基于构件的工业机器人测控软件系统的研究

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1、摘要传统的工业机器人控制器是封闭式结构，存在开放性差，软件独立性差，容错性差，扩展性差，缺少网络功能等缺点。无论从软件还是硬件都难以扩充和更改。用户为了满足自己生产的需要，通常的做法是对己有的机器人系统进行详细解剖分析，然后对其改造。这样做，既费时费力，效果也难以令人满意。解决这些问题的根本办法是研究和使用开放结构的机器人控制器，尤其是开发具有开放性的软件系统。本文利用基于构件的软件复用技术，设计了系统各个模块的功能构件和由这些构件“装配”而成的开放式软件系统。基于软件构件理论，设计软件系统框架，将整个软件

2、系统分为若干层次，如用户接口层，软件应用层，软件接口层，硬件驱动层等，以便于设计对应各模块的构件，并减少构件间的耦合关系。以此为基础，研究了工业机器人建模构件，利用OpenGL技术对工业机器人各模块的模型进行了构件化设计，并提出了实现装配功能的构件和实现机器人模型动画的方法。在示教模块，详细分析了位姿描述、运动学分析的相关内容，封装了在位姿描述、运动学分析的时候经常用到的齐次变换矩阵，由此提出示教模块构件化设计的可行性。最后，在系统的应用部分讨论了实现系统的硬件平台、操作系统和开发工具，并结合软件界面进一步

3、说明本系统的设计思想。本文研究的工业机器人测控软件系统，根据工作任务，通过组合已有功能构件，并施加一些接口参数来生成目标系统。该系统生成程序较快，操作也比较简单，符合人的思维方式。每个功能构件都是独立开发，构件间通过接口来交互，是一种松耦合的关系。根据需要开发新的构件，方便地替换原来的构件，而且不用修改系统其他部分的构件。从而保证了整个系统的开放性，通用性和可扩展性。关键词：测控系统；工业机器人；构件；软件AbstractThestructureofthetraditionalindustrialrobot

4、’Scontrollerisclosed，whichhasmanydisadvantages，suchasthepooropenness，independenceofthesoftware，faulttolerance，scalability,andthelackoftheinternetfunction．It’Shardtoexpandandchangethesoftwareandhardware．Inordertomeettherequirementoftheproduction，theusersusu

5、allyhavetorebuildtherobot，basedonanalysisoftheexistingone’Ssystem．that’Sarelaboriousandeffectiveness．Thecardinalwaytosolvethisproblemistostudyanddeveloptherobot’Scontrollerwithopenstructure．especiallythesoftwaresystem．Inthispaper,byusingthecomponent-baseds

6、oftwaremultiplexingtechnology,thefunctioncomponentofthesystem’Seachmodularandtheopensoftwaresystem，composedbythemwaredesigned．Basedonthesoftwarecomponenttheory,theframeofthesoftwaresystemWasdesigned，whichWasdistributedintoseverallayer，suchascustomerinterfa

7、celayer，softwareapplicationlayer，hardwaredrivinglayer，andthelike．Soastodesignthecomponentscorrespondingtoeachmodular,andtoreducethecouplingrelationsbetweencomponents．Basedonthese，thebuildingoftheindustrialrobot’componentswerestudied，andthemodelsoftheindust

8、rialrobot’Seachmodularweredesigned，usingtheOpenGLtechnology．Besides，thefunctioncomponentsimplementingtheassemblingandtheanimationoftherobot’Smodelwereproposed．Inplaybackmodular,thedescriptionoftheposture，kine