工业机器人应用场景日益广泛,其执行的任务日趋复杂,对机器人编程方法的易用性、先进性提出了更高的要求。目前大多数机器人都采用文本编程语言,开发难度大、周期长、出错率高。与之相比,图形化编程语言因其结构语义透明、视觉可辩性高、交互简单等优点,而备受青睐。本文针对工业机器人的实际应用场景,研究了工业机器人图形化编程技术,开发了编程系统,主要研究内容如下:针对现有图形化编译方法复杂等问题,结合机器人语言系统的实际应用场景,分析了图形化程序从作业任务到目标指令代码的数据流,据此确定了图形化编程系统的功能需求,设计了包含操作模块库、编辑器、解释器的编程系统总体方案。在机器人语言的语法结构中,针对不同语法单元的机器人实际操作,根据图形化语言中模块参数填入、模块连接等行为,分析了模块特点和对其分类,并据此定义了机器人图形化语言。基于图片设计文法设计了核心的操作模块图元模型,主要涉及到指令属性、视图属性、参数写入操作、模块组织行为等。基于XML的自结构特性,通过定义XML与机器人语言语法要素的映射,设计了表示图形化程序的XML中间文件的结构及其解析加载程序。分析了机器人程序潜在的语法问题,定义了检查规范,并采用深度优先算法设计了图形任务的检查程序。采用哈希表等设计了程序数据结构,实现了高效的程序数据访问。针对解释器的实时性约束条件以及图形化程序在编辑器中已得到语法正确的保证,提出了一种基于XML的一遍扫描的直接编译方法,提高了程序解释的时间效率,实现了运行功能模块。搭建了工业机器人虚拟仿真平台,通过编制包含常用模块程序并分析其解释运行生成的目标指令代码,验证了操作模块功能及解释的正确性。通过程序的耗时测试,结果表明解释器的时间效率比原有基于文本的效率提高了6%,通过机器人样条曲线绘制进一步验证了解释器满足实时性需求。最后通过机器人“写字”和搬运实验验证了编程系统的实际应用能力。