CN115729867A - 一种i/o信号配置应用方法及工业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种I/O信号配置应用方法及工业机器人，属于自动控制技术领域，该方法包括：定义I/O端口标识；选择I/O信号的变量对象，建立I/O端口标识与变量对象的映射关系，并将该映射关系配置进I/O关联配置文件；扫描I/O关联配置文件，并解析出变量对象与I/O端口标识之间的关系；根据解析出的变量对象与I/O端口标识之间的关系，选择对应的I/O端口进行I/O信号访问。该方法将I/O端口标识与变量对象封装，不需要具体的I/O端口地址即可完成I/O配置，降低了I/O配置的门槛，提高了I/O配置的效率。

Description

一种I/O信号配置应用方法及工业机器人

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种I/O信号配置应用方法及工业机器人。

背景技术

随着科学技术的发展，工业机器人已经被广泛应用于各行各业的生产活动当中，并且，现有的工业机器人的应用场景也越来越复杂。在复杂的生产活动中，通常需要工业机器人的多个设备之间相互配合协同工作。设备间协同控制除了采用统一的通信协议，也大量使用I/O信号来控制设备的节拍。I/O模块是工业设备的常规标配，其中I/O端口是固定的、有限的资源。为了实现I/O端口的充分利用，业内通常采用多种方法来增加I/O端口的复用，其中最常用的方法是针对I/O端口的地址配置对应的接口。但是这种配置方法较为复杂，对使用者有一定的要求。

现有技术CN112506825A公开了一种I/O信号的引用方法，该方法采用映射表的方式进行I/O的应用，这种方式不仅配置复杂，而且引用效率低。原因如下：(1)每个应用模块如果对I/O信号进行访问都需要进行配置，即无法做到统一配置；(2)每次访问I/O信号，都需要通过CPU解析一遍I/O映射表，造成CPU资源的浪费。

因此，亟需提供一种使用简单、能够高效通讯的方法，来实现各设备之间的I/O信号连接。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种I/O信号配置应用方法，该方法将I/O端口标识与变量对象封装，不需要具体的I/O端口地址即可完成I/O配置，降低了I/O配置的门槛，提高了配置效率。

一种I/O信号配置应用方法，包括：

定义I/O端口标识；

选择I/O信号的变量对象，建立I/O端口标识与变量对象的映射关系，并将该映射关系配置进I/O关联配置文件；

扫描I/O关联配置文件，并解析出变量对象与I/O端口标识之间的关系；

根据解析出的变量对象与I/O端口标识之间的关系，选择对应的I/O端口进行I/O信号访问。

在本发明较佳的技术方案中，所述I/O关联配置文件以固定格式排列。

在本发明较佳的技术方案中，所述I/O关联配置文件包括变量对象名称、变量对象索引号、I/O标识名、及I/O标识名索引号。

在本发明较佳的技术方案中，所述固定格式为{行号、IO标示名、IO标示索引号、变量对象名、变量对象索引号}。

在本发明较佳的技术方案中，所述I/O端口标识为数据结构，所述数据结构包括若干个元素，每个元素对应一个物理I/O端口。

在本发明较佳的技术方案中，所述建立I/O端口标识与变量对象的映射关系，包括：

选择I/O的变量对象，使得每个变量对象分别与一个I/O端口标识相互对应；

将变量对象与I/O端口标识的对应关系，以固定格式配置进I/O关联配置文件。

在本发明较佳的技术方案中，所述将该映射关系配置进I/O关联配置文件后，还包括：

通过网络共享将I/O关联配置文件共享至控制终端。

在本发明较佳的技术方案中，所述根据解析出的变量对象与I/O端口标识之间的关系，选择对应的I/O端口进行I/O信号访问，包括：

实时监测I/O端口标识变化，根据I/O端口标识选择对应的物理I/O端口。

本发明的目的之二是提供一种工业机器人，该工业机器人包括示教器、控制器以及I/O模块，所述示教器、所述控制器以及所述I/O模块之间通过如上所述的I/O信号配置应用方法进行通讯：

在本发明较佳的技术方案中，所述I/O模块通过总线或Internet协议与所述控制器链接，所述I/O模块的状态被实时上传控制器；所述控制器与所述示教器电连接。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种I/O信号配置应用方法及工业机器人，该方法包括通过定义I/O端口标识；而后选择I/O信号的变量对象，并建立I/O端口标识与变量对象的映射关系，将该映射关系配置进I/O关联配置文件。在配置时扫描I/O关联配置文件，并解析出变量对象与I/O端口标识之间的关系；最后根据解析出的变量对象与I/O端口标识之间的关系，选择对应的I/O端口进行I/O信号访问。该方法将I/O端口标识与变量对象封装，在I/O信号配置过程中只需要I/O端口与变量对象的对应关系即可，不需要具体的I/O端口地址即可完成I/O配置，因此可以降低I/O配置的门槛，有利于提高I/O配置的效率。

附图说明

图1是本发明提供的I/O信号配置应用方法的流程图；

图2是本发明提供的变量对象与I/O标识配置得关系图；

图3是本发明提供的变量对象与I/O标识及端口映射关系的示意图；

图4是本发明提供的I/O信号配置应用方法在机器人控制***中的使用流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“该”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例

如图1-图3所示，本申请提出一种I/O信号配置应用方法，包括：

S100、定义I/O端口标识；具体地，所述I/O端口标识为数据结构，所述数据结构包括若干个元素，每个元素对应一个物理I/O端口。所述物理I/O端口为实际可用于接线的物理端口，其中一个端口4与一个元素对应。

S200、选择I/O信号的变量对象，建立I/O端口标识与变量对象的映射关系，并将该映射关系配置进I/O关联配置文件；在该步骤中，通常是通过机器人的示教器端来完成。

S300、扫描I/O关联配置文件，并解析出变量对象与I/O端口标识之间的关系；扫描I/O关联配置文件通过机器人的控制器的应用模块来完成。在实际的应用中，所述将该映射关系配置进I/O关联配置文件后，需要通过网络共享将I/O关联配置文件共享至控制终端。控制接接收到I/O关联配置文件后，才能进行扫描，以获取变量对象与I/O端口标识之间的关系。

S400、根据解析出的变量对象与I/O端口标识之间的关系，选择对应的I/O端口进行I/O信号访问。

更具体地，选择对应的I/O端口进行I/O信号访问，包括：实时监测I/O端口标识变化，根据I/O端口标识选择对应的物理I/O端口。在实际的应用中，使用者只需关注I/O端口的变化，即可选择对应的物理端口进行I/O信号配置。使用者无需关注实现以上对应关系的源代码，这可以降低I/O配置的门槛。

上述的一种I/O信号配置应用方法，该方法包括通过定义I/O端口标识；而后选择I/O信号的变量对象，并建立I/O端口标识与变量对象的映射关系，将该映射关系配置进I/O关联配置文件。在配置时扫描I/O关联配置文件，并解析出变量对象与I/O端口标识之间的关系；最后根据解析出的变量对象与I/O端口标识之间的关系，选择对应的I/O端口进行I/O信号访问。该方法将I/O端口标识与变量对象封装，在I/O信号配置过程中只需要I/O端口与变量对象的对应关系即可，不需要具体的I/O端口地址即可完成I/O配置，因此可以降低I/O配置的门槛，有利于提高I/O配置的效率。

进一步地，所述I/O关联配置文件以固定格式排列。更进一步地，所述I/O关联配置文件包括变量对象名称、变量对象索引号、I/O标识名、及I/O标识名索引号。I/O关联配置以固定格式排列，便于后续解析出变量对象与I/O端口标识之间的关系有利于提高I/O信号配置的效率。

在一种更具体的实施方式中，所述固定格式为{行号、变量对象名、变量对象索引号、IO标示名、IO标示索引号}。所述行号指的是I/O端口标识与变量对象的映射关系之间对应的行数。例如行数为1，变量对象名为SysIO变量对象索引号为1，IO标示名为DataIO，IO标示索引号为3，则该固定关系为{1、SysIO、1、DataIO、3}。在实际的应用中，所述I/O关联配置文件被保存到文本中，记录行号的目的可以通过定位行号快速地解析出变量对象与I/O端口标识之间的关系。

例如所述I/O关联配置文件为：

1{1、SysIO、1、DataIO、3}

2{2、SysIO、2、DataIO、0}

3{3、SysIO、3、DataIO、1}

…

行号即表示所述I/O关联配置文件的文本中的所在行1。

进一步地，所述建立I/O端口标识与变量对象的映射关系，包括：

选择I/O的变量对象，使得每个变量对象分别与一个I/O端口标识相互对应；

将变量对象与I/O端口标识的对应关系，以固定格式配置进I/O关联配置文件。

在实际的应用中，如变量对象SysIO[1]与I/O端口标识DataIO[3]相关联，变量对象SysIO[2]与I/O端口标识DataIO[0]相关联，则以固定格式{1、SysIO、1、DataIO、3}，{2、SysIO、2、DataIO、0}写入配置文件，并通过网络共享給控制器。

本发明还提供一种工业机器人，该机器人包括示教器、控制器以及I/O模块，其特征在于：所述示教器、所述控制器以及所述I/O模块之间通过如上所述的I/O信号配置应用方法进行通讯。

更进一步地，所述I/O模块通过总线或Internet协议与所述控制器链接，所述I/O模块的状态被实时上传控制器；所述控制器与所述示教器电连接。

所述总线包括但不限于EtherCAT、EtherNet/IP、ProfiNet及PowerLink等连接方式。该工业机器人的I/O信号配置无需知道I/O端口的具体地址即可实现，I/O配置效率高，而且使用方便。

以下以机器人控制***为例，对本申请的I/O信号配置应用方法进行说明。该机器人***包括手持示教器、机器人控制器、I/O模块。常用I/O模块与控制器以总线连接，挂载到控制器***中；

首先在控制器***中，定义I/O物理端口标识名为DataIO，DataIO数组成员与I/O端口一一对应。如往DataIO[0]中写入1，则对应Port:0输出高电平；Port:2输入高电平，则DataIO[2]读出1；

在示教器端配置I/O关联配置文件，如变量对象SysIO[1]与DataIO[3]，SysIO[2]与DataIO[0]关联，并以固定格式{1、SysIO、1、DataIO、3}，{2、SysIO、2、DataIO、0}写入I/O关联配置文件中，并通过网络共享给机器人控制器。

断电重启机器人控制***，机器人控制器的应用模块按照{1、SysIO、1、DataIO、3}等写入的固定格式，读取配置文件，并同步到相关存储变量中，形成的映射关系如图3；

示教器端往变量对象SysIO[1]中写入数值1，示教器端通过TCP下发至控制器，并赋值给I/O标识Data[3]后，通过总线操作端口Port:0输出高电平。总线端口Port:0输入低电平，机器人控制器的应用模块监测I/O标识Data[3]被置0后立刻赋值给变量对象SysIO[1]，并通过TCP上传给示教器显示，具体流程如图4所示。因此，在实际的应用中，只需关注I/O端口的对应关系即可完成I/O配置。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种I/O信号配置应用方法，其特征在于，包括：

定义I/O端口标识；

选择I/O信号的变量对象，建立I/O端口标识与变量对象的映射关系，并将该映射关系配置进I/O关联配置文件；

扫描I/O关联配置文件，并解析出变量对象与I/O端口标识之间的关系；

根据解析出的变量对象与I/O端口标识之间的关系，选择对应的I/O端口进行I/O信号访问。

2.根据权利要求1所述的I/O信号配置应用方法，其特征在于：

所述I/O关联配置文件以固定格式排列。

3.根据权利要求2所述的I/O信号配置应用方法，其特征在于：

所述I/O关联配置文件包括变量对象名称、变量对象索引号、I/O标识名、及I/O标识名索引号。

4.根据权利要求3所述的I/O信号配置应用方法，其特征在于：

所述固定格式为{行号、变量对象名、变量对象索引号、IO标示名、IO标示索引号}。

5.根据权利要求1所述的I/O信号配置应用方法，其特征在于：

所述I/O端口标识为数据结构，所述数据结构包括若干个元素，每个元素对应一个物理I/O端口。

6.根据权利要求4所述的I/O信号配置应用方法，其特征在于：

所述建立I/O端口标识与变量对象的映射关系，包括：

选择I/O的变量对象，使得每个变量对象分别与一个I/O端口标识相互对应；

将变量对象与I/O端口标识的对应关系，以固定格式配置进I/O关联配置文件。

7.根据权利要求1-5任一项所述的I/O信号配置应用方法，其特征在于：

所述将该映射关系配置进I/O关联配置文件后，还包括：

通过网络共享将I/O关联配置文件共享至控制终端。

8.根据权利要求1-5任一项所述的I/O信号配置应用方法，其特征在于：

所述根据解析出的变量对象与I/O端口标识之间的关系，选择对应的I/O端口进行I/O信号访问，包括：

实时监测I/O端口标识变化，根据I/O端口标识选择对应的物理I/O端口。

9.一种工业机器人，包括示教器、控制器以及I/O模块，其特征在于：所述示教器、所述控制器以及所述I/O模块之间通过如权利要求1-9任一项所述的I/O信号配置应用方法进行通讯。

10.根据权利要求9所述的工业机器人，其特征在于：

所述I/O模块通过总线或Internet协议与所述控制器链接，所述I/O模块的状态被实时上传控制器；所述控制器与所述示教器电连接。

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