摘要：在工業生產過程中，特別是在自動化程度高的設備中，均有一個圖形化界麵，能對設備運行狀態進行遠程監視與控製。隨著工業機器人的廣泛應用，在工業機器人搭建的生產線，工業機器人的運行狀態也必將在圖形化界麵中進行監控。在本文中，采用了ScreenMaker工具實現對工業注塑機機器人工作站的監控。為了討論ScreenMaker界麵的功能，選擇工業注塑機機器人為被控對象，工作站的變量與機器人位置狀態之間的關聯與實現等方法在文中被重點討論。
關鍵詞：ScreenMaker；位置與變量；信號連接；監控
隨著工業技術的發展、工業機器人在生產中的廣泛應用、生產狀態監控程度的提高，人們期望在控製室中能隨時觀看到機器人運行狀態、運行位置、工件生產的數量統計、乃至整個工廠運行狀態，通常通過開發一個具有遠程控製、遠程監視等功能的圖形化界麵來實現。圖形化界麵的開發工具現在有很多，有QtCreator、WxWidgets、VisualStudio開發環境、.NET編輯等進行。QtCreator使用在嵌入式開發係統中，VisualStudio包含一個針對C#開發的預定義設置集合和一個針對VisualBasic開發的預定義設置集合，用於生成ASP.NETWeb應用程序、XMLWebServices、桌麵應用程序和移動應用程序，ScreenMark是在RobotStudio仿真軟件下用來創建用戶自定義圖形化界麵的工具。
1.圖形化界麵工具ScreenMark
圖形用戶界麵（GUI）通過將機器人係統的內在工作轉化為圖形化的前端界麵，從而簡化工業機器人的操作。如在示教器的GUI應用中，圖形化界麵由多個屏幕組成，每個占用示教器觸屏的用戶窗口區域。每個屏幕又由一定數量的較小的圖形組成構成，並按照設計的布局進行擺放。常用的控件有（有時又稱作窗口部件或圖形組件）按鈕、菜單、圖像和文本框。
ScreenMaker是RobotStudio仿真軟件下用來創建用戶自定義界麵的工具。使用該工具可創建自定義的操作員界麵，編譯完成後可在示教器下監控工業機器人的運行位置、生產產品的數量、生產狀態等，使用自定義的操作員界麵在工廠實地能簡化機器人係統操作，操作員界麵能在正確的時間以正確的格式將正確的信息顯示給用戶。ScreenMaker簡單易學，使用ScreenMaker工具無需學習Vi-sualStudio開發環境和.NET編輯，也可創建自定義的示教器圖形界麵。本論文中開發的圖形化示教器界麵如圖1所示。
圖1.示教器界麵
2.RAPID程序與機器人信號之間的關聯
圖形化界麵需要與機器人的PAPID程序、程序數據以及I/O信號進行關聯。為了調試方便，一般是RobotStudio中創建一個與真實一樣的工作站，在調試完成以後，再輸送到真實的機器人控製器中去。本論文中程序代碼、程序數據、I/O信號見表1、2、3所示。
3.注塑機注塑流程設計及程序實現
3.1注塑流程的設計
本論文中采用對注塑機加工的過程進行監控，注塑機的整個過程如圖2所示。仿真生產線的流程設計如下：機器人運行至皮帶，然後提取物料進入注塑機、注塑機模擬加工、機器人從注塑機提取物料放入皮帶，注塑機停止運行，生產產品計數。
圖2仿真過程流程圖
3.2.注塑程序的編寫
RobotStudio軟件下，主要是為了對注塑機的運行狀態進行監控。注塑機在運行至某一狀態時，均需將運行狀態反饋給示教器圖形化界麵控件。其實現通過變量來完成。由於隻對運行位置等狀態、產品生產數量進行監視，程序編寫得相對比較簡單。位置移動程序采用MoveL或者MoveJ指令。MoveL指令為直線運動指令，指定起點和終點後，則從起點到終點的運動軌跡為直線，MoveJ指令則為多關節運動，在指定起點與終點後，運動軌跡的規劃則完全按照機器人內部的算法來規劃。下程序中的MoveLTarget_10,v100,z100,tool0\WObj:=wobj0;中，Target_10即為目標點，也即運動的初始點（起點為機器人當前位置），v100為運動速度，z100為拐角，tool0為工具坐標，wobj0為工件坐標，部分程序代碼如下。
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PERSnumnProducedParts:=624;//定義變量nProducedParts，賦初值
PERSnumnRobotPos:=2;//定義變量nRobotPos，賦初值PERSboolbServicePos:=TRUE;
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PROCmain()
MoveLpHome10,v1500,fine,tGripper;//機器人在Home位nRobotPos:=0;//機器人在Home位時，變量nRobotPos:=0WaitTime2;
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MoveJpCovery10,v1500,fine,tGripper;//機器人在搬運位nRobotPos:=1;//機器人在皮帶位時，變量nRobotPos:=1WaitTime2;
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MoveJpInMachine,v1500,fine,tGripper;//機器人在注塑機中nRobotPos:=2;//機器人在注塑機中時，變量nRobotPos:=2WaitTime2;
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MoveJpService,v1500,fine,tGripper;nRobotPos:=3;//機器人在注塑機中WaitTime2;
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nProducedParts:=nProducedParts+1;//nProducedParts表示生產數量，每完成一次後生產數量加1
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ENDPROC
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PROCrToService()//維修時調用的rToService()
MoveJpService,v100,fine,tGripper;//移動到維修位bServicePos:=TRUE;
SetDO_ToService;//釋放夾具
Stop;//機器人停止運行
ENDPROC
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3.3注塑機器人變量與機器人的位置之間的聯係
在ScreenMaker界麵中可以設置機器人當前位置圖片，機器人當前位置圖片與程序數據nRobotPos變量進行相關聯，nRobotPos具體定義如下：
nRobotPos=0機器人在HOME點
nRobotPos=1機器人在輸送帶
nRobotPos=2機器人在注塑機中
nRobotPos=3機器人在維修位
在編程的時候，在對應的位置對nRobotPos這個程序數據進行賦值，從而使界麵作出相應響應。在ScreenMake界麵的控件中選擇控製器在線、選擇nRobotPos變量，建立過程的界麵如圖3所示。
圖3.進入nRobotPos變量與位置設定界麵
當選擇nRobotPos變量後，在建立nRobotPos的變量值後，建立nRobotPos變量值與機器人當前位置圖片的關聯關係，建立nRobotPos變量與機器人當前位置圖片之間的鏈接關係的界麵如圖4所示。
圖4.nRobotPos變量與機器人當前位置圖片的關聯
4.圖像效果展示
機器人在生產時，其生產過程將會實時顯示在示教器界麵中。如圖5所示為機器人係統在維修時監控到的畫麵，圖5右側為仿真工作站機器人停留在維修位中的畫麵，圖左側為示教器界麵下監控到的機器人在維修時的畫麵，在示教器畫麵的上麵有文字提示機器人所處位置及生產零件的數量。
圖5.仿真碼垛搬運效果圖
表1.PAPID程序
5.結論
在本文中，探究了ScreenMakerGUI界麵下，工業機器人運行狀態監控的實現。為了探究其工業機器人監控在ScreenMaker界麵下的實現，選取了一個注塑機工業機器人作為被控對象。由於主要是探究在ScreenMaker界麵下，機器人運動狀態與RAPID程序中變量的關聯關係，因此注塑機器人工作站的實現過程相對比較簡單，注塑機器人主要包含三個位置狀態：機器人在HOME點，機器人在輸送帶，機器人在注塑機，機器人在維修位。在不同的位置狀態下，nRobotPos具有不同的值，在ScreenMaker界麵下，不同的值將顯示不同的文字與機器人運行狀態圖片。
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