机器人及其示教器通信系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种机器人及其示教器通信系统。该机器人示教器通信系统包括：示教器，用于将接收到的指令组合成数据包发送，其中，指令为用于对机器人进行控制的指令；以及控制器，与示教器连接，用于接收示教器发送的数据包，根据数据包中的指令控制机器人的运行，其中，控制器包括解析器，解析器用于解析数据包，得到数据包中的指令。通过本实用新型，达到了提高控制器和示教器之间通信效率的效果。
【专利说明】
机器人及其示教器通信系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及机器人领域，具体而言，涉及一种机器人及其示教器通信系统。
【背景技术】
[0002]通信系统是用于完成信息传输过程的技术系统。在机器人领域，例如，工业机器人领域，通信机构是机器人示教器和控制器之间的沟通桥梁，故选择一种数据传输速率高、传输稳定、具有可拓展性且性价比高的通信方式将大大提升示教器的性能。在工业领域中，常用的通信方式有:串行通信、并行通信、USB通信、以太网通信等等。由于以太网具有性价比高、传输距离远、多种传输介质可选、组网容易、速率高等优势，采用以太网通信使得示教器的性能更加优良。
[0003]传统的工业机器人的示教器与控制器之间用网线连接，采用基于传输控制协议/因特网互联协议(Transmiss1n Control Pro toco I/Internet Protocol，简称为 TCP/IP)的以太网通信系统，提供端到端服务的有两种传输协议:周期性信息采用用户数据报协议(User Datagram Protocol，简称为UDP)，非周期性信息采用TCP JDP只是将分组的数据报从一个主机发送到另一台主机，但被发送的数据报能否完整的到达另一端是不能保证的。而且周期性信息和非周期性信息在同一线程，容易出现通讯堵塞问题。现有技术中，解析器(Decoder)运行在示教器中，由于数据处理周期比较长，这样的示教器通信系统使得数据传输的精确度和安全性很低，在工业生产中时常因为通信效率低，延误数据传输造成巨大的经济损失，因此要提高数据传输的精确性和安全性。
[0004]针对相关技术中控制器和示教器之间通信效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的主要目的在于提供一种机器人及其示教器通信系统，以解决控制器和示教器之间通信效率低的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种机器人示教器通信系统，该系统包括:示教器，用于将接收到的指令组合成数据包发送，其中，指令为用于对机器人进行控制的指令；以及控制器，与示教器连接，用于接收示教器发送的数据包，根据数据包中的指令控制机器人的运行，其中，控制器包括解析器，解析器用于解析数据包，得到数据包中的指令。
[0007]进一步地，控制器还包括:第一超时提醒机构，与解析器连接，用于在控制器向示教器发送状态信息时开始计时，如果在第一预设时间内没有接收到示教器对状态信息的回复信息，则发出超时提醒，其中，状态信息为机器人运行的状态信息。
[0008]进一步地，示教器通信系统还包括:非周期性通信机构，与控制器和示教器连接，用于通过非周期通信线程发送指令至控制器以及通过非周期通信线程接收控制器发送的非周期性的状态信息。
[0009]进一步地，示教器通信系统还包括:周期性通信机构，与控制器和示教器连接，用于通过周期通信线程发送指令至控制器以及通过周期通信线程接收控制器发送的周期性的状态信息。
[0010]进一步地，示教器包括:显示屏幕，用于显示控制器向示教器发送的状态信息。
[0011 ]进一步地，控制器还包括:服务器，与解析器连接，用于根据解析器得到的数据包中的指令的指令类型将指令发送至与指令类型对应的指令处理机构。
[0012]进一步地，指令处理机构包括:配置指令处理机构，与服务器连接，用于根据服务器发送的配置指令执行控制，其中，配置指令为用于对机器人系统进行配置的指令;命令指令处理机构，与服务器连接，用于根据服务器发送的命令指令执行控制，其中，命令指令为用于对机器人的动作进行设置的指令。
[0013]进一步地，示教器包括:客户端，用于通过人机界面接口接收指令，并将指令组合成数据包发送至控制器。
[0014]进一步地，示教器还包括:第二超时提醒机构，与客户端连接，用于在示教器向控制器发送指令时开始计时，如果在第二预设时间内没有接收到控制器对指令的回复信息，则发出超时提醒。
[0015]为了实现上述目的，根据本实用新型的另一方面，还提供了一种机器人，该机器人包括本实用新型提供的机器人示教器通信系统。
[0016]本实用新型通过示教器，用于将接收到的指令组合成数据包发送，其中，指令为用于对机器人进行控制的指令；以及控制器，与示教器连接，用于接收示教器发送的数据包，根据数据包中的指令控制机器人的运行，其中，控制器包括解析器，解析器用于解析数据包，得到数据包中的指令，解决了控制器和示教器之间通信效率低的问题，进而达到了提高控制器和示教器之间通信效率的效果。
【附图说明】
[0017]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0018]图1是根据本实用新型第一实施例的机器人示教器通信系统的示意图；
[0019]图2是根据本实用新型实施例的命令指令和配置指令的示意图；以及
[0020]图3是根据本实用新型第二实施例的机器人示教器通信系统的示意图。
【具体实施方式】
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0022]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
[0023]需要说明的是，本申请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，以便这里描述的本申请的实施例。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。
[0024]本实用新型实施例提供了一种机器人示教器通信系统。
[0025]图1是根据本实用新型第一实施例的机器人示教器通信系统的示意图，如图1所示，该系统包括:
[0026]示教器10，用于将接收到的指令组合成数据包发送。
[0027]示教器10是机器人示教器10，机器人可以是工业机器人，其中，接收到的指令为用于对机器人进行控制的指令。指令可以是用户通过控制面板等输入设备向示教器10手动输入的，也可以是通过无线通信接口等向示教器10输入的，示教器10将接收到的指令组合成数据包，示教器10可以通过打包的方式将接收到的指令组合成数据包，通过将指令组合成数据包发送可以提高数据的传输效率，减少传输过程中的数据丢失。示教器10将接收到的指令组合成数据包发送至控制器20。
[0028]控制器20，与示教器10连接，用于接收示教器10发送的数据包，根据数据包中的指令控制机器人的运行。
[0029]控制器20接收示教器10发送的数据包，其中，控制器20包括解析器，解析器用于解析数据包，得到数据包中的指令。解析器对接收到的数据包进行解析，得到数据包中的指令信息。现有技术中，解析器运行在示教器10中，示教器10是分时系统，数据处理速度比较慢，例如，数据处理周期通常为几百毫秒;而控制器20为实时系统，其中，实时系统是指系统能计时相应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致的运行的系统，现有技术中，机器人的通信系统中，解析器运行在示教器10的分时系统中，通信速度慢。控制器20中的数据更新和处理更快，例如，控制器20中的数据处理周期为2毫秒，数据与底层的数据处理等机构的联系更紧密，因此将解析器运行在控制器20中，能够提高数据的处理速度，提高数据的发送和接收的速度，因此提高了控制器20和示教器1之间的通信效率。
[0030]可选地，控制器20还包括:服务器，与解析器连接，用于根据解析器得到的数据包中的指令的指令类型将指令发送至与指令类型对应的指令处理机构。
[0031]控制器20包括服务器，解析器在将接收到的数据包解析，得到数据包中的指令信息之后，将指令信息传送至服务器，服务器对接收到的指令信息进行分析和判断，根据指令信息中的指令类型，将指令发送至与指令类型对应的指令处理机构，由对应的指令处理机构处理指令。其中，指令类型可以分为两类，配置指令和命令指令。
[0032]可选地，指令处理机构包括:配置指令处理机构和命令指令处理机构，配置指令处理机构与服务器连接，用于根据服务器发送的配置指令执行控制；其中，配置指令为用于对机器人系统进行配置的指令;命令指令处理机构与服务器连接，用于根据服务器发送的命令指令执行控制，其中，命令指令为用于对机器人的动作进行设置的指令。例如，配置指令可以是对机器人的系统进行配置的指令，例如，设置机器人零点位置，限位，系统错误信息等类型的指令。命令指令可以是对机器人运行的动作进行设置的指令，例如，前进，后退，抬手等类型的指令。配置指令处理机构处理配置指令，命令指令处理机构处理命令指令，其中，配置指令往往设置一次即保存到系统中，直至下一次配置指令对该配置更改之前，一直使用。例如，对于机器人的零点位置设置后，每次的机器人停止运行后都会以该零点位置作为复位位置。而命令指令往往只执行一次，执行后不保存，例如，对机器人发出抬手命令指令，机器人执行抬手动作之后，命令即结束，一般不保存。机器人结束运行后，命令指令不会对下次运行产生影响。配置指令处理机构和命令指令处理机构所处理的指令也可以根据用户需要进行调整和设置，图2是根据本实用新型实施例的命令指令和配置指令的示意图，如图2所示，例如，配置指令处理机构可以处理的指令有机器人配置(Robot Config)指令，运动控制配置(CNC Config)指令和轴配置(Axis Congifg_01_06)指令。命令指令处理机构可以处理的指令有输入/输出命令(I/O)，系统命令(pSYS)，运动控制命令(pCNC)和轴命令(pAxis)。服务器将指令发送至与指令类型对应的指令处理机构，由对应的指令处理机构处理指令，能够提高指令识别和处理的效率，将配置指令和命令指令分开，由对应的指令处理机构处理指令，可以在更短的时间内控制机器人根据指令运行或设置，提高了数据处理的效率。
[0033]可选地，控制器20还包括:第一超时提醒机构，与解析器连接，用于在控制器20向示教器10发送状态信息时开始计时，如果在第一预设时间内没有接收到示教器10对状态信息的回复信息，则发出超时提醒，其中，状态信息为机器人运行的状态信息。
[0034]在机器人运行过程中，控制器20能够获取机器人的运行状态信息，将状态信息反馈至示教器10，控制器20向示教器10发送状态信息。在控制器20向示教器10发送状态信息时，第一超时提醒机构开始计时，由于示教器10在接收到状态信息时，会发出对该状态信息的回复信息，因此，如果在第一预设时间内没有接收到示教器10的回复信息，则发出超时提醒，其中，超时提醒可以是多种类型的提醒，例如，超时提醒可以是声音提醒，也可以是信号灯闪烁的方式提醒，还可以是在显示屏幕上显示提醒信号的方式提示。通过第一超时提醒机构对超时没有接收到的信息进行提醒，能够对传输过程中的通讯故障及时做出提示，方便用户及时对通讯故障进行检修，提高工作效率。
[0035]可选地，示教器10包括:客户端，用于通过人机界面接口接收指令，并将指令组合成数据包发送至控制器20。
[0036]示教器10包括客户端，客户端可以接收指令，然后将指令打包成数据包发送至控制器20，客户端可以通过人机界面接口接收指令，人机界面接口可以是输入面板，也可以是其他类型的能够进行人机交互的输入接口。
[0037]可选地，示教器10包括:显示屏幕，用于显示控制器20向示教器10发送的状态信息。例如，示教器10的显示屏幕可以是示教器10的客户端的显示屏幕，客户端的显示屏幕可以用来显示控制器20向示教器10发送的状态信息，例如，机器人正在执行前进动作等状态信息，也可以是在专门设置的显示机器人的状态信息的显示屏幕上显示。通过在示教器10的显示屏上显示机器人的状态信息可以方便用户了解机器人的运行状态。
[0038]可选地，示教器10还包括:第二超时提醒机构，与客户端连接，用于在示教器10向控制器20发送指令时开始计时，如果在第二预设时间内没有接收到控制器20对指令的回复信息，则发出超时提醒。
[0039]示教器10向控制器20发送指令，可以是以数据包的形式发送的指令，在控制器20接收到指令之后，会向示教器10发送回复消息，第二超时提醒机构，在示教器10向控制器20发送指令时开始计时，如果在第二预设时间内没有接收到控制器20对指令的回复消息，则发出超时提醒，第二超时提醒机构发出的超时提醒可以与第一超时提醒机构发出的相同，也可以不同，通过对通信超时发出提醒，可以方便用户及时对通讯故障进行检修，进而提高工作效率。
[0040]可选地，示教器通信系统还包括:非周期性通信机构，与控制器20和示教器10连接，用于通过非周期通信线程发送指令至控制器20以及通过非周期通信线程接收控制器20发送的非周期性的状态信息。
[0041]可选地，示教器通信系统还包括:周期性通信机构，与控制器20和示教器10连接，用于通过周期通信线程发送指令至控制器20以及通过周期通信线程接收控制器20发送的周期性的状态信息。
[0042]示教器通信系统的非周期性通信机构和周期性通信机构分开，分别用于发送非周期性指令和周期性指令，以及分别接收非周期性的状态信息和周期性的状态信息。其中，命令指令通常是周期指令，例如，命令指令为前进，则示教器10将前进指令通过周期性通信机构发送至控制器，控制器将前进指令周期性的发送至机器人，例如，每隔0.5秒向机器人发送一次前进指令，以使机器人一直执行前进动作。配置指令通常是非周期指令，配置指令通过非周期性通信机构发送至控制器。
[0043]在本实用新型实施例中，非周期性通信机构和周期性通信机构都通过传输控制协议(Transmiss1n Control Protocol，简称为TCP)通信，代替了现有技术中采用的用户数据报协议(User Datagram Protocol，简称为UDP)通信，解决了控制器20和示教器10之间通信时的数据丢失和通讯堵塞问题，保证了数据传输的精确性和安全性。
[0044]机器人的示教器10和控制器20之间可以通过网线连接，也可以通过无线WIFI连接，示教器10和控制器20之间通过TCP协议实现通信，解析器运行在控制器20的实时系统中。TCP协议不仅会将应用程序给它的数据分为一个个合适的组(也即数据包)交给下层，而且会确认接收到的分组，可以通过设置超时时钟(也即第一超时提醒机构和第二超时提醒机构)来确认发送的数据是否被收到等，因此TCP协议可以提供给通信的两个主机高可靠性的数据通信。
[0045]该实施例采用示教器10将接收到的指令组合成数据包发送，其中，指令为用于对机器人进行控制的指令，控制器20，与示教器10连接，用于接收示教器10发送的数据包，根据数据包中的指令控制机器人的运行，其中，控制器20包括解析器，解析器用于解析数据包，得到数据包中的指令，从而解决了控制器20和示教器10之间通信效率低的问题，进而达到了提高控制器20和示教器10之间通信效率的效果。
[0046]图3是根据本实用新型第二实施例的机器人示教器通信系统的示意图，该实施例可以作为上述第一实施例的优选实施方式，如图3所示，该系统包括:示教器10和控制器20。
[0047]示教器10包括客户端101和输入接口102。
[0048]控制器20包括解析器201，服务器202，配置指令处理机构203和命令指令处理机构204。
[0049]在一个可选的应用场景中，通过示教器10中的输入接口102接收指令，客户端101将接收到的指令组合打包成数据包(DataPack)发送至控制器20中的解析器201，解析器201将接收到的数据包进行解析，得到数据包中的指令信息，然后将指令信息传送至服务器202，服务器202分析并判断该指令信息中指令的类型是配置指令还是命令指令，在判断出结果之后，根据指令的类型将指令信息发送至对应的配置指令处理机构203或命令指令处理机构204，由配置指令处理机构203或命令指令处理机构204对指令信息进行进一步处理，得到能够被机器识别的指令信息，进而控制机器人运行。通过将解析器201运行在控制器20中，能够提高解析器接收指令的频率，缩短处理数据的周期，进而提高了示教器10和控制器20之间的通信效率。
[0050]优选地，控制器20能够读取机器人的任意运行状态信息，将状态信息按照反向流程反馈给服务器202，服务器202识别状态信息，将状态信息经过解析器打包成数据包，然后将数据包反馈至示教器10，示教器10的客户端将数据包处理后显示在客户端101的显示屏上，方便操作人员掌握机器人的运行状态。
[0051]本实用新型实施例还提供了一种机器人，该机器人包括本实用新型实施例的机器人示教器通信系统。
[0052]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种机器人示教器通信系统，其特征在于，包括: 示教器，用于将接收到的指令组合成数据包发送，其中，所述指令为用于对机器人进行控制的指令;以及 控制器，与所述示教器连接，用于接收所述示教器发送的数据包，根据所述数据包中的指令控制机器人的运行，其中，所述控制器包括解析器，所述解析器用于解析所述数据包，得到所述数据包中的指令。2.根据权利要求1所述的机器人示教器通信系统，其特征在于，所述控制器还包括: 第一超时提醒机构，与所述解析器连接，用于在所述控制器向所述示教器发送状态信息时开始计时，如果在第一预设时间内没有接收到所述示教器对所述状态信息的回复信息，则发出超时提醒，其中，所述状态信息为机器人运行的状态信息。3.根据权利要求2所述的机器人示教器通信系统，其特征在于，所述示教器通信系统还包括: 非周期性通信机构，与所述控制器和所述示教器连接，用于通过非周期通信线程发送所述指令至所述控制器以及通过所述非周期通信线程接收所述控制器发送的非周期性的所述状态信息。4.根据权利要求2所述的机器人示教器通信系统，其特征在于，所述示教器通信系统还包括: 周期性通信机构，与所述控制器和所述示教器连接，用于通过周期通信线程发送所述指令至所述控制器以及通过所述周期通信线程接收所述控制器发送的周期性的所述状态?目息O5.根据权利要求2所述的机器人示教器通信系统，其特征在于，所述示教器包括: 显示屏幕，用于显示所述控制器向所述示教器发送的所述状态信息。6.根据权利要求1所述的机器人示教器通信系统，其特征在于，所述控制器还包括: 服务器，与所述解析器连接，用于根据所述解析器得到的所述数据包中的指令的指令类型将所述指令发送至与所述指令类型对应的指令处理机构。7.根据权利要求6所述的机器人示教器通信系统，其特征在于，所述指令处理机构包括: 配置指令处理机构，与所述服务器连接，用于根据所述服务器发送的配置指令执行控制，其中，所述配置指令为用于对机器人系统进行配置的指令； 命令指令处理机构，与所述服务器连接，用于根据所述服务器发送的命令指令执行控制，其中，所述命令指令为用于对机器人的动作进行设置的指令。8.根据权利要求1所述的机器人示教器通信系统，其特征在于，所述示教器包括: 客户端，用于通过人机界面接口接收所述指令，并将所述指令组合成数据包发送至所述控制器。9.根据权利要求8所述的机器人示教器通信系统，其特征在于，所述示教器还包括: 第二超时提醒机构，与所述客户端连接，用于在所述示教器向所述控制器发送所述指令时开始计时，如果在第二预设时间内没有接收到所述控制器对所述指令的回复信息，则发出超时提醒。10.—种机器人，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的机器人示教器通信系CO
【文档编号】G05B19/04GK205620710SQ201620312851
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】朱茂娟, 王林冰, 曾奇, 王鑫, 段尧, 杨裕才, 古鹏, 晏晚君, 李晨杰, 李健斌, 彭月, 薛冰梅, 韩冰
【申请人】珠海格力智能装备有限公司