CN111203884B

CN111203884B - 机器人控制方法及装置

Info

Publication number: CN111203884B
Application number: CN202010059735.7A
Authority: CN
Inventors: 马中兴; 丁华; 李志光; 冯波; 张荣昌; 王纪
Original assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Geely Automobile Research Institute Ningbo Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Geely Automobile Research Institute Ningbo Co Ltd
Priority date: 2020-01-19
Filing date: 2020-01-19
Publication date: 2021-10-15
Anticipated expiration: 2040-01-19
Also published as: CN111203884A

Abstract

本申请涉及一种机器人控制方法及装置，机器人控制方法包括：实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号并存入监控存储区；判断监控存储区中存储的状态信号是否符合预设监控条件；根据判断结果控制机器人。本申请通过建立存储区存储状态信号，可以实时、大批量地对机器人的外围设备的状态进行监控，有效避免碰撞事故发生，使用简单，通用性好。

Description

机器人控制方法及装置

技术领域

本申请涉及设备控制技术领域，具体涉及一种机器人控制方法及装置。

背景技术

随着人力成本不断增加，工业机器人在各行各业得到了广泛应用，而由于工厂正不断地朝着智能化和柔性化发展，机器人的工作内容也变得更加多样化和复杂化，往往需要在比较复杂的环境当中进行作业，周围存在各种运动机构或设备，比如夹具，转台，防尘盖，自行小车，辊床，升降机等等，很容易发生碰撞事故。

为了防止机器人碰撞事故，一种方式是，机器人在执行任务之前先一次性判断外围设备的状态是否安全再执行运动命令，然而，如判断安全后中途有其他因素导致机器人周边的设备状态不正确，机器人仍然会继续动作，进而发生机器人碰撞事故。另一种方式是，通过库卡机器人自带的$CYCFLAG系统功能实现监控功能，$CYCFLAG只有库卡机器人独有，数据类型为布尔量，其在机器人的每一句运动指令下面均写上对应的信号监控表达式来对$CYCFLAG进行赋值，进而根据赋值结果确定是否触发中断程序，当监测的信号需要调整时，需要重新修改表达式，当需要监控的信号很多时，表达式将会很长，而且每一行表达式最多只允许串联32个信号，使得功能和容量都受到限制，无法推广到其他标准或其他品牌机器人使用。

可见，目前没有一种通用、简单的方式来实时、大批量地对机器人的外围设备的状态进行监控，无法真正在复杂环境下有效防止机器人碰撞事故。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供一种机器人控制方法及装置，可以实时、大批量地对机器人的外围设备的状态进行监控，使用简单，通用性好。

为解决上述技术问题，本申请提供一种机器人控制方法，包括：

实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号并存入监控存储区；

判断所述监控存储区中存储的状态信号是否符合预设监控条件；

根据判断结果控制所述机器人。

其中，所述实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号并存入监控存储区，包括：

实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号；

将各状态信号存入监控存储区中的对应地址，使所有状态信号的地址之间连续。

其中，所述判断所述监控存储区中存储的状态信号是否符合预设监控条件，包括：

判断所述监控存储区中存储的状态信号是否包含预设类型的状态信号；

若包含预设类型的状态信号，则符合预设监控条件；

若不包含预设类型的状态信号，则不符合预设监控条件。

其中，所述判断所述监控存储区中存储的状态信号是否包含预设类型的状态信号，包括：

根据所述监控存储区中存储的状态信号的总数逐一扫描所述监控存储区中存储的状态信号；

当扫描到至少一个状态信号为预设类型的状态信号时，确认所述监控存储区中存储的状态信号包含预设类型的状态信号；

当未扫描到预设类型的状态信号时，确认所述监控存储区中存储的状态信号不包含预设类型的状态信号。

其中，所述预设类型的状态信号用于表征所述待监控设备未处于指定位置和/或姿态。

其中，所述根据判断结果控制所述机器人，包括：

若符合所述预设监控条件，则控制所述机器人停止运动。

其中，所述根据判断结果控制所述机器人之后，还包括：

当控制所述机器人停止运动时，发出设备异常警报。

其中，所述实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号并存入监控存储区之前，还包括：

当收到信号添加指令时，将所述添加指令对应的待监控设备的状态信号存入所述监控存储区中未存储数据的最低地址。

当收到信号删除指令时，将所述删除指令对应地址的状态信号删除；

若删除的状态信号的地址在已存储的状态信号的地址中最高，则保持所述监控存储区中剩余的状态信号的地址不变；

若删除的状态信号的地址在已存储的状态信号的地址中不是最高，则将地址高于所述删除的状态信号的地址的状态信号顺次向低地址移动。

本申请还提供一种机器人控制装置，包括存储器与处理器，所述存储器用于存储至少一条程序指令，所述处理器用于通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如上所述的机器人控制方法。

如上所述，本申请的机器人控制方法及装置，通过实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号并存入监控存储区，判断监控存储区中存储的状态信号是否符合预设监控条件，进而根据判断结果控制机器人，如此，通过建立存储区存储状态信号，可以实时、大批量地对机器人的外围设备的状态进行监控，有效避免碰撞事故发生，使用简单，通用性好。

附图说明

图1是根据第一实施例示出的机器人控制方法的流程示意图；

图2是根据第一实施例示出的机器人控制方法中监控存储区的原理示意图；

图3是根据第二实施例示出的机器人控制装置的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

第一实施例

图1是根据第一实施例示出的机器人控制方法的流程示意图。请参考图1，本实施例的机器人控制方法，包括但不限于以下步骤：

步骤110，实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号并存入监控存储区；

步骤120，判断监控存储区中存储的状态信号是否符合预设监控条件；

步骤130，根据判断结果控制机器人。

在步骤110中，实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号并存入监控存储区，可包括：

实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号；

其中，机器人外围的待监控设备包括但不限于夹具、转台、防尘盖、自行小车、辊床、升降机等各类可活动或可变形设备，状态信号用于表征待监控设备当前所处的位置和/或姿态，不同类型的状态信号用于表征位置和或姿态是否符合机器人安全作业的要求，例如，转台是否处于预设角度、自行小车是否运动到指定位置等。在本实施例中，状态信号的类型为“1”时，表示对应设备的状态符合机器人安全作业的要求，状态信号的类型为“0”时，则表示对应设备的状态不符合机器人安全作业的要求,包括设备异常或未到位等情况。

请结合图2，监控存储区创建于指定存储器中，该存储器中每一个物理存储单元对应一个地址编码，从“地址1”、“地址2”、“地址3”、“地址4”到“地址n”，地址由低到高进行排列，存入监控存储区的每个状态信号均对应一个地址。由于存储区的大小可扩充，使得可存储的状态信号的数量巨大，进而可以监控到大量的外围设备，相对库卡机器人最大只支持32个状态信号个数而言，更能适用于机器人日益复杂的应用环境。

待监控设备的状态信号通过实时获取的方式存入监控存储区中的对应地址，并且所有状态信号的地址之间连续，同时记录当前存储的状态信号的个数。如此，在后续扫描过程中，可以加快扫描速度，节约CPU运算能力。

在本实施例中，在步骤110实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号并存入监控存储区之前，还包括：

当收到信号添加指令时，将添加指令对应的待监控设备的状态信号存入监控存储区中未存储数据的最低地址。

其中，请结合图2，当有新的状态信号需要监控时，只需要通过开放的接口存入监控存储区，软件就会自动的将需要监控的状态信号放置到监控存储区的空余位置，而且是放置到监控存储区最底层的空余位置，也就是说，数据是先存在低地址，例如，假设“地址1”数据是空的，数据就会优先放置在“地址1”的位置，假如“地址1”有数据，存进来的数据自动往“地址2”放置，同时将当前存储的状态信号的总个数在原来基础上加1，以此类推。

当收到信号删除指令时，将删除指令对应地址的状态信号删除；

若删除的状态信号的地址在已存储的状态信号的地址中最高，则保持监控存储区中剩余的状态信号的地址不变；

若删除的状态信号的地址在已存储的状态信号的地址中不是最高，则将地址高于删除的状态信号的地址的状态信号顺次向低地址移动。

其中，如果不需要监控某个状态信号，也只需要通过开放的接口将这个状态信号删除即可，如果这个状态信号不是在监控存储区的最上层，也即在已存储的状态信号的地址中不是最高，则监控存储区中的数据会自动从高地址往低地址移动一个位置，实现连续排列。例如，假设目前监控的状态信号有3个，也就是“地址1”至“地址3”都有数据，当“地址3”的数据不需要监控时，软件会自动将“地址3”的数据清空，并把当前存储的状态信号的总个数设置为2，当“地址1”的数据不需要监控时，软件会将“地址1”的数据清空，同时将“地址2”的数据移动到“地址1”，将“地址3”的数据移动到“地址2”，并把当前存储的状态信号的总个数设置为2，以此类推。

以上过程就好比使用无限高的一个圆柱容器来装棋子，装的时候永远从最顶层往下装，取出的时候可以任意从某一层抽出来，当某个棋子被抽出以后，上面的棋子因重力原因自动往下移动一个位置，如此，需要扫描的数据个数可以根据现场需要实时调整，并且连续排列，节约CPU运算能力。

使用时，系统开发好接口，当需要增加或删除状态信号时，只需要输入指令Monitor(“信号”，“增加或删除”)，机器人就自动对监控存储区里面的状态信号进行监控，例如需要监控信号S1时，只需要输入命令“Monitor(S1，Add)”，监控存储区自动增加S1信号；假如需要删除监控存储区里的信号S1，只需输入命令“Monitor(S1，Reduce)”，监控存储区自动删除S1信号。当现场有布尔量S1，S2，S3，S4，S5等五个状态信号需要监控，通过输入下面指令，监控存储区自动存储需要监控的状态信号并记录信号总数：

Monitor(S1，Add)；

Monitor(S2，Add)；

Monitor(S3，Add)；

Monitor(S4，Add)；

Monitor(S5，Add)。

在增加或删除状态信号时，软件会优先判断监控存储区是否存在相同信号再进行操作，避免重复信号出现。

在步骤120中，判断监控存储区中存储的状态信号是否符合预设监控条件，可包括：

判断监控存储区中存储的状态信号是否包含预设类型的状态信号；

若包含预设类型的状态信号，则符合预设监控条件；

若不包含预设类型的状态信号，则不符合预设监控条件。

其中，在判断监控存储区中存储的状态信号是否包含预设类型的状态信号时，根据监控存储区中存储的状态信号的总数逐一扫描监控存储区中存储的状态信号，当扫描到至少一个状态信号为预设类型的状态信号时，确认监控存储区中存储的状态信号包含预设类型的状态信号，当未扫描到预设类型的状态信号时，确认监控存储区中存储的状态信号不包含预设类型的状态信号，预设类型的状态信号用于表征待监控设备未处于指定位置和/或姿态。具体地，根据监控存储区中的状态信号总数，机器人后台逐个判断每一个状态信号的类型，首先假设输出结果为S，并将S的初始值设为1，假如有一个或者多个状态信号为0，输出结果S为0，此结果为符合预设监控条件，反之，假如所有状态信号都不为0，输出结果S为1，此结果为不符合预设监控条件。步骤120在机器人作业的过程中以设定频率循环进行，从而可以实时、准确地得知周围设备的状态是否正常。

在步骤130中，根据判断结果控制机器人，包括：

若符合预设监控条件，则控制机器人停止运动。

其中，当监控存储区中存储的状态信号符合预设监控条件时，也即监控存储区内出现一个或多个状态信号为“0”(信号丢失)时，表明机器人的外围设备中存在不符合机器人安全作业的情况，此时，控制机器人立即进入中断程序执行停止命令，并可进一步发出设备异常警报。

如上所述，本申请的机器人控制方法具有如下有益效果：

(1)创建监控存储区用于存储待监控的状态信号，使得可监控的外围设备的状态信号个数无上限，支持未来智能制造工厂复杂的应用环境，有效地将需要监控的外围设备的状态信号实时后台循环扫描，一旦信号丢失，机器人立即停止并报警，从而实现实时、大批量地对机器人的外围设备的状态进行监控，有效避免碰撞事故发生；

(2)无需根据表达式的赋值结果执行运动指令，可开放接口调整监控信号的数量，使用简单，方便机器人程序开发人员使用，或者机器人调试工程师使用，可以支持嵌套在机器人工艺软件包里，比如抓手，焊枪，换枪盘等，而且开放接口，方便用户在软件包里潜入，或者在机器人轨迹里潜入；

(3)根据设备监控数量，程序自动扫描信号个数，减少CPU运算；

(4)适用于所有品牌机器人，不用依赖机器人底层功能，通用性好，推广难度系数低；

(5)为未来智能制造工厂提供无死角、全方位设备状态监控提供解决方案。

第二实施例

图3是根据第二实施例示出的机器人控制装置的结构示意图。如图3所示，本实施例的机器人控制装置，包括存储器310与处理器320，存储器310用于存储至少一条程序指令，处理器320用于通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如下方法：

根据判断结果控制所述机器人。

在一实施方式中，处理器320实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号并存入监控存储区，包括：

实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号；

在一实施方式中，处理器320判断监控存储区中存储的状态信号是否符合预设监控条件，包括：

若包含预设类型的状态信号，则符合预设监控条件；

若不包含预设类型的状态信号，则不符合预设监控条件。

在一实施方式中，处理器320判断监控存储区中存储的状态信号是否包含预设类型的状态信号，包括：

根据监控存储区中存储的状态信号的总数逐一扫描监控存储区中存储的状态信号；

当扫描到至少一个状态信号为预设类型的状态信号时，确认监控存储区中存储的状态信号包含预设类型的状态信号；

当未扫描到预设类型的状态信号时，确认监控存储区中存储的状态信号不包含预设类型的状态信号。

在一实施方式中，预设类型的状态信号用于表征待监控设备未处于指定位置和/或姿态。

在一实施方式中，处理器320根据判断结果控制机器人，包括：

若符合预设监控条件，则控制机器人停止运动。

在一实施方式中，处理器320用于根据判断结果控制机器人之后，还用于：

当控制机器人停止运动时，发出设备异常警报。

在一实施方式中，处理器320用于实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号并存入监控存储区之前，还用于：

如上所述，本申请的机器人控制装置，通过实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号并存入监控存储区，判断监控存储区中存储的状态信号是否符合预设监控条件，进而根据判断结果控制机器人，如此，通过建立存储区存储状态信号，可以实时、大批量地对机器人的外围设备的状态进行监控，有效避免碰撞事故发生，使用简单，通用性好。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种机器人控制方法，其特征在于，包括：

根据判断结果控制所述机器人；

所述判断所述监控存储区中存储的状态信号是否符合预设监控条件，包括：

判断所述监控存储区中存储的状态信号是否包含预设类型的状态信号，所述预设类型的状态信号用于表征所述待监控设备未处于指定位置和/或姿态；

若包含预设类型的状态信号，则符合预设监控条件；

若不包含预设类型的状态信号，则不符合预设监控条件；

所述判断所述监控存储区中存储的状态信号是否包含预设类型的状态信号，包括：

2.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号并存入监控存储区，包括：

实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号；

3.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述根据判断结果控制所述机器人，包括：

若符合所述预设监控条件，则控制所述机器人停止运动。

4.根据权利要求3所述的机器人控制方法，其特征在于，所述根据判断结果控制所述机器人之后，还包括：

当控制所述机器人停止运动时，发出设备异常警报。

5.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号并存入监控存储区之前，还包括：

6.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述实时获取机器人外围的待监控设备的状态信号并存入监控存储区之前，还包括：

7.一种机器人控制装置，其特征在于，包括存储器与处理器，所述存储器用于存储至少一条程序指令，所述处理器用于通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如权利要求1至6中任一项所述的机器人控制方法。