機器人內(nèi)部報警信號的處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于自動化控制應用技術領域，具體涉及一種機器人內(nèi)部報警信號的處理方法。
【背景技術】
[0002]隨著科技的不斷進步，工業(yè)機器人的發(fā)展過程可分為三代:第一代，為示教再現(xiàn)機器人，主要由機器人示教器和示教盒組成，可預先按照示教器中所存程序來引導動作，在當前工業(yè)中應用最多；第二代，為感覺型機器人，如有力覺、觸覺和嗅覺等，擁有對某些外界信息自反饋的能力，目前已進入應用階段；第三代，為智能型機器人，具有感知和理解外部環(huán)境的能力，在適時根據(jù)工作環(huán)境的要求自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，目前尚處于實驗研究階段。
[0003]機器人系統(tǒng)一般包括機器人控制器，機器人本體，機器人示教器，上位機PC。機器人控制器是機器人系統(tǒng)中的核心組件，作為用戶與機器人的交互處理中心，它一方面通過示教器發(fā)送或接收用戶的指令，控制機器人運動；另一方面通過接受機器人內(nèi)部及外部的報警信號，負責完成整個機器人系統(tǒng)的監(jiān)管和報警控制功能。在機器人操作使用過程中，往往會遇到各種問題，包括嚴重的電磁干擾、控制通信不暢、按鍵反應不靈敏、示教器死機等設計問題，從而導致機器人反應遲緩，時效性較差且操作不靈活，不能對緊急狀況做出及時的反應，以告知使用者緊急停機。通常工業(yè)機器人報警控制模塊采用的是傳統(tǒng)LED燈顯示報警信號，待機器人出現(xiàn)報警錯誤時，要打開控制柜查看相應的LED燈判斷哪路報警信號的錯誤，從而導致查找機器人報警信號反應遲緩，實時性較差且不靈活。為此，工業(yè)機器人的安全報警系統(tǒng)有著巨大的市場需求和廣闊的發(fā)展空間，研究具有語音報警功能的工業(yè)機器人具有非常重要的理論和現(xiàn)實意義。利用語音報警功能能及時通知使用者機器人出現(xiàn)故障，以保證用戶和機器人的安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提出一種機器人內(nèi)部報警信號的處理方法，該方法操作手段簡便快速且針對性強，具有良好的通用性和一定的可擴展性。
[0005]技術方案:一種機器人內(nèi)部報警信號的處理方法，包括報警模塊和語音模塊； 所述報警模塊是整個系統(tǒng)的安全控制單元，負責完成整個機器人系統(tǒng)的監(jiān)管和報警控制功能，負責監(jiān)測外部報警并作中斷處理，完成與嵌入式微控制器、示教器、伺服驅(qū)動模塊間的通信任務，實現(xiàn)機器人各單元的相互協(xié)調(diào)工作；
所述語音模塊通過語音的形式來輸出告警指令。
[0006]具體地，所述報警模塊首先將錄好的報警信號傳輸?shù)秸Z音合成芯片并存儲在外部存儲器中，其次通過嵌入式微控制器進行報警數(shù)據(jù)的算法處理及判斷任務。
[0007]具體地，機器人報警信號輸出為兩種型式:一、采用LED燈的亮滅來輸出，二、采用語音模塊以語音的形式來輸出。
[0008]具體地，所述報警模塊包括嵌入式微控制器、語音合成單元、語音模塊、揚聲器、存儲器、電源模塊、SPI串行通信接口和I/O接口。
[0009]更具體地，所述語音合成單元包括語音合成管理芯片，其采用高速的SPI串行通信接口方式，與嵌入式微控制器進行數(shù)據(jù)通信，以提高機器人的人機交互性能。
[0010]具體地，所述報警模塊的程序直接面對嵌入式微控制器及其外圍設備。程序分為前臺程序和后臺程序；所述前臺程序是一個實時中斷服務程序，通過中斷處理事件來實時處理外部報警信號；所述后臺程序是掌握中斷處理后的信號的軟、硬件資源的分配、管理及任務的調(diào)度。
[0011]更具體地，所述后臺程序是根據(jù)輸入的報警信號與語音合成芯片輸入的報警信號進行匹配，判斷是否具備相應LED燈及語音模塊的運行條件，通過一定的調(diào)度算法來完成相應的操作，同時負責將該報警信號傳達至機器人主控制模塊，且同時傳送至語音模塊，啟動揚聲器發(fā)出相應的報警指令。
[0012]具體地，所述報警模塊采用VHDL語言編寫程序。
[0013]有益效果:與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:提出一種利用語音報警的形式來通知用戶，并將報警信號反饋給CPU的一種處理方法，該方法使系統(tǒng)具有良好的人機交互性，具有通信速率高、操作方便、抗干擾能力強等特點，能夠很好地滿足系統(tǒng)對安全性、可靠性和穩(wěn)定性等性能的要求，利用豐富的LED燈結(jié)構(gòu)和語音管理結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了對報警信號的雙重管理和高效控制；本方法使得機器人報警的操控手段針對性強，操作簡便、快速，機器人的動作靈敏準確而且時效性較強。
【附圖說明】
[0014]圖1是機器人報警模塊硬件結(jié)構(gòu)圖；
圖2是軟件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，進一步闡明本發(fā)明。
[0016]如圖1-2所示，一種機器人內(nèi)部報警信號的處理方法，基于工業(yè)6軸焊接機器人報警模塊的報警信號的優(yōu)化處理方法，其硬件結(jié)構(gòu)包括嵌入式微控制器、語音合成單元，語音模塊、揚聲器、存儲器、電源模塊、SPI串行通信接口、繼電器模塊、I/O接口 ；采用CoolRunner-1I型芯片作為報警模塊的主控芯片，其具有豐富的邏輯元件和I/O資源；為保證機器人協(xié)調(diào)工作的正常運行，報警模塊需及時將出現(xiàn)的報警信號，及時通知其他環(huán)節(jié)；在報警模塊內(nèi)語音合成芯片與主芯片之間采用了收發(fā)獨立、可同步進行的高速同步SPI串行接口。為了提高電路的運算處理速度，特別使用了外部Flash存儲器；上述SPI串行通訊接口是指語音處理芯片與CPU及存儲器的信息接口方式，而I/O接口是指信息的通用輸入輸出口。
[0017]其硬件模塊的具體實現(xiàn)步驟:
(1)將錄好的報警信號通過語音合成芯片轉(zhuǎn)換成相應的電平信號，存入外部Flash存儲器；
(2)系統(tǒng)通電，通過報警模塊中的硬件