機器人內部報警信號的處理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于自動化控制應用技術領域，具體涉及一種機器人內部報警信號的處理方法。
【背景技術】
[0002]隨著科技的不斷進步，工業機器人的發展過程可分為三代:第一代，為示教再現機器人，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境的能力，在適時根據工作環境的要求自動調節控制系統，目前尚處于實驗研究階段。
[0003]機器人系統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部及外部的報警信號，負責完成整個機器人系統的監管和報警控制功能。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。通常工業機器人報警控制模塊采用的是傳統LED燈顯示報警信號，待機器人出現報警錯誤時，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，工業機器人的安全報警系統有著巨大的市場需求和廣闊的發展空間，研究具有語音報警功能的工業機器人具有非常重要的理論和現實意義。利用語音報警功能能及時通知使用者機器人出現故障，以保證用戶和機器人的安全。

【發明內容】

[0004]發明目的:針對現有技術存在的問題，本發明提出一種機器人內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的安全控制單元，負責完成整個機器人系統的監管和報警控制功能，負責監測外部報警并作中斷處理，完成與嵌入式微控制器、示教器、伺服驅動模塊間的通信任務，實現機器人各單元的相互協調工作；
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到語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據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據通信，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、管理及任務的調度。
[0011]更具體地，所述后臺程序是根據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:與現有技術相比，本發明的優點在于: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對安全性、可靠性和穩定性等性能的要求，利用豐富的LED燈結構和語音管理結構實現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構圖；
圖2是軟件系統整體結構圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】，進一步闡明本發明。
[0016]如圖1-2所示，一種機器人內部報警信號的處理方法，基于工業6軸焊接機器人報警模塊的報警信號的優化處理方法，其硬件結構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；為保證機器人協調工作的正常運行，報警模塊需及時將出現的報警信號，及時通知其他環節；在報警模塊內語音合成芯片與主芯片之間采用了收發獨立、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步驟:
(1)將錄好的報警信號通過語音合成芯片轉換成相應的電平信號，存入外部Flash存儲器；
(2)系統通電，通過報警模塊中的硬件