CN106154875B - 一种用于关节机器人与上位机的通讯装置及其通讯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于关节机器人与上位机的通讯装置，包括上位机和若干个关节机器人控制器，上位机通过第一通讯线路串联连接有若干个关节机器人控制器，上位机包括发送模块、接收模块和控制模块，关节机器人控制器包括解码模块、标记模块、旁路通讯模块、信息保存区和信息中转区，关节机器人控制器通过旁路通讯模块设置有若干个第二通讯线路，第二通讯线路呈星形布置，关节机器人控制器为第二通讯线路星形布置的中心点。本发明还公开了一种使用上述通讯装置的通讯方法。本发明能够解决现有技术的不足，在不明显增加硬件投入的基础上，改善了关节机器人与上位机的通讯条件。

Description

一种用于关节机器人与上位机的通讯装置及其通讯方法
技术领域
本发明涉及自动化生产线通讯技术领域，尤其是一种用于关节机器人与上位机的通讯装置及其通讯方法。
背景技术
在自动化生产线内，关节机器人通过与上位机的通讯联系，针对加工需要进行相应的位移和旋转。在大数据量的生产现场，关节机器人会出现由于数据传输堵塞而导致的暂时停机现象。为了避免这一问题，现有的做法是加大通讯装置的硬件投入，增加通讯装置的数量和传输带宽，从而对大数据量进行消化。但是，这种做法会使整个生产线的硬件成本直线升高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于关节机器人与上位机的通讯装置及其通讯方法，能够解决现有技术的不足，在不明显增加硬件投入的基础上，改善了关节机器人与上位机的通讯条件。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种用于关节机器人与上位机的通讯装置，包括上位机和若干个关节机器人控制器，上位机通过第一通讯线路串联连接有若干个关节机器人控制器，上位机包括发送模块、接收模块和控制模块，关节机器人控制器包括解码模块、标记模块、旁路通讯模块、信息保存区和信息中转区，关节机器人控制器通过旁路通讯模块设置有若干个第二通讯线路，第二通讯线路呈星形布置，关节机器人控制器为第二通讯线路星形布置的中心点，关节机器人控制器的旁路通讯模块通过第二通讯线路至少和上位机的接收模块以及其它任意一个关节机器人控制器的旁路通讯模块相连接。
一种上述用于关节机器人与上位机的通讯装置的通讯方法，包括以下步骤：
A、上位机接收到数据信息后，将数据信息进行分隔、封装，形成数据包，然后通过发送模块上传至第一通讯线路上；
B、数据包在第一通讯线路上单向传递，数据包经过关节机器人控制器的信息中转区进行暂存，然后继续在第一通讯线路中传递；
C、关节机器人控制器对经过信息中转区的数据包进行检测，将需要的数据包复制并存入信息保存区，然后使用解码模块对数据包进行解码和重组，供关节机器人使用；
D、对于进行过复制的数据包，标记模块对位于第一通讯线路的原始数据包进行标记；
E、关节机器人控制器通过第二通讯线路将数据执行的反馈结果传输至上位机。
作为优选，步骤A中，对数据信息进行分隔时，根据所包含信息的优先级进行分隔；对分隔后的数据片段进行封装时，数据包的结构包括：特征段、优先级标定段、数据段、校核段。
作为优选，所述信息优先级是通过信息的执行顺序优先级、信息的执行时间优先级、信息执行位置的地址优先级以及人工设定优先级的加权平均值确定的。
作为优选，所述特征段包括数据包的检索特征关键字、信息特征校验码和信息传输标定码，其中检索特征关键字用于关节机器人控制器对数据包的快速检测，信息特征校验码用于对数据段信息的校验，信息传输标定码用于记录数据包传输的日志信息。
作为优选，在数据包传输过程中，各个关节机器人控制器对数据包的优先级在优先级标定段进行重新修改标定。
作为优选，所述数据段是采用第一传递函数和第二传递函数同时进行数据转化，将转化结果的特征值进行融合形成的。
作为优选，所述校核段包括每个数据包的校核码，用于在将数据包内的数据重组时对数据进行内容和地址位置的校核。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过改进数据的传输状态和输出传输的路径布局，减少了数据的重复读取次数，提高了数据传输的效率，减少了数据传输时的停滞时间。同时通过优化数据的封装结构，提高了数据的读写速度。
附图说明
图1是本发明的一个具体实施例的原理图。
图2是本发明的一个具体实施例中上位机的原理图。
图3是本发明的一个具体实施例中关节机器人控制器的原理图。
图中：1、上位机；2、关节机器人控制器；3、第一通讯线路；4、发送模块；5、接收模块；6、控制模块；7、信息保存区；8、信息中转区；9、解码模块；10、标记模块；11、旁路通讯模块；12、第二通讯线路。
具体实施方式
参照图1-3，本发明的一个具体实施方式包括上位机1和若干个关节机器人控制器2，上位机1通过第一通讯线路3串联连接有若干个关节机器人控制器2，上位机1包括发送模块4、接收模块5和控制模块6，关节机器人控制器2包括解码模块9、标记模块10、旁路通讯模块11、信息保存区7和信息中转区8，关节机器人控制器2通过旁路通讯模块11设置有若干个第二通讯线路12，第二通讯线路12呈星形布置，关节机器人控制器2为第二通讯线路12星形布置的中心点，关节机器人控制器2的旁路通讯模块11通过第二通讯线路12至少和上位机1的接收模块5以及其它任意一个关节机器人控制器2的旁路通讯模块11相连接。
一种上述用于关节机器人与上位机的通讯装置的通讯方法，包括以下步骤：
A、上位机1接收到数据信息后，将数据信息进行分隔、封装，形成数据包，然后通过发送模块4上传至第一通讯线路3上；对数据信息进行分隔时，根据所包含信息的优先级进行分隔；对分隔后的数据片段进行封装时，数据包的结构包括：特征段、优先级标定段、数据段、校核段；所述信息优先级是通过信息的执行顺序优先级、信息的执行时间优先级、信息执行位置的地址优先级以及人工设定优先级的加权平均值确定的；所述特征段包括数据包的检索特征关键字、信息特征校验码和信息传输标定码，其中检索特征关键字用于关节机器人控制器2对数据包的快速检测，信息特征校验码用于对数据段信息的校验，信息传输标定码用于记录数据包传输的日志信息；在数据包传输过程中，各个关节机器人控制器2对数据包的优先级在优先级标定段进行重新修改标定；所述数据段是采用第一传递函数和第二传递函数同时进行数据转化，将转化结果的特征值进行融合形成的，其中，第二传递函数是第一传递函数的导函数，第一传递函数从数据段的起始端开始处理，第二传递函数从数据段的末尾端开始处理；所述校核段包括每个数据包的校核码，用于在将数据包内的数据重组时对数据进行内容和地址位置的校核。
B、数据包在第一通讯线路3上单向传递，数据包经过关节机器人控制器2的信息中转区8进行暂存，然后继续在第一通讯线路3中传递；
C、关节机器人控制器2对经过信息中转区8的数据包进行检测，将需要的数据包复制并存入信息保存区7，然后使用解码模块9对数据包进行解码和重组，供关节机器人使用；
D、对于进行过复制的数据包，标记模块10对位于第一通讯线路3的原始数据包进行标记；
E、关节机器人控制器2通过第二通讯线路12将数据执行的反馈结果传输至上位机1；其中，第二通讯线路12采用分时复用和分频复用同时进行的状态进行数据传输，控制模块6通过检测数据传输状态，根据发出和接收的数据量确定第二通讯线路12的发送/接收时间比，优选地将数据量的平方与时间进行线性比例关联，可以对数据量的变化进行及时的预判和反应。在分时复用的同时，控制模块6对第二通讯线路12进行分频复用，其频率的分配方法是将相似性高的数据放置在相邻的频率区间内，取消掉频率隔离带，在相邻的频率区间内随机设置数据相同的校验数据包。这样可以在保证传输准确性的同时提高频率范围的使用率。
本发明通过对硬件连接结构和数据处理方法的改进，可以在不增加硬件投入成本的前提下，在原有的带宽和转发设备数量的基础上，将数据传输速度提高25％左右，效果十分明显。
上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims (7)

1.一种用于关节机器人与上位机的通讯装置的通讯方法，所述通讯装置包括上位机(1)和若干个关节机器人控制器(2)，上位机(1)通过第一通讯线路(3)串联连接有若干个关节机器人控制器(2)，上位机(1)包括发送模块(4)、接收模块(5)和控制模块(6)，关节机器人控制器(2)包括解码模块(9)、标记模块(10)、旁路通讯模块(11)、信息保存区(7)和信息中转区(8)，关节机器人控制器(2)通过旁路通讯模块(11)设置有若干个第二通讯线路(12)，第二通讯线路(12)呈星形布置，关节机器人控制器(2)为第二通讯线路(12)星形布置的中心点，关节机器人控制器(2)的旁路通讯模块(11)通过第二通讯线路(12)至少和上位机(1)的接收模块(5)以及其它任意一个关节机器人控制器(2)的旁路通讯模块(11)相连接；其特征在于包括以下步骤：
A、上位机(1)接收到数据信息后，将数据信息进行分隔、封装，形成数据包，然后通过发送模块(4)上传至第一通讯线路(3)上；
B、数据包在第一通讯线路(3)上单向传递，数据包经过关节机器人控制器(2)的信息中转区(8)进行暂存，然后继续在第一通讯线路(3)中传递；
C、关节机器人控制器(2)对经过信息中转区(8)的数据包进行检测，将需要的数据包复制并存入信息保存区(7)，然后使用解码模块(9)对数据包进行解码和重组，供关节机器人使用；
D、对于进行过复制的数据包，标记模块(10)对位于第一通讯线路(3)的原始数据包进行标记；
E、关节机器人控制器(2)通过第二通讯线路(12)将数据执行的反馈结果传输至上位机(1)。
2.根据权利要求1所述的用于关节机器人与上位机的通讯装置的通讯方法，其特征在于：步骤A中，对数据信息进行分隔时，根据所包含信息的优先级进行分隔；对分隔后的数据片段进行封装时，数据包的结构包括：特征段、优先级标定段、数据段、校核段。
3.根据权利要求2所述的用于关节机器人与上位机的通讯装置的通讯方法，其特征在于：所述信息优先级是通过信息的执行顺序优先级、信息的执行时间优先级、信息执行位置的地址优先级以及人工设定优先级的加权平均值确定的。
4.根据权利要求2所述的用于关节机器人与上位机的通讯装置的通讯方法，其特征在于：所述特征段包括数据包的检索特征关键字、信息特征校验码和信息传输标定码，其中检索特征关键字用于关节机器人控制器(2)对数据包的快速检测，信息特征校验码用于对数据段信息的校验，信息传输标定码用于记录数据包传输的日志信息。
5.根据权利要求2所述的用于关节机器人与上位机的通讯装置的通讯方法，其特征在于：在数据包传输过程中，各个关节机器人控制器(2)对数据包的优先级在优先级标定段进行重新修改标定。
6.根据权利要求2所述的用于关节机器人与上位机的通讯装置的通讯方法，其特征在于：所述数据段是采用第一传递函数和第二传递函数同时进行数据转化，将转化结果的特征值进行融合形成的。
7.根据权利要求2所述的用于关节机器人与上位机的通讯装置的通讯方法，其特征在于：所述校核段包括每个数据包的校核码，用于在将数据包内的数据重组时对数据进行内容和地址位置的校核。
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