CN111475201B - 基于plc控制机器人进出干涉区的方法、设备及存储介质 - Google Patents

基于plc控制机器人进出干涉区的方法、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于PLC控制机器人进出干涉区的方法、设备及存储介质，所述方法包括：获取用于存储所述干涉区信号信息的变量及其第一存储空间，所述变量为一维变量；将所述变量的类型从一维变量转换为二维变量，所述二维变量所占用的第二存储空间不多于所述第一存储空间，以在不增加接口信号的同时，增加所述变量能够存储的干涉区状态的数量。本发明能在增加可以表达的干涉区的信号的同时，不增加接口信号的数量。

Description

基于PLC控制机器人进出干涉区的方法、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种基于PLC控制机器人进出干涉区的方法、机器人及存储介质。
背景技术
PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)是一种专门为在工业环境下应用而设计的以微处理器为基础的新一代工业自动控制装置。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
随着汽车工业的不断发展，自动化生产基本已经全面普及，生产效率大大提升。如在焊装车间中，PLC控制机器人完成各种焊接工艺。为了规避两个及以上机器人在相近位置工作时发生碰撞的风险，机器人方面可以定义这个位置为干涉区。目前主流的做法，机器人在进入干涉区前，询问PLC该干涉区是否被其他机器人占用，如果未被占用，则进入该干涉区进行工作；如果被占用，则等待，直到其他机器人退出该干涉区，再进入该干涉区进行工作。
目前的方法，是面向于自动化线单一车型生产，空间宽敞，一般1个机器人与其他机器人的干涉区上限是一个word的长度，例如16个bit，每个bit代表一个干涉区。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种基于PLC控制机器人进出干涉区的方法、机器人及存储介质，以增加机器人可以表示的干涉区的数量。
本发明提供的基于PLC控制机器人进出干涉区的方法，包括：
获取用于存储所述干涉区状态的变量及其第一存储空间，所述变量为一维变量；将所述变量的类型从一维变量转换为二维变量，并使所述二维变量所占用的第二存储空间不多于所述第一存储空间，以在不增加接口信号的同时，增加所述变量能够存储的干涉区状态的数量。
进一步，所述一维变量是布尔型变量，所述二维变量是整型指针变量。
进一步，所述整型指针变量占用存储空间的位数，是所述布尔型变量占用存储空间的位数的一半。
进一步，所述布尔型变量占用存储空间的位数为16位，所述整型指针变量占用存储空间的位数为8位，所述整型指针变量指向的存储空间的个数为255、对应的干涉区的数量为254。
进一步，所述方法还包括：步骤S71，接收机器人R询问干涉区i是否被占用的请求，并转入步骤S73；步骤S73，判断存储空间i是否为空，若为空，则转入步骤S751，否则转入步骤S752；步骤S751，将机器人R的名称输入至所述存储空间i，并转入步骤S753；步骤S753，将允许进入干涉区i的指令，通知机器人R，进程结束；步骤S752，判断存储i内是否为机器人R的名称，若是，则转入步骤S751，否则，转入步骤S754；步骤S754，指示机器人在干涉区外等待后转入步骤S73。
进一步，所述方法还包括：步骤S91，获取机器人R离开干涉区i的请求；步骤S93，判断存储空间i中的序号信息的属性值与机器人R的名称一致时进入步骤S951；步骤S951，将存储空间i内的机器人的名称清空后转入步骤S97；步骤S97，使机器人R离开干涉区i，进程结束。
进一步，所述步骤S93还包括，判断空间i中的序号信息的属性值与机器人R的名称不一致时进入步骤S97。
进一步，所述基于PLC控制机器人进出干涉区的方法，还包括：增加一个复位信号存储空间，用于存储机器人R发出的复位信号；获取机器人R访问所述复位信号存储空间的请求；当接收到机器人R访问所述复位信号存储空间的请求后，将所述机器人R所占的空间全部清空。
本申请另提供一种计算机设备，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，所述处理器被配置为通过执行所述可执行指令来执行上述任一项所述的基于PLC控制机器人进出干涉区的方法。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述任一项所述基于PLC控制机器人进出干涉区的方法。
本发明能在增加可以表达的干涉区的信号的同时，不增加接口信号的数量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明第一较佳实施例提供的基于PLC控制机器人进出干涉区的方法的示意图。
图2为本发明第二较佳实施例提供的基于PLC控制机器人进出干涉区的方法的一个示意图。
图3为本发明第三较佳实施例提供的基于PLC控制机器人进出干涉区的方法的一个示意图。
图4为本发明第四较佳实施例提供的基于PLC控制机器人进出干涉区的方法的一个示意图。
图5为本发明较佳实施例提供的计算机设备的方框示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。
请参阅图1，本发明第一较佳实施例提供的基于PLC控制机器人进出干涉区的方法，包括：
步骤S30，获取用于存储所述干涉区信号信息的变量及其第一存储空间，所述变量为一维变量；
步骤S50，将所述变量的类型从一维变量转换为二维变量，所述二维变量所占用的第二存储空间不多于所述第一存储空间，以在不增加接口信号的同时，增加所述变量能够存储的干涉区状态的数量。
具体而言，在本实施例中，所述一维变量可以是布尔型变量，所述二维变量可以是整型指针变量。所述整型指针变量占用存储空间的位数，可以是所述布尔型变量占用存储空间的位数的一半。例如，所述布尔型变量占用存储空间的位数为16位，所述整型指针变量占用存储空间的位数为8位。所述整型指针变量指向的存储空间的个数为255、对应的干涉区的数量为254。
需要说明的是，在本申请中，一维变量和二维变量也可以是其他变量类型，例如二维变量可以是八进制整型或十六进制整型，所述二维变量的长度也不限于8位，例如也可以为16位。
具体而言，本申请在PLC端，可以创建一个全局DB，即全局数据库，定义一个数组，包含254个字符串，即空间1至空间254，每个空间对应一个干涉区，即对应机器人的254个干涉区，i表示1至254个空间中的某个空间实例。在本实施例中，因为机器人与PLC交互中，接口信号定义了1字节(byte)表示干涉区的编号，1个字节最大表示的整数为255。如果定义更多字节，则可以表示更多的干涉区。R表示该PLC控制的所有机器人中，某个机器人实例。
简单的说，从算法上，本申请通过将二进制16位布尔量，一个字节，转成整型，用8个bit，即1个byte表达无符号短整型，达到了最多可以表达255个数据的效果。这样，一方面，能用少一半的长度，表达出254个干涉区序号信号；另一方面，能在不增加接口信号的同时，这里是用节省一半的接口信号，增加可以定义的干涉区的数量。由于PLC控制器中控制位的数量有上限，例如2032bit，若增加布尔量，例如若由现在的16位增加到32位，则会占用和压缩其他信号位的空间，因此本申请的能在增加可以表达的干涉区的信号的同时，但却不增加接口信号的数量的技术方案，对PLC控制器的升级，具有显著的进步性。
具体而言，在本申请的第二较佳实施例中，所述方法还可以包括：步骤S50，对所述序号数组的元素进行赋值，所述被赋值的数据类型为字符串，所述字符串包括机器人的名称。当一个干涉区被占用时，则将所述机器人的名称写入相应的所述序号数组的元素空间。用机器人的名称，字符串，作为标记，存入被占用干涉区对应的元素空间内，能方便工程师编程，有利于工程师理解，避免张冠李戴，比用数字代表机器人的方式更加不易出错。
当机器人R要进入干涉区i之前，机器人R需询问PLC，空间i是否被占用。具体而言，同时参考图2和图4，在本申请的第二较佳实施例中，所述方法可以包括：
步骤S71，接收机器人R询问干涉区i是否被占用的请求，并转入步骤S73，PLC判断存储空间i是否被占用，即判断空间i内的字符串是否为空，空即未占用，非空即为占用；
步骤S73，判断存储空间i是否为空，若为空，则转入步骤S751，否则转入步骤S752，换言之，若为空，则将机器人R的名字输入至存储空间i；若不为空，则判断存储空间i内的元素属性值是否与机器人R的名字相同；
步骤S751，将机器人R的名称输入至所述存储空间i，并转入步骤S753；
步骤S753，将允许进入干涉区i的指令，通知机器人R，进程结束；换言之，在将机器人R的名字输入至存储空间i后，PLC即允许机器人R进入到干涉区i工作；
步骤S752，判断存储空间i内是否为机器人R的名称，若是，则转入步骤S751，否则，转入步骤S754；换言之，若存储空间i内的元素属性值被判定为与机器人R的名字相同，则再将机器人R的名字写入存储空间i一次；若存储空间i内的元素属性值被判定为与机器人R的名字不相同，则使机器人R等待在干涉区i外，等待下个周期的结果；
步骤S754，指示机器人在干涉区外等待后转入步骤S73。
具体而言，同时参考图3和图4，在本申请的第三较佳实施例中，所述方法还可以包括：
步骤S91，获取机器人R离开干涉区i的请求，例如在机器人R工作完成后；
步骤S93，判断空间i中的序号信息的属性值与机器人R的名称一致时进入步骤S951；
步骤S951，将空间i内的机器人的名称清空后转入步骤S97；
步骤S97，使机器人R离开干涉区i，进程结束。
更具体而言，所述步骤S93还可以包括，在判断空间i中的序号信息的属性值与机器人R的名称不一致时进入步骤S97。
换言之，在机器人R完成工作后，向PLC请求离开干涉区i；接着，PLC判断空间i内的字符串是否与机器人R的名字一致；若一致，则PLC将i中字符串清空，即干涉区i被释放；若不一致，则PLC不清空i中的字符串，即使机器人离开干涉区i，在逻辑上，干涉区i仍然被R占用；再接着，机器人R离开干涉区i；当前工作循环结束。
进一步，可以参阅图4，在本申请的第四较佳实施例中，所述基于PLC控制机器人进出干涉区的方法，还可以包括：
步骤S102，增加一个复位信号存储空间，本申请中例如是第255个空间，用于存储机器人R发出的复位信号；
步骤S104，获取机器人R访问所述复位信号存储空间的请求；
步骤S106，当接收到机器人R访问所述复位信号存储空间的请求后，将所述机器人R所占的空间全部清空。
换言之，本申请还具有复位辅助功能，当机器人R发出访问空间255的请求时，PLC会将机器人R所占的空间，例如空间1到空间254中的多个空间，全部清空或释放，但不会清除其它机器人所占用的空间。
本申请另提供一种计算机设备20，可以参考图5，包括：处理器22；以及存储器24，用于存储所述处理器22的可执行指令；其中，处理器22被配置为通过执行所述可执行指令来执行上述任意一种基于PLC控制机器人进出干涉区的方法。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述任意一种基于PLC控制机器人进出干涉区的方法。
综上所述，本发明要解决的问题是多车型共线生产，即柔性制造,即插即用、同一生产线适用多个车型时，单个机器人16个干涉区不够用、需要扩展干涉区，且保证安全性的问题。安全性例如是机器人锁不住，造成碰撞。现在多数的干涉区域序号信号，采用布尔量(BOOL)标志，16个干涉区请求信号，即需要16个布尔量分别表示，也就是1个字(WORD)的长度。由于集成度高，且空间相对较小，很多空间被机器人各个车型的工具占用了。这样，机器人可运动的范围较小，且要支持多车型工艺，各个工艺工具形状各异，多个机器人同时对某个相近位置工作时，可能相互干涉的位置就变得更多，这时就需要更多的干涉区避免碰撞。本发明能在不增加接口信号的前提下，使单个机器人可以表示的干涉区的数量增加至254。同时，新的干涉区表示、占用和释放逻辑，例如用机器人的名称，即字符串，作为标记的方法，更不易出错。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种基于PLC控制机器人进出干涉区的方法，所述方法包括：
步骤S30，获取用于存储干涉区状态的变量及其第一存储空间，所述变量为布尔型变量；
步骤S50，将所述变量的类型从布尔型变量转换为整型指针变量，并使所述整型指针变量所占用的第二存储空间不多于所述第一存储空间，以在不增加接口信号的同时，增加所述变量能够存储的干涉区状态的数量；
步骤S91，获取机器人R离开干涉区i的请求；
步骤S93，判断存储空间i中的序号信息的属性值与机器人R的名称一致时进入步骤S951；
步骤S951，将存储空间i内的机器人的名称清空后转入步骤S97；
步骤S97，使机器人R离开干涉区i，进程结束。
2.根据权利要求1所述的基于PLC控制机器人进出干涉区的方法，其特征在于：所述整型指针变量占用存储空间的位数，是所述布尔型变量占用存储空间的位数的一半。
3.根据权利要求2所述的基于PLC控制机器人进出干涉区的方法，其特征在于：所述布尔型变量占用存储空间的位数为16位，所述整型指针变量占用存储空间的位数为8位，所述整型指针变量指向的存储空间的个数为255、对应的干涉区的数量为254。
4.根据权利要求1所述的基于PLC控制机器人进出干涉区的方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤S71，接收机器人R询问干涉区i是否被占用的请求，并转入步骤S73；
步骤S73，判断存储空间i是否为空，若为空，则转入步骤S751，否则转入步骤S752；
步骤S751，将机器人R的名称输入至所述空间i，并转入步骤S753；
步骤S753，将允许进入干涉区i的指令，通知存储机器人R，进程结束；
步骤S752，判断存储空间i内是否为机器人R的名称，若是，则转入步骤S751，否则，转入步骤S754；
步骤S754，指示机器人在干涉区外等待后转入步骤S73。
5.根据权利要求1所述的基于PLC控制机器人进出干涉区的方法，其特征在于：
所述步骤S93还包括，判断空间i中的序号信息的属性值与机器人R的名称不一致时进入步骤S97。
6.根据权利要求1所述的基于PLC控制机器人进出干涉区的方法，其特征在于，所述方法还包括：
增加一个复位信号存储空间，用于存储机器人R发出的复位信号；
获取机器人R访问所述复位信号存储空间的请求；
当接收到机器人R访问所述复位信号存储空间的请求后，将所述机器人R所占的空间全部清空。
7.一种计算机设备，其特征在于，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，所述处理器被配置为通过执行所述可执行指令来执行权利要求1至6任一项所述的基于PLC控制机器人进出干涉区的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述基于PLC控制机器人进出干涉区的方法。
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