CN107053143B - 一种基于web控制的工业机器人示教器及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于WEB控制的工业机器人示教器，一种基于WEB控制的工业机器人示教器，包括浏览器端和用于控制机器人运行的控制器端，所述浏览器端是任何能够支持WEB浏览器的智能设备，所述浏览器端与控制器端无线通信连接。本发明所述示教器利用浏览器端向安装在机器人上的控制器端发出动作指令以实现对机器人的控制，无需专门的示教器硬件设备，使用无线通信连接手段易于实现远距离控制；另外由于本发明是使用浏览器对外提供操作平台，无需专门的软件系统，成本较低，易于在各种硬件系统中推广实现，无需考虑软硬件兼容问题。

Description

一种基于WEB控制的工业机器人示教器及使用方法

技术领域

本发明涉及机器人控制装置领域，跟具体地说涉及一种基于WEB控制的工业机器人示教器及其使用方法。

背景技术

现在的企业为了便于内部技术人员对机器人进行控制管理，企业一般会为工业机器人配套相应的示教器设备，主要用于对机器人的手动示教控制。

传统的示教器由厂家提供特定硬件平台，通过线缆与工业机器人控制电柜相连，并在硬件平台中预装特定的示教软件。示教器硬件一般由ARM或其他嵌入式平台组成、搭载Wince、Linux或其他操作系统，软件一般采用QT等语言开发，这些都需要厂家花费大量的资源进行软硬件开发，而且这种控制方式限制了示教器硬件、线缆、软件的使用，基本要求每台工业机器人都必须配备一套专用的示教系统，增加了系统成本。总的来说，厂家开发周期长，用户成本高。之后在本领域技术中出现了可插拔式示教器，但是切换需要插拔航插，频繁操作十分麻烦且存在可靠性风险。

专利201610729578.X提出了一种“示教器的远程控制方法及示教器”，通过建立示教器与控制机器人直接的点对点无线连接，并通过两种纠错控制算法相结合，实现对示教机器人的控制。该专利解决了示教器与控制电柜之间的可插拔问题，但也依赖于软硬件平台。

还有一点就是现有的机器人示教器在系统上没有任何的安全设定，任何人只有拥有账号就能够对机器人进行各种操作，容易提供造成对机器人误操作的可能，容易对机器人带来损坏。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于WEB控制的工业机器人示教器。

本发明创造还提供一种机器人示教器使用方法。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种基于WEB控制的工业机器人示教器，包括浏览器端和用于控制机器人运行的控制器端，所述浏览器端是任何能够支持WEB浏览器的智能设备，所述浏览器端与控制器端无线通信连接。

作为上述方案的进一步改进，所述浏览器端设置有用于对外提供登录操作的登录模块、用于提供机器人控制操作的手动示教模块、用于提供机器人程序编程操作选项的自动编程模块以及用于提供运行过程中机器人状态信息参数的运行调试模块。

作为上述方案的进一步改进，所述登录模块配置有二维码登录功能以及权限管理功能，所述权限包括管理员权限、调试员权限以及操作员权限。

作为上述方案的进一步改进，所述手动示教模块设置有使能开关按钮、关节轴控制按钮以及用于调整电机运转速度的运转倍率修调按钮。

作为上述方案的进一步改进，所述自动编程模块设置有编辑按钮、加载按钮、运行按钮以及用于调整机器人程序运行速度的运行倍率修调按钮。

作为上述方案的进一步改进，所述控制器端包括从上而下设置的人机交互层、服务器层、网关层、数据通讯层以及控制平台层，所述人机交互层是选用HTML标签语言设计的，所述服务器层选用嵌入式WEB服务器Boa；还包括用于控制机器人关节轴电机转动的伺服驱动以及用于检测机器人关节轴电机运转情况的运动采集器，所述伺服驱动和运动采集器分别与控制平台层相连。

本发明的有益效果是：本发明所述示教器利用浏览器端向安装在机器人上的控制器端发出动作指令以实现对机器人的控制，无需专门的示教器硬件设备，使用无线通信连接手段易于实现远距离控制；另外由于本发明是使用浏览器对外提供操作平台，无需专门的软件系统，成本较低，易于在各种硬件系统中推广实现，无需考虑软硬件兼容问题。

本发明创造还公开了上述机器人示教器的使用方法，包括以下步骤：

扫描登录步骤：浏览器端扫描机器人二维码，读取二维码信息，识别机器人控制器端地址，实现浏览器端与控制器端无线连接；

权限明确步骤：输入用户名和密码，明确用户名所对应的用户权限，所述用户权限包括管理员权限、调试员权限以及操作员权限；

执行操作步骤：管理员权限可分配管理调试员权限和操作员权限，可使用手动示教模块、自动编程模块以及运行调试模块对机器人进行操作；所述调试员权限可使用手动示教模块、自动编程模块以及运行调试模块对机器人进行操作；所述操作员权限可使用手动示教模块以及运行调试模块。

作为上述方案的进一步改进，所述扫描登录步骤中，还包括冲突检测步骤，判断二维码对应的控制器端是否已有其他浏览器端连接时，如果是，本浏览器端与控制器端的通信连接取消，否则控制器端允许与该浏览器端通信连接。

作为上述方案的进一步改进，还包括限时连接步骤，设置限定时间，当浏览器端在限定时间内没有进行任何操作，控制器端自动断开与浏览器端的连接。

本发明的有益效果是：本发明所述的示教器使用方法中设置了3种权限，分别为管理员权限、调试员权限以及操作员权限，每种权限所配置的功能不同，间接设定各用户所允许的操作；本发明所述的示教器通过二维码登录、用户权限管理来保障无线连接的安全，降低对机器人的误操作可能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明示教器的原理框架图；

图2是本发明示教器的使用方法流程图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1，针对现有技术中机器人示教器均需要配置有专门的硬件设备才得以实现相关功能的技术问题，本发明创造提供一种基于WEB控制的工业机器人示教器，包括浏览器端和用于控制机器人运行的控制器端，所述浏览器端是任何能够支持WEB浏览器的智能设备，例如可以是手机，平板电路等智能产品，所述浏览器端与控制器端无线通信连接，例如使用WIFI或蓝牙通信方式。本发明所述示教器利用浏览器端向安装在机器人上的控制器端发出动作指令以实现对机器人的控制，无需专门的示教器硬件设备，使用无线通信连接手段易于实现远距离控制；另外由于本发明是使用浏览器对外提供操作平台，无需专门的软件系统，成本较低，易于在各种硬件系统中推广实现，无需考虑软硬件兼容问题。

进一步作为优选的实施方式，本发明创造所述浏览器端设置有用于对外提供登录操作的登录模块、用于提供机器人控制操作的手动示教模块、用于提供机器人程序编程操作选项的自动编程模块以及用于提供运行过程中机器人状态信息参数的运行调试模块。

具体地，所述登录模块配置有二维码登录功能以及权限管理功能，所述权限包括管理员权限、调试员权限以及操作员权限。用户需用使用浏览器端扫描待控制机器人的二维码，读取其二维码信息，才得以获取该机器人控制器端的地址信息，实现无线通信连接，之后用户需要输入其用户名和密码，浏览器端根据所输入的用户名，明确对应的权限，所述权限包括管理员权限、调试员权限以及操作员权限，其中管理员权限最高级，所述管理员权限被配置为分配和管理调试员权限和操作员权限，可使用手动示教模块，自动编程模块和运行调试模块，所述调试员权限被配置为可使用手动示教模块，自动编程模块和运行调试模块，所述操作员权限被配置为可使用手动示教模块和运行调试模块。本发明所述的示教器设置了3种权限，每个用户对应其中一种权限，每种权限所配置的功能不同，即本发明通过为各个用户设定对应的权限，间接设定各用户所允许的操作，降低对机器人的误操作可能。

进一步本发明创造所述手动示教模块设置有使能开关按钮、关节轴控制按钮以及用于调整电机运转速度的运转倍率修调按钮。具体地只有当所述使能开关按钮被设置为有效，浏览器端才能够向控制器端传输命令，使机器人执操作；所述关节轴控制按钮用于控制机器人各个关节轴在不同的坐标轴下运动；所述运转倍率修调按钮用于调整关节轴电机运转速度。

另外本发明创造为防止机器人在运行过程中发生意外，保证机器人操作的安全性，本发明在控制器端设置有急停开关，用于切断控制器端的通电连接。

进一步本发明创造中所述自动编程模块设置有编辑按钮、加载按钮、运行按钮以及用于调整机器人程序运行速度的运行倍率修调按钮。具体地当所述编辑按钮有效时，允许用户对机器人内部所配置的程序进行编辑修改，当所述加载按钮有效时，允许用户将编辑修改完成的程序编译成机器码并将其烧录进机器人控制器端中，当所述运行按钮有效时，允许用户启动机器人根据设定的程序自动运行。

进一步本发明创造中所述运行调试模块用于显示机器人运行过程中机器人状态信息参数，例如坐标轴信息，关节轴电机运转速度，控制器端内部寄存器数据等信息，通过运行调试便于用户在机器人运行过程中实时对各项信息数据进行监控，及时调整机器人运行参数。

进一步本发明创造中所述控制器端包括从上而下设置的人机交互层、服务器层、网关层、数据通讯层以及控制平台层，其中所述人机交互层是选用HTML标签语言设计的，是作为除浏览器端以外的另一个操作平台，所述服务器层选用嵌入式WEB服务器Boa；控制器端还包括用于控制机器人关节轴电机转动的伺服驱动以及用于检测机器人关节轴电机运转情况的运动采集器，所述伺服驱动和运动采集器分别与控制平台层相连，浏览器端发出的控制信号经服务器层、网关层以及数据通讯层逐层处理，转换为适合控制平台层处理的数据，控制平台层同时伺服驱动精确控制机器人关节轴电机转动，之后运动采集器负责检测机器人关节轴电机的运转情况，控制平台层根据其采集的运转情况生产反馈信号，浏览器端根据反馈信号将机器人运行情况输出到运行调试模块中。

参照图2，本发明创造还公开了上述机器人示教器的使用方法，包括以下步骤：

扫描登录步骤：浏览器端扫描机器人二维码，读取二维码信息，识别机器人控制器端地址，实现浏览器端与控制器端无线连接；

权限明确步骤：输入用户名和密码，明确用户名所对应的用户权限，所述用户权限包括管理员权限、调试员权限以及操作员权限；

执行操作步骤：管理员权限可分配管理调试员权限和操作员权限，可使用手动示教模块、自动编程模块以及运行调试模块对机器人进行操作；所述调试员权限可使用手动示教模块、自动编程模块以及运行调试模块对机器人进行操作；所述操作员权限可使用手动示教模块以及运行调试模块。

本发明所述的示教器使用方法中设置了3种权限，分别为管理员权限、调试员权限以及操作员权限，每个用户对应其中一种权限，每种权限所配置的功能不同，即本发明通过为各个用户设定对应的权限，间接设定各用户所允许的操作，降低对机器人的误操作可能。

进一步本发明为避免多个用户同时对相同的机器人进行控制操作的情况发生，在所述扫描登录步骤中，还包括冲突检测步骤，判断二维码对应的控制器端是否已有其他浏览器端连接时，如果是，本浏览器端与控制器端的通信连接取消，否则控制器端允许与该浏览器端通信连接。

进一步，现实在使用过程中，用户有可能因各种原因而需要离开浏览器端一段时间，如果在该时间段内，有其他人员对示教器进行操作，容易发生安全事故。为避免上述情况发生，本发明所述的示教器使用方法还包括限时连接步骤，设置限定时间，当浏览器端在限定时间内没有进行任何操作，控制器端自动断开与浏览器端的连接。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种基于WEB控制的工业机器人示教器，其特征在于：包括浏览器端和用于控制机器人运行的控制器端，所述浏览器端是任何能够支持WEB浏览器的智能设备，所述浏览器端与控制器端无线通信连接；

所述控制器端包括从上而下设置的人机交互层、服务器层、网关层、数据通讯层以及控制平台层，所述人机交互层是选用HTML标签语言设计的，所述服务器层选用嵌入式WEB服务器Boa；还包括用于控制机器人关节轴电机转动的伺服驱动以及用于检测机器人关节轴电机运转情况的运动采集器，所述伺服驱动和运动采集器分别与控制平台层相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于WEB控制的工业机器人示教器，其特征在于：所述浏览器端设置有用于对外提供登录操作的登录模块、用于提供机器人控制操作的手动示教模块、用于提供机器人程序编程操作选项的自动编程模块以及用于提供运行过程中机器人状态信息参数的运行调试模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于WEB控制的工业机器人示教器，其特征在于：所述登录模块配置有二维码登录功能以及权限管理功能，所述权限包括管理员权限、调试员权限以及操作员权限。

4.根据权利要求2所述的一种基于WEB控制的工业机器人示教器，其特征在于：所述手动示教模块设置有使能开关按钮、关节轴控制按钮以及用于调整电机运转速度的运转倍率修调按钮。

5.根据权利要求2所述的一种基于WEB控制的工业机器人示教器，其特征在于：所述自动编程模块设置有编辑按钮、加载按钮、运行按钮以及用于调整机器人程序运行速度的运行倍率修调按钮。

6.一种适用于上述权利要求1至5任一项所述机器人示教器的使用方法，包括以下步骤：

扫描登录步骤：浏览器端扫描机器人二维码，读取二维码信息，识别机器人控制器端地址，实现浏览器端与控制器端无线连接；

权限明确步骤：输入用户名和密码，明确用户名所对应的用户权限，所述用户权限包括管理员权限、调试员权限以及操作员权限；

执行操作步骤：管理员权限可分配管理调试员权限和操作员权限，可使用手动示教模块、自动编程模块以及运行调试模块对机器人进行操作；所述调试员权限可使用手动示教模块、自动编程模块以及运行调试模块对机器人进行操作；所述操作员权限可使用手动示教模块以及运行调试模块；

所述扫描登录步骤中，还包括冲突检测步骤，判断二维码对应的控制器端是否已有其他浏览器端连接时，如果是，本浏览器端与控制器端的通信连接取消，否则控制器端允许与该浏览器端通信连接；

所述使用方法还包括限时连接步骤，设置限定时间，当浏览器端在限定时间内没有进行任何操作，控制器端自动断开与浏览器端的连接。

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