工业机器人通用图形化编程软件的设计与实现

摘要

本文的研究是通用性工业机器人控制软件平台的一部分，目的是实现此软件平台中的通用图形化编程模块。该图形化编程软件系统主要处理从工业机器人的通用操作到图形化任务的转换，最后将图形化任务转换为下方解释器可以识别的中间文件。
　　针对工业机器人控制软件平台的结构设计不够开放带来的通用性不够，以及其传统文本编程方式带来的操作难度大两个问题，提出了一种通用性图形化编程系统的总体结构设计，包括设计思路与实现方案。通过设计用于表示机器人操作的图标及其数据结构以及搭建能够自行跟踪用户所有操作并且具有自结构性（本身就包含了顺序和父子信息）的编辑器，实现了图标式任务的绘制以及记录;定义了与图标数据结构相对应的节点，采取同样具有自结构性的中间文件对图形任务进行保存，最后生成逻辑正确、数据无误且能够被下方解释器识别的文件。本文完成的主要工作:
　　围绕工业机器人软件平台开发与图形化编程进行了研究，分析了总体项目研发的工业控制人软件平台的总体架构和图形化编程系统在其中的功能与接口。然后详细研究了图形化编程系统的研发中用到的相关技术如图形化编辑框架GEF、XML技术和设计模式等。在此基础上对图形化编程系统进行详细的结构设计，并给出了实现方案。在整个设计过程中一直采用分层、模块化的思想，利用各个模块之间的接口进行连接，增加了系统的可扩展性和移植性。
　　实际成果表明，该图形化编程系统不仅实现了功能，使得用户可以图形化编程，降低操作难度，而且具有很好的通用性、扩展性。

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摘要

图目录

表目录

第1章 绪论

1．1 工业机器人产业研究背景

1．1．1 工业机器人产业背景分析

1．1．2 全球工业机器人产业现状分析

1．1．3 我国工业机器人产业现状分析

1．2 工业机器人控制系统研究背景

1．2．1 工业机器人控制系统背景分析

1．2．2 工业机器人控制系统发展现状分析

1．3 图形化编程研究背景

1．3．1 图形化编程背景分析

1．3．2 图形化编程发展现状分析

1．4 课题研究内容

1．5 论文的组织

第2章 工业机器人控制软件平台整体设计

2．1 控制软件平台的需求分析

2．2 控制软件平台的架构设计

2．2．1 总体架构

2．2．2 软件层的模块化

2．2．3 图形化编程模块

2．3 本章小结

第3章 图形化编程系统相关技术的研究

3．1 Java语言的特性以及Java开发平台

3．1．1 Java语言的特性

3．1．2 Java开发平台

3．2 Eclipse平台及其相关技术

3．2．1 Eclipse平台总体概述

3．2．2 SWT／JFACE技术

3．2．3 RCP技术

3．2．4 GEF技术

3．3 设计模式

3．4 XML技术

3．5 本章小结

第4章 图形化编程系统的详细设计

4．1 需求分析与总体框架设计

4．2 图形化编辑界面设计

4．3 模块的分类与参数的定义

4．4 交互接口的定义

4．4．1 与解释器的交互

4．4．2 与控制软件平台的交互

4．5 本章小结

第5章 图形化编程系统的具体实现

5．1 自结构的图形化编辑器的实现

5．1．1 基于GEF开发的原理与运行机制

5．1．2 MVC模式下的分层类图

5．2 工业机器人任务模块的数据结构与类封装

5．2．1 任务模块的数据结构

5．2．2 每个模块的类封装与拓展下的类图

5．3 图形任务与XML文件的互相转换

5．3．1 互相转换的原理

5．3．2 互相转换的类图与实现

5．4 任务的完善性与合法性检查

5．4．1 定义检查规范

5．4．2 整体任务的检查

5．5 独立运行软件的发布与运行

5．5．1 图形化编辑器转换为RCP程序

5．5．2 与主软件的通讯实现

5．5．3 发布RCP程序为独立产品

5．6 整体工业机器人控制平台的实验结果

5．7 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 创新点

6．3 不足与展望

6．4 本章小结

参考文献

作者简介