CN109968359A - 一种工业机器人控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于物联网技术领域，具体涉及工业自动化控制技术领域，尤其涉及工业机器人的控制技术。本发明提出一种工业机器人控制系统，包括远端控制平台、本地控制器，本地控制器与远端控制平台通过互联网络通信。远端控制平台存储工业机器人的主程序，在机器人工作工程时，本地控制器与远端控制平台建立连接，下载主程序到本地控制器的RAM中，并且分段从远端控制平台调用时序子程序，时序子程序各段代码随用随删。本发明基于物联网技术原理，提供一种工业机器人控制方案用于解决工业机器人的计算机控制程序防盗版的问题。

Description

一种工业机器人控制系统

技术领域

本发明属于物联网技术领域，具体涉及工业自动化控制技术领域，尤其涉及工业机器人的控制技术。

背景技术

随着计算机智能控制技术的发展，加之劳动力成本的逐步增高，工业生产加工领域对自动化工业机器人的需求越来越大。

自动化生产线、工业机器人等工业自动化设备，由机械电气装置等硬件和计算机控制程序软件两大部分构成。计算机控制程序是工业自动化工业机器人的灵魂，计算机控制程序优劣在决定工业机器人的效率、节能、可靠性、安全性等方面，具有与机械结构同样的至关重要的作用。计算机控制程序的开发与优化需要投入大量的人力和时间成本。

虽然在著作权法的保护下，可以通过法律维权途径，实现计算机程序的保护，防止和打击盗版。但是总是有不尽如人意的情况出现，给企业带来巨大的经济损失，损害企业推动技术进步的积极性。

为了防止盗版，常规的做法是对计算机程序进行加密处理，但是，一方面加密的计算机程序存在被破解的可能性，另一方面，加密只是阻碍了源代码的还原，然而，如果不需要对控制程序进行修改，可以通过数据拷贝的方式，克隆ROM芯片或者主控芯片，同样可以正常用于自动化设备的控制。

发明内容

本发明目的是针对工业机器人的计算机控制程序如何防盗版的问题，基于物联网技术原理，提供一种工业机器人控制方案。

为实现上述目的，本发明提出一种工业机器人控制系统，包括远端控制平台、本地控制器，本地控制器与远端控制平台通过互联网络通信。

其特征在于：

控制程序存储于远端控制平台，控制程序包括主程序、需要按预设时序执行的时序调用子程序、用于响应传感器信号的随机调用子程序；

所述主程序用于初始化工业机器人使其进入运行准备状态，以及调用子程序以控制相应被控机件完成相应动作；

所述时序调用子程序由主程序按预设时序调用执行，所述随机调用子程序由主程序基于事件的触发调用执行。

将所述控制程序存储于远端控制平台内，所述时序调用子程序的代码按执行的先后顺序，被分为多段代码；

所述远端工作平台内建立有工业机器人的实时信息档案，实时信息档案包括该工业机器人身份编号信息、已经注册在案的地理位置信息、目前是否处于连接状态的信息；

当工业机器人需要运行时，本地控制器建立与远端控制平台的时时通信连接；然后远端工作平台对该连接工作机器人进行合法性验证；当通过合法性验证后，本地控制器从远端控制平台下载主程序、随机调用子程序、时序调用子程序第一段代码，并暂存在RAM中；本地控制器运行主程序，控制工业机器人进入初始化状态；当工业机器人完成初始化状态以后，主程序调用时序调用子程序并开始执行其第一段代码时，同时本地控制器开始从远端控制平台下载该时序调用子程序的第二段代码并暂存在RAM中，当第一段代码执行完毕并开始执行第二段代码时，本地控制器开始从远端控制平台下载该时序调用子程序的第三段代码并暂存在RAM中，并同时从RAM中删除该时序调用子程序的第一段代码，当倒数第二段代码执行完毕并开始执行最后一段代码时，本地控制器开始从远端控制平台下载该时序调用子程序的第一段代码并暂存在RAM中，并同时从RAM中删除该时序调用子程序的倒数第二段代码，当最后一段代码执行完华，本地控制器将其从RAM中删除；当安装于工业机器人上感应器接收到信号，则主程序从本地控制器RAM中调用随机调用子程序。

本地控制器与远端控制平台建立连接时，通过如下步骤进行合法性验证：

S1-1、上传本地控制器内存储的对应自动化工业机器人唯一身份编号信息以及实时地址位置信息；

S1-2、依据S1-1所上传的自动化工业机器人身份编号信息，远端控制平台会在注册列表中进行检索，判断所上传身份编号信息是否注册在案；若不在案，判定为非法连接，中断连接；若在案，进行下一步；

S1-3、依据S1-2所检索到的该编号工业机器人实时档案，读取实施档案信息，判断申请连接的自动化工业机器人实时是否处已连接状态，若该编号工业机器人已经处于连接状态，则判断该连接请求为非法，中断连接；若该编号工业机器人信息处于未连接状态，则进行下一步；

S1-4、读取S1-1所上传地理位置信息与S1-3所检索到的对应工业机器人信息档案中的地理位置信息经行对比，若是地理位置信息不相同，则判定为非法连接，中断连接；若是地理位置信息相同，则通过验证，允许连接。

所述时序调用子程序的第一段代码中包括有该时序调用子程序的代码总段数，每一段代码中包含有本段代码序号。

主程序中有判定值和执行值,在主程序从远端平台调用到时序调用子程序的第一段代码时，会将第一段代码中所包含的该时序调用子程序的代码总段数赋值给主程序中的判定值,主程序的执行值的初始值为1。

S2-1-1，程序执行代码序号为执行值的代码段；

S2-1-2，主程序执行代码段的同时，主程序会对判断值与执行值进行大小判断，当执行值不等于判断值时，主程序向远端控制平台发出请求，请求下载代码序号为执行值加1的代码段，本地控制器下载该段代码进入RAM中；

S2-1-3，主程序执行代码段的同时，判断执行值是否大于1，执行值不大于1，主程序不执行删除命令；执行值大于1，主程序执行删除命令，删除RAM中代码序号为执行值减1的代码段；

S2-2，主程序执行完该代码段以后，主程序中执行值自动加1；

S2-3，重复执行S2-1-1到S2-2，直到执行值等于判断时；

S2-4，当执行值等于判断值时，主程序向远端控制平台发出请求，请求下载代码序号为1的代码段，本地控制器下载该段代码进入RAM中；

S2-5，当机器人执行完该代码段后，主程序执行删除命令，删除RAM中代码序号为执行值的代码段；

S2-6，删除完成后，执行值恢复为1，时序调用子程序所有代码段调用完成，工业机器人完成一次完整的加工装配过程。

作为操控智能机械人系统的关键程序包括主程序、随机调用子程序、时序调用子程序都存储于远端控制平台，在机械人的工作过程中被临时从远端控制平台调用，提高了这些关键程序的保护强度。尤其是时序调用子程序会随着智能机械人工作流程的进行，随用随删，本地控制器内最多留存两段代码，有效提升了关键程序的安全性。

在防盗系统工作过程中，执行本段代码、下载下段代码、删除上段代码同时进行，当智能机械人执行一段代码完成后，下段代码已经存在于本地控制器的RAM中，这保证了智能机械人不会因为防盗版系统的分段下载和分段执行的流程而中断工作，不需要花时间等待下一段代码。该方法在保护代码安全的同时保证了智能机械人工作的时效性。

在远端控制平台设有重置工业机器人实时信息档案的程序，在自动化工业机器人发生合法交易或转移时，可以报备工业机器人生产公司，重置自动化工业机器人的档案信息。

当有不法人员利用技术手段完全盗用自动化工业机器人的身份编号信息与地理位置信息通过合法性验证，并且一直处于开机连接状态，反而会导致正版自动化工业机器人连接不上网络，无法正常工作。

作为优选，本地控制器配置有身份编号信息存储器、地理位置信息定位器。

作为优选，本地控制器配置的身份编号存储器与本地控制器是可分合的，当出现上述情况时，可以通过拔出本地控制器的身份编号存储器，然后通过特定设备与远端控制平台连接，可以在存储器中重新安装新的身份编号信息，远端控制平台为该自动化工业机器人建立新的实时信息档案，并且删除原有编号的实时信息档案，这就保证了正版工业机器人的工作不会受到盗版工业机器人的干扰，同时中断盗版工业机器人的连接，实现预防盗版的目的。

作为一种选择，本地控制器配置的地理位置信息定位器为GPS定位芯片。

作为优选，随机调用子程序写有工业机器人紧急制动程序，在工业机器人上装有传感器，当有人或障碍物靠近工业机器人工作区域时，传感器发送信号，控制器接收信号后，由控制器中主程序调用随机调用子程序，机器人紧急制动，防止可能发生的碰撞。

附图说明

图1工业机器人控制系统工作流程图。

图2连接合法性验证流程图。

图3防盗程序运行原理流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段与实用功效易于明白了解，下面以工业应用中机械臂进行简单的装配工作为例进行阐述。

所述机械臂在进行装配过程中，需要进行抓取，移动，安装，复位四个动作命令。

应用本发技术方案的机械臂自动控制系统，包括远端控制平台，和本地控制器，本地控制器与远端控制平台通过互联网络通信。

本地控制器配置有身份编号信息存储器、gps定位芯片以及启动程序，所述启动程序建立与远端控制平台的连接，接收远端控平台，

控制程序配置于远端控制平台，所述控制程序包括主程序、需要按预设时序执行的时序调用子程序、用于响应传感器信号的随机调用子程序。

所述时序调用子程序包括四个代码段，四个代码段分别控制机械臂抓取、移动、安装、复位四个动作命令。

所述远端工作平台内建立工业机器人的实时信息档案，实时信息档案包括该工业机器人身份编号信息、已经注册在案的地理位置信息、目前是否处于连接状态的信息；

控制系统的工作流程如图1：

首先本地控制器建立与远端控制平台的时时通信连接；然后远端工作平台对该连接工作机器人进行合法性验证；当通过合法性验证后，本地控制器从远端控制平台下载主程序、随机调用子程序、时序调用子程序第一段代码，并暂存在RAM中；本地控制器运行主程序，控制工业机器人进入初始化状态；当工业机器人完成初始化状态以后，主程序调用时序调用子程序，机械臂正式进入工作流程；当安装于工业机器人上感应器接收到信号，则主程序从本地控制器RAM中调用随机调用子程序。

参见图2当工业机器人控制系统开始工作时，本地控制器要先与远端控制平台建立连接时，通过如下步骤进行合法性验证：

S1-1、上传本地控制器内存储的对应的该机械臂身份编号信息以及实时地址位置信息；

S1-2、依据S1-1所上传的身份编号信息，远端控制平台会在注册列表中进行检索，判断所上传唯一身份编号信息是否注册在案；若不在案，判定为非法连接，中断连接；若在案，进行下一步；

S1-3、依据S1-2所检索到的该编号工业机器人的实时档案，读取实施档案信息，判断申请连接的自动化工业机器人实时是否处已连接状态，若该编号工业机器人已经处于连接状态，则判断该连接请求为非法，中断连接；若该编号工业机器人信息处于未连接状态，则进行下一步；

S1-4、读取S1-1所上传地理位置信息与S1-3所检索到的对应工业机器人信息档案中的地理位置信息经行对比，若是地理位置信息不相同，则判定为非法连接，中断连接；若是地理位置信息相同，则通过验证，允许连接。

合法性验证成功以后，本地控制器从远端控制平台下载主程序、随机调用子程序、时序调用子程序第一段代码，并暂存在RAM中；

所述时序调用子程序包括四个代码段，

代码序号为1的代码段控制机械臂抓取动作命令；

代码序号为2的代码段控制机械臂移动动作命令；

代码序号为3的代码段控制机械臂安装动作命令；

代码序号为4的代码段控制机械臂复位动作命令。

主程序开始执行，调整机械臂进入初始姿态。

参见图3，主程序向远端控制平台请求下载时序子程序中代码序号为1的代码段，序号为1的代码段中包含有整个时序调用子程序的数目值，下载入本地控制器RAM中后，主程序将该数目值赋予主程序中的判断值。

主程序运行RAM中的代码序号为1的代码段，机械臂执行抓取动作；在机械臂执行抓取动作的同时，主程序对程序中的判断值与执行值进行大小判断，此时执行值为1，判断值为4，执行值不等于判断值，主程序向远端控制平台发送请求，请求下载代码序号为1+1的代码段，本地控制器下载序号为2的代码段进入本地控制器Ram中；同时判断执行值是否大于1，此时执行值为1，执行值不大于1，主程序不执行删除命令；

当主程序执行完抓取动作以后，主程序中执行值自动加1，此时主程序中执行值为2，然后主程序运行RAM中代码序号为2的代码段，机械臂执行移动命令；当机械臂执行移动动作的同时，主程序对程序中的判断值与执行值进行大小判断，此时执行值为2，判断值为4，执行值不等于判断值，主程序向远端控制平台发送请求，请求下载代码序号为2+1的代码段，本地控制器下载序号为3的代码段进入本地控制器Ram中；同时判断执行值是否大于1，此时执行值为2，执行值大于1，主程序执行删除命令，删除RAM中代码序号为2-1的代码段；

当主程序执行完移动动作以后，主程序中执行值自动加1，此时主程序中执行值为3，然后主程序运行RAM中代码序号为3的代码段，机械臂执行安装动作；当机械臂执行完安装动作的同时，主程序对程序中的判断值与执行值进行大小判断，此时执行值为3，判断值为4，执行值不等于判断值，主程序向远端控制平台发送请求，请求下载代码序号为3+1的代码段，本地控制器下载序号为4的代码段进入本地控制器Ram中；同时判断执行值是否大于1，此时执行值为3，执行值大于1，主程序执行删除命令，删除RAM中代码序号为3-1的代码段；

当主程序执行完安装动作以后，主程序中执行值自动加1，此时主程序中执行值为4，然后主程序运行RAM中代码序号为4的代码段，机械臂执行复位命令；在机械臂执行复位命令的同时，主程序对程序中的判断值与执行值进行大小判断，此时执行值为4，判断值为4，判断值等于执行值，主程序执行下载命令，下载代码序号为1的代码段；

在执行值等于判断值前提下，当主程序执行完复位命令以后，主程序执行删除命令，删除代码序号为执行值的代码段，即删除序号4代码段，然后执行值恢复为1；至此主程序完成对整个时序调用子程序的各段代码段的调用，机械臂完整完成一次工作流程。

Claims (5)

1.一种工业机器人控制系统，包括远端控制平台、本地控制器，本地控制器与远端控制平台通过互联网络通信；

其特征在于：

控制程序存储于远端控制平台；

所述控制程序包括主程序、需要按预设时序执行的时序调用子程序、用于响应传感器信号的随机调用子程序；

所述主程序用于初始化工业机器人使其进入运行准备状态，以及调用子程序以控制相应被控机件完成相应动作；

所述时序调用子程序由主程序按预设时序调用执行，所述随机调用子程序由主程序基于事件的触发调用执行；

所述时序调用子程序的代码按执行的先后顺序，被分为多段代码；

当工业机器人需要运行时，首先本地控制器建立与远端控制平台的时时通信连接；然后远端工作平台对该连接工作机器人进行合法性验证；当通过合法性验证后，本地控制器从远端控制平台下载主程序、随机调用子程序、时序调用子程序第一段代码，并暂存在RAM中；本地控制器运行主程序，控制工业机器人进入初始化状态；当工业机器人完成初始化状态以后，主程序调用时序调用子程序并开始执行其第一段代码时，同时本地控制器开始从远端控制平台下载该时序调用子程序的第二段代码并暂存在RAM中，当第一段代码执行完毕并开始执行第二段代码时，本地控制器开始从远端控制平台下载该时序调用子程序的第三段代码并暂存在RAM中，并同时从RAM中删除该时序调用子程序的第一段代码，当倒数第二段代码执行完毕并开始执行最后一段代码时，本地控制器开始从远端控制平台下载该时序调用子程序的第一段代码并暂存在RAM中，并同时从RAM中删除该时序调用子程序的倒数第二段代码，当最后一段代码执行完华，本地控制器将其从RAM中删除；当安装于工业机器人上感应器接收到信号，则主程序立刻从本地控制器RAM中调用随机调用子程序。

2.依据权利要求1所述工业机器人控制系统，其特征在于，所述远端工作平台内建立工业机器人的实时信息档案，实时信息档案包括该工业机器人身份编号信息、已经注册在案的地理位置信息、目前是否处于连接状态的信息；

所述本地控制器配置有身份编号信息存储器、地理位置信息定位器；

远端控制平台通过对比身份编号信息、实时地理位置信息、以及连接状态是否冲突来判断对应连接设备的合法性。

3.依据权利要求1所述工业机器人控制系统，其特征在于，所述本地控制器配置的身份编号存储器与本地控制器是可分合的，所述身份编号存储器可以通过特定设备连接远端控制平台，有远端控制平台重新写入新的身份编号。

4.依据权利要求1所述工业机器人控制系统，其特征在于,所述本地控制器配置的地理位置信息定位器为GPS定位芯片。

5.依据权利要求1所述工业机器人控制系统，其特征在于，所述随机调用子程序写有工业机器人紧急制动程序。