CN109814482B - 机器人的控制器及其控制方法和工业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人的控制器及其控制方法和工业机器人。其中，在控制器内预先设置一个内存缓存区，内存缓存区包括：接收数据区，与控制器的数据接口连接，接收外部客户端发送的字符串信息，其中，字符串信息中至少携带有待处理的字符串数据和字符标志位；字符处理区，与接收数据区连接，用于按照字符标志位对字符串数据进行处理，得到字符处理结果；发送数据区，与字符处理区连接，用于将字符处理结果通过数据接口传输至外部客户端中。本发明解决了相关技术中需要额外的购置多个通讯模块来实现机器人的通讯，导致成本增加的技术问题。

Description

机器人的控制器及其控制方法和工业机器人

技术领域

本发明涉及机器处理技术领域，具体而言，涉及一种机器人的控制器及其控制方法和工业机器人。

背景技术

在相关技术中，随着机器人的发展，客户的需求也出现了多样化，机器人需要连接多种工业生产设备并进行通信，故而产生了一些标准化的通信协议，比如Modbus TCP、MC(三菱PLC)、FINS(欧姆龙PLC)等协议。但是采用这些标准通信协议往往需要购置额外的通讯模块，增加额外的成本。

例如，随着工业机器人的发展，一些品牌工业机器人的控制器已经支持了多种通信协议，其中最为常见的是以太网套接字通信。目前工业机器人与其它设备(比如三菱PLC、欧姆龙PLC等)进行以太网的套接字通讯时，图1是相关技术中一种机器人与可编程控制器的以太网通信架构图，如图1所示，该机器人为工业机器人，其包括：机械本体、控制器、伺服驱动、示教器、IO模块、其它通信模块等，其中，工业机器人主要在控制器中集成了标准的以太网通信协议，可以设置通讯时的IP地址和端口号，用以接收和发送数据。而其它的标准通信协议，比如MC(三菱PLC)、FINS(欧姆龙PLC)，如果在控制器中没有集成这些协议，那么就需要在控制器外接相应的通讯模块，以完成对相应设备的连接、读取和写入功能。IO模块可以与PLC的IO点进行物理接线，即控制器端的输出点对应接到PLC的输入点，PLC端的输出点对应接到控制器端的输入点，即控制器通过网线与交换机连接，而交换机与各个通信模块连接，每个通信模块对应一个协议客户，即现有技术中需要多个通讯模块来匹配标准通讯协议。图1中的各个标准通讯协议用在可编程控制器PLC中，实现工业机器人与PLC的以太网套接字的通信。

图1示出的通信架构中，机器人往往需要多个额外的通讯模块来购置和传输相应的标准通信协议，大大增加了机器人和工业生产的成本。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种机器人的控制器及其控制方法和工业机器人，以至少解决相关技术中需要额外的购置多个通讯模块来实现机器人的通讯，导致成本增加的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种机器人的控制器，在控制器内预先设置一个内存缓存区，所述内存缓存区包括：接收数据区，与所述控制器的数据接口连接，接收外部客户端发送的字符串信息，其中，所述字符串信息中至少携带有待处理的字符串数据和字符标志位；字符处理区，与所述接收数据区连接，用于按照所述字符标志位对所述字符串数据进行处理，得到字符处理结果；发送数据区，与所述字符处理区连接，用于将所述字符处理结果通过所述数据接口传输至所述外部客户端中。

进一步地，所述字符标志位为下述之一：第一数值、第二数值，而所述字符串信息还携带有处理标识，其中，所述处理标识为下述之一：第一标识和第二标识。

进一步地，所述字符处理区至少包括一个字符处理中心区，所述字符处理中心区包括：字节处理子区，用于在所述字符标志位为所述第一数值时，确定需进行字节处理，按照所述第一标识对所述字符串数据进行第一预设操作，以得到字节处理结果；指令处理子区，用于在所述字符标志位为所述第二数值时，确定需进行指令处理，按照所述第二标识对所述字符串数据进行第二预设操作，以得到指令处理结果，将所述字节处理结果或所述指令处理结果作为字符处理结果。

进一步地，所述第一标识为一个数值，所述第二标识为一个指令代码。

进一步地，所述字符处理区还包括：输入区，用于将所述接收数据区的字符串信息传输至所述字符处理中心区；输出区，用于将所述字符处理结果发送至所述发送数据区中。

进一步地，将所述字符处理器放置于外部宏文件或宏指令。

进一步地，所述控制器中集成以太网通讯协议，并设置通讯地址和端口号，通过所述以太网通讯协议与所述外部客户端传输数据。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种机器人控制器的控制方法，在控制器内预先设置一个内存缓存区，在所述内存缓存区内执行以下步骤：接收外部客户端发送的字符串信息，其中，所述字符串信息中至少携带有待处理的字符串数据和字符标志位；按照所述字符标志位对所述字符串数据进行处理，得到字符处理结果；将所述字符处理结果通过数据接口传输至所述外部客户端中。

进一步地，按照所述字符标志位对所述字符串数据进行处理，得到字符处理结果包括：在所述字符标志位为第一数值时，确定需进行字节处理，按照第一标识对所述字符串数据进行第一预设操作，以得到字节处理结果；在所述字符标志位为第二数值时，确定需进行指令处理，按照第二标识对所述字符串数据进行第二预设操作，以得到指令处理结果，将所述字节处理结果或所述指令处理结果确定为字符处理结果。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种工业机器人，包括上述任意一项所述的机器人的控制器。

进一步地，所述工业机器人还包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述的机器人控制器的控制方法。

在本发明实施例中，通过接收数据区接收外部客户端发送的字符串信息，其中，字符串信息中至少携带有待处理的字符串数据和字符标志位，通过字符处理区按照字符标志位对字符串数据进行处理，得到字符处理结果，通过发送数据区将字符处理结果通过数据接口传输至外部客户端中。在该实施例中，可以在控制器的内存缓存区做改进，以满足客户方多种设备的套接字通讯需求，即可按照客户方的需要，自行定义协议，处理发送和接收的数据，满足客户方的控制要求，由于通过控制器即可完成通讯协议的布置，完成数据交互，减少了采用标准通讯模块的购置成本，进而解决相关技术中需要额外的购置多个通讯模块来实现机器人的通讯，导致成本增加的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是相关技术中一种机器人与可编程控制器的以太网通信架构图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的机器人的控制器的示意图；

图3是根据本发明实施例的另一种可选的机器人通讯的示意图；

图4是根据本发明实施例的一种可选的机器人控制器的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明下述实施例可以应用于各种机器人、工业生产模块、教育模块中，相对于相关技术中采用设备中如果需要使用标准通信协议往往需要购置额外的通讯模块，增加额外的成本，本发明实施例中，可以以机器人控制器为服务器，接收客户端发送过来的字符串数据，将此字符串数据按照字节数或者分隔符等进行分割，把分割后的数据用数组方式存在控制器内存中，完成对应的数据交互功能，减少了采用标准通讯模块的购置成本，同时，客户方可根据分割后的数据，进行相关的数据操作，以达成客户方的控制效果，灵活度高，可靠性高，推广性强。下面对本发明各实施例进行详细说明。

图2是根据本发明实施例的一种可选的机器人的控制器的示意图，如图2所示，在控制器内预先设置一个内存缓存区10，内存缓存区10包括：

接收数据区101，与控制器的数据接口连接，接收外部客户端发送的字符串信息，其中，字符串信息中至少携带有待处理的字符串数据和字符标志位；

字符处理区102，与接收数据区连接，用于按照字符标志位对字符串数据进行处理，得到字符处理结果；

发送数据区103，与字符处理区连接，用于将字符处理结果通过数据接口传输至外部客户端中。

上述机器人的控制器，可以通过接收数据区101接收外部客户端发送的字符串信息，其中，字符串信息中至少携带有待处理的字符串数据和字符标志位，通过字符处理区102按照字符标志位对字符串数据进行处理，得到字符处理结果，通过发送数据区103将字符处理结果通过数据接口传输至外部客户端中。在该实施例中，可以在控制器的内存缓存区做改进，以满足客户对多种设备的套接字通讯需求，即可按照客户方的需要，自行定义协议，处理发送和接收的数据，满足客户方的控制要求，由于通过控制器即可完成通讯协议的布置，完成数据交互，减少了采用标准通讯模块的购置成本，进而解决相关技术中需要额外的购置多个通讯模块来实现机器人的通讯，导致成本增加的技术问题。

可选的，本发明实施例中的机器人可以包括但不限于：工业机器人、教育机器人等。

另一种可选地，控制器中集成以太网通讯协议，并设置通讯地址和端口号，通过以太网通讯协议与外部客户端传输数据。

在本发明实施例中，字符标志位为下述之一：第一数值、第二数值，而字符串信息还携带有处理标识，其中，处理标识为下述之一：第一标识和第二标识。优选的，第一数值设定为0，第二数值设定为1。该第一数值和第二数值可以是用户自行设定的，用于区分字节或指令。

作为本发明一可选的实施例，字符处理区至少包括一个字符处理中心区，字符处理中心区包括：字节处理子区，用于在字符标志位为第一数值时，确定需进行字节处理，按照第一标识对字符串数据进行第一预设操作，以得到字节处理结果；指令处理子区，用于在字符标志位为第二数值时，确定需进行指令处理，按照第二标识对字符串数据进行第二预设操作，以得到指令处理结果，将字节处理结果或指令处理结果作为字符处理结果。

如图2中所示，在字符处理中心区中包括一字节处理子区和一个指令处理子区。根据采集到的字符串数据中的内容分别对应到相应的处理子区中。

在本发明一可选地实施例中，第一标识为一个数值(对应为字节处理的第二个数值)，第二标识为一个指令代码(对应于指令处理的第二个数值)。

图3是根据本发明实施例的另一种可选的机器人通讯的示意图，如图3所示，右侧PLC与左侧的控制器通过交换机进行通信，PLC可以为各个客户的PLC，如欧姆龙PLC，将该PLC作为套接字客户端。左侧的控制器可以作为套接字服务器。

如图3所示，控制器可以获取到PLC端发来的字符串数据以及协议格式，如图3中协议格式为：处理标志位数值数据区结束符，其中，对应的字符串数据中包括需要进行字节处理的字符串数据：0 7 12345677654321d和指令处理的字符串数据：1 312345677654321d。其中，d可以理解为结束符。

在本发明实施例中，字符处理区还包括：输入区，用于将接收数据区的字符串信息传输至字符处理中心区；输出区，用于将字符处理结果发送至发送数据区中。如图3所示，通过输入区将字符串数据和协议格式输入到字符处理中区，在处理完成后，通过输出区输送到外部。

图3中的字符处理流程包括：将PLC发送过来的数据，缓存至接收数据区，再将接收数据区最后接收到的新值传入到字符处理中心的输入区，然后根据PLC发送的字符，取出其处理标识位(0或1)，选择是按字节处理(标志位为0)还是按指令处理(标志位为1)。

当标志位为按字节处理(0)时，字符处理中心将按照客户设定的字节大小对接收的数据区进行固定字节的截取或转换操作，并将处理的结果转存至输出区；如图3示例中右侧的字节大小为7，那么字符处理中心将对数据区进行两次截取，结果为“1234567”和“7654321”。

如图3所示，当标志位为按指令处理(1)时，字符处理中心将按照已有指令代码对接收的数据区进行处理。如图3示例中右侧的指令代码为3，那么字符处理中心将对数据区的“12345677654321”进行指令代码为3(即数值)的数据操作，将其数据对半分隔，得到的结果也为“1234567”和“7654321”。由于此部分均为自定义协议内容，所以可以用指令代码方式替换字节处理方式。

在处理完成后，得到处理后，可以将处理结果传入到输出区，再将输出区的最新值传入到发送数据区；发送数据区接收到新值后，通过内存缓存区，返回给客户端。即完成对客户方自行定义协议的数据接收、解析、反馈回路。

在本发明一可选的实施例中，将字符处理器放置于外部宏文件或宏指令。即可以把在控制器的内存缓存区的字符处理中心的字节处理和指令处理环节，放置到外部的宏文件或宏指令中，这样就不需要对控制器的内存进行深入的理解，即可完成字符串数据解析。

通过上述实施例，可以在工业机器人控制器中的套接字通讯中，完成对客户端(如PLC)发送过来的字符串的自定义分割，并在控制器内存中存储分割后的数据，具体方式可以如图3中的分割处理方式，得到处理后的字符信息，减少了研发周期，提高了研发效率，且灵活度高，可靠性高，推广性强。

下面通过另一种可选的实施例来说明本发明。

根据本发明实施例，提供了一种机器人控制器的控制方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图4是根据本发明实施例的一种可选的机器人控制器的控制方法的流程图，在控制器内预先设置一个内存缓存区，如图4所示，在内存缓存区内执行以下步骤：

步骤S402，接收外部客户端发送的字符串信息，其中，字符串信息中至少携带有待处理的字符串数据和字符标志位；

步骤S404，按照字符标志位对字符串数据进行处理，得到字符处理结果；

步骤S406，将字符处理结果通过数据接口传输至外部客户端中。

通过上述步骤，可以采用接收外部客户端发送的字符串信息，其中，字符串信息中至少携带有待处理的字符串数据和字符标志位，按照字符标志位对字符串数据进行处理，得到字符处理结果，将字符处理结果通过数据接口传输至外部客户端中。在该实施例中，可以在控制器的内存缓存区做改进，以满足客户多种设备的套接字通讯需求，即可按照客户方的需要，自行定义协议，处理发送和接收的数据，满足客户方的控制要求，由于通过控制器即可完成通讯协议的布置，完成数据交互，减少了采用标准通讯模块的购置成本，进而解决相关技术中需要额外的购置多个通讯模块来实现机器人的通讯，导致成本增加的技术问题。

在本发明一可选的实施例中，按照字符标志位对字符串数据进行处理，得到字符处理结果包括：在字符标志位为第一数值时，确定需进行字节处理，按照第一标识对字符串数据进行第一预设操作，以得到字节处理结果；在字符标志位为第二数值时，确定需进行指令处理，按照第二标识对字符串数据进行第二预设操作，以得到指令处理结果，将字节处理结果或指令处理结果确定为字符处理结果。

本发明实施例中，可以以机器人控制器为服务器，接收客户端发送过来的字符串数据，将此字符串数据按照字节数或者分隔符等进行分割，把分割后的数据用数组方式存在控制器内存中，完成对应的数据交互功能，减少了采用标准通讯模块的购置成本，同时，客户方可根据分割后的数据，进行相关的数据操作，以达成客户方的控制效果，灵活度高，可靠性高，推广性强。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种工业机器人，包括上述任意一项的机器人的控制器。

另一种可选的地，工业机器人还包括：处理器；以及存储器，用于存储处理器的可执行指令；其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行上述任意一项的机器人控制器的控制方法。

可选地，上述处理器被配置可执行如下步骤的指令：接收外部客户端发送的字符串信息，其中，字符串信息中至少携带有待处理的字符串数据和字符标志位；按照字符标志位对字符串数据进行处理，得到字符处理结果；将字符处理结果通过数据接口传输至外部客户端中。

另一种可选的，上述处理器还被配置可执行如下步骤的指令：在字符标志位为第一数值时，确定需进行字节处理，按照第一标识对字符串数据进行第一预设操作，以得到字节处理结果；在字符标志位为第二数值时，确定需进行指令处理，按照第二标识对字符串数据进行第二预设操作，以得到指令处理结果，将字节处理结果或指令处理结果确定为字符处理结果。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种机器人的控制器，其特征在于，在控制器内预先设置一个内存缓存区，所述内存缓存区包括：

接收数据区，与所述控制器的数据接口连接，接收外部客户端发送的字符串信息，其中，所述字符串信息中至少携带有待处理的字符串数据和字符标志位；

字符处理区，与所述接收数据区连接，用于按照所述字符标志位对所述字符串数据进行处理，得到字符处理结果；

发送数据区，与所述字符处理区连接，用于将所述字符处理结果通过所述数据接口传输至所述外部客户端中，

所述字符标志位用于区分字节或者指令，所述字符标志位为下述之一：第一数值、第二数值，而所述字符串信息还携带有处理标识，其中，所述处理标识为下述之一：第一标识和第二标识，所述第一标识为一个数值，所述第二标识为一个指令代码。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述字符处理区至少包括一个字符处理中心区，所述字符处理中心区包括：

字节处理子区，用于在所述字符标志位为所述第一数值时，确定需进行字节处理，按照所述第一标识对所述字符串数据进行第一预设操作，以得到字节处理结果；

指令处理子区，用于在所述字符标志位为所述第二数值时，确定需进行指令处理，按照所述第二标识对所述字符串数据进行第二预设操作，以得到指令处理结果，

将所述字节处理结果或所述指令处理结果作为字符处理结果。

3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述字符处理区还包括：

输入区，用于将所述接收数据区的字符串信息传输至所述字符处理中心区；

输出区，用于将所述字符处理结果发送至所述发送数据区中。

4.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，将所述字符处理区 放置于外部宏文件或宏指令。

5.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器中集成以太网通讯协议，并设置通讯地址和端口号，通过所述以太网通讯协议与所述外部客户端传输数据。

6.一种机器人控制器的控制方法，其特征在于，在控制器内预先设置一个内存缓存区，在所述内存缓存区内执行以下步骤：

接收外部客户端发送的字符串信息，其中，所述字符串信息中至少携带有待处理的字符串数据和字符标志位；

按照所述字符标志位对所述字符串数据进行处理，得到字符处理结果；

将所述字符处理结果通过数据接口传输至所述外部客户端中，

所述字符标志位用于区分字节或者指令，所述字符标志位为下述之一：第一数值、第二数值，而所述字符串信息还携带有处理标识，其中，所述处理标识为下述之一：第一标识和第二标识，所述第一标识为一个数值，所述第二标识为一个指令代码。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，按照所述字符标志位对所述字符串数据进行处理，得到字符处理结果包括：

在所述字符标志位为第一数值时，确定需进行字节处理，按照第一标识对所述字符串数据进行第一预设操作，以得到字节处理结果；

在所述字符标志位为第二数值时，确定需进行指令处理，按照第二标识对所述字符串数据进行第二预设操作，以得到指令处理结果，

将所述字节处理结果或所述指令处理结果确定为字符处理结果。

8.一种工业机器人，其特征在于，包括权利要求1至5中任意一项所述的机器人的控制器。

9.根据权利要求8所述的工业机器人，其特征在于，所述工业机器人的控制器包括：

处理器；以及

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求6至7中任意一项所述的机器人控制器的控制方法。

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