基于C/S通讯模式的串联机器人研磨系统

摘要：通过网络编程接口Socket编制程序远程控制串联机器人和双目摄像机协调工作系统，在VC++6.0语言环境下实现串联机器人研磨系统网络的应用。基于C/S模式的机器人系统中采用TCP/IP协议作为串联机器人与摄像机之间的通讯协议，在串连机器人研磨系统的研磨动作序列使用堆栈的管理形式，成功的进行了研抛加工实验。经实验证明此种通讯协议可以更好的实现机器人在日常加工中的工作要求，提高劳动生产效率，系统运行稳定，系统的实时性较高，已达到了满足C/S通讯模式的串联机器人研磨系统的通讯需求。

关键词：串联机器人 研磨 TCP/IP协议 C/S模式

中图分类号：F416.67；TP242.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）11-0072-02

1、序言

近几年来，随着科技的高速发展，人们对生产效率要求的越来越高，因而在机器人领域的研究更具现实意义。现在我国应用在工业生产上的机器人无一例外都是固定在加工设备旁或者是生产线附近不可移动作业的，大大降低了其应用价值。在先人的经验基础上，通过对串联机器人通讯模式及网络协议的设计，将双目摄像机与串联机器人有机的结合在一起，实现机器人在日常加工中的工作要求，提高劳动生产效率，系统运行稳定，该系统的实时性较高，已达到了满足C/S通讯模式的串联机器人研磨系统的通讯需求[1]。

2、串联机器人系统通讯模式

如图1所示，本文研究的机器人研抛系统由串联机器人、研抛系统、双目摄像机构成，双目摄像机的程序和机器人的控制程序分别安装在一个工控机上。本文中串联机器人研磨系统通讯模式采用客户机/服务器（C/S）模式。其中串联机器人做服务器，双目摄像机做客户机。在当代一般机器人系统之间的通讯模式有两种：“客户/服务器”模式（C/S：Client/Server）和“点对点”模式（P2P：Peer—to—Peer），C/S模式结构简单、易于实现，便于错误诊断及系统维护。为此，本系统通讯模式采用C/S模式。基于C/S模型的通讯系统中，作为客户机的双目摄像机与作为服务器的机器人进行双向通讯。如图2所示，在加工过程中服务器先提取所要加工工件的目标点的世界坐标值，并产生相应的指令，通过控件访问串行端口，将指令传给客户机。客户机收到指令后，对指令进行分析处理，控制机器人按预定的加工轨迹加工到目标点，往复通讯完成研抛任务[2-4]。

3、串联机器人网络通讯协议设计

本文采用TCP/IP协议作为串联机器人研磨系统的通讯协议。TCP协议是一种传输效率相对可靠的通讯服务协议，它能够实现面向连接的流传输，同时也是一种具有确认功能、超时重发的通讯服务协议。在TCP协议下，串联机器人研磨系统通讯流程图如图1。

串联机器人研磨动作序列使用堆栈的形式管理，在研磨过程中，计算机程序访问机器人的动作序列时，先被写入的程序要等到后写入的程序序列完成之后才被与执行，即执行“后进先出”的动作序列[5]。下面详细介绍一下串联机器人研磨动作序列：

NOTIFY_ARM_TO_WAITING_POS //通知串联机器人到达加工等待位

WAITING_ARM_TO_WAITING_POS //等待串联机器人到达加工等待位

NOTIFY_CAMERA_WORK //通知双目摄像机工作

NOTIFY_ARM_TO_PROCESS_POS //通知串联机器人到达打磨加工位

WAITING_ARM_TO_PROCESS_POS　//等待串联机器人到达打磨加工位

NOTIFY_GRINDER_WORK //通知电磨头工作

NOTIFY_GRINDER_STOP //通知电磨头停止

NOTIFY_ARM_TO_WAITING_POS //通知串联机器人到达加工等待位

WAITING_ARM_TO_WAITING_POS //等待串联机器人到达加工等待位

NOTIFY_CAMERA_WORK //通知双目摄像机工作

NOTIFY_ARM_WORK_DONE //通知串联机器人完成信号。

4、结语

本文设计的串联机器人研磨讯系统是通过2台计算机上进行通讯，经过实验证明本系统的通讯模式已获得成功，客户机双目摄像机向服务器串联机器人发送信息指令，服务器经过辨别后，识别客户端的标识号，再进行决策后将信息返给客户端，这样反复协调进而完成预定的研磨加工，实现了用串联机器人研磨加工作业。

实验证明了本文设计的串联机器人研磨通讯系统的可行性。优点：在于操作简单易于实现，系统中双目摄像机能及时反馈机器人在加工时所到达的工件目标位，加快了双目摄像机与串联机器人之间的相互信息通讯，很大程度提高了在生产中的加工速度，提高了工作效率，降低了生产成本。

参考文献

[1]必胜.国内外工业机器人的发展现状[J].机械工程师，2008，（7）：5-8.

[2]吴正平，谢学文，王仁明.基于CS模式的多机器人网络通信系统.三峡大学学报，2009，6.

[3]齐彦龙，向中凡，陈光伟.基于C/S模式的全自主机器人多机通讯的研究.西华大学学报，2010年1月.

[4]许亚靖.串联机器人性能分析[D].秦皇岛：燕山大学机械工程系，2004.2.

[5]黄超.Windows网络编程[M].北京：人民邮电出版社，2003.