所有关节驱动模块5顺序连接，控制器2与机器人Rl中的第一个关节驱动模块相连，机器人Rl中的第一个关节驱动模块至最后一个关节驱动模块依次相连，机器人Rl中的最后一个关节驱动模块与机器人R2中的第一个关节驱动模块相连，且机器人R2至机器人Rn内的关节驱动模块均采用如机器人Rl的连接方式，机器人之间均采用如机器人Rl与机器人R2的连接方式。控制器2作为EtherCAT主站，所有机器人3的所有关节驱动模块5作为EtherCAT从站，每台机器人内的所有关节驱动模块5划为一组，通过控制器2对所有机器人3进行群控。
[0027]通常的机器人群控系统架构如图2所示，其本质区别在于，通常的机器人群控系统配有一主控制器8，且每台机器人分别配有独立的控制器9，每台机器人的运动控制均是通过各自的控制器9独立控制实现的，主控制器8只是对各个机器人的工作任务进行协调、监控，从而实现群控功能，但不直接参与某一机器人某一关节的运动控制。而本发明的机器人仅有机械臂本体4和关节驱动模块5，没有对该机器人额外配置独立的控制器9，所有机器人的所有关节的运动，均由唯一的控制器2完成。
[0028]在本实施例中，机器人3至少有2台组成，可以多至几十台，这些机器人既可以相同，也可以完全不同，具体能完成多少台以及多少种类机器人的控制，主要取决于控制器2的性能，而控制器2可以根据机器人台数和种类由用户进行自由配置，大幅增加了机器人系统拓展的灵活性和方便性。只要具备以太网接口且支持EtherCAT协议的计算机就可以作为本发明的控制器且为EtherCAT主站，将通用计算机变成实时控制器，只要具备以太网接口且支持EtherCAT协议的关节驱动模块就可以作为本发明的EtherCAT从站。EtherCAT主站使用带有标准以太网控制功能的处理器，比如基于个人计算机PC(personal computer)的EtherCAT主站中通常使用网络接口卡NIC(Network Interface Card)，网卡芯片集成了以太网通信控制器和数据收发器，而在基于嵌入式计算机的EtherCAT主站中，通常使用以太网控制器和嵌入式微处理器，主要管理和调度EtherCAT状态机以及运动控制。
[0029]机器人3的每个关节驱动器作为EtherCAT从站使用，带有EtherCAT从站控制器，简称ESC，(EtherCAT Slave Controller) ASC可以采用ASIC实现，也可以采用FPGA实现接口卡。
[0030]EtherCAT拓扑结构灵活，支持几乎任何类型的拓扑结构，如线型、树型、星型、菊花链型，以及各种拓扑结构的组合。其中线型拓扑结构是最简单、应用比较普遍的一种，其通讯的确定性比较稳定。本发明通过以太网线7将控制器2与所有机器人3的所有关节驱动模块5顺序连接，整个网络理论上最多可以连接65535个关节驱动模块5。机器人3以及其关节驱动模块5的连接顺序确定后，EtherCAT的从站顺序就相应确定，EtherCAT报文的处理是由ESC硬件实现，一般只有100?500 ns的延时，不占用控制器CPU，因此可提高控制系统实时性。
[0031]同时，在图1所示硬件架构的基础上，为了实现由控制器2直接完成对所有机器人的实时群控，本发明提供了一种有利于提高控制器2实时性且方便用户实施机器人扩展的群控系统实现方法，如图3所示，本发明实现多机器人群控方法的步骤如下:
SO1:确定机器人3的台数，设为η;根据以太网线连接顺序，第i台机器人记为Ri，机器人的第j个关节记为Jj，第i台机器人的第j个关节记为RiJj;机器人3的关节的数量记为k，机器人3的结构构型(如圆柱坐标、球坐标等)记为f，机器人3的空间位姿记为P(X，y，z，ΘI，Θ2，Θ3)，根据机器人3关节的数量k来确定空间位姿P内有效参数的个数。
[0