CN108340372A - 基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法 - Google Patents
基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法，包括如下步骤：100.第一机械臂从互斥区的一侧的第一物料区进入到互斥区中，则第二机械臂在互斥区的另一侧的第二物料区中；第一机械臂在互斥区中工作完成后，第一机械臂从互斥区的一侧离开互斥区，进入到第一物料区中；200.第二机械臂从互斥区的另一侧的第二物料区进入到互斥区中，则第一机械臂在互斥区的一侧的第一物料区中；第二机械臂在互斥区中工作完成后，第二机械臂从互斥区的另一侧离开互斥区，进入到第二物料区中；300.重复上述步骤100n次；或者重复上述步骤200m次；或者重复上述步骤100n次，并且重复上述步骤200m次；n和m为大于等于1的整数。本发明具有使用方便、工作效率高和防止发生碰撞等优点。
Description
技术领域
本发明涉及自动化设备技术领域，尤其是涉及一种基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法。
背景技术
在一些自动化设备中，一般采用一个机械臂进行工作，一个机械臂的工作效率低，成本高。为了节省设备成本和提高空间利用率，会使用双臂式设计，即两条机械臂独立工作但共用一部分机械机构（比如滑轨和基座）和一部分空间（比如产品区），这样就需要一种避让机制来确保独立工作的两条机械臂，不会同时使用共用的结构部分和共用的空间。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种确保两条机械臂相互独立工作的基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法。
本发明的技术方案是：提供一种基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法，包括如下步骤：
100.第一机械臂从互斥区的一侧的第一物料区进入到互斥区中，则第二机械臂在互斥区的另一侧的第二物料区中；第一机械臂在互斥区中工作完成后，第一机械臂从互斥区的一侧离开互斥区，进入到第一物料区中；
200.第二机械臂从互斥区的另一侧的第二物料区进入到互斥区中，则第一机械臂在互斥区的一侧的第一物料区中；第二机械臂在互斥区中工作完成后，第二机械臂从互斥区的另一侧离开互斥区，进入到第二物料区中；
300.重复上述步骤100n次；或者重复上述步骤200m次；或者重复上述步骤100n次，并且重复上述步骤200m次；n和m为大于等于1的整数。
作为对本发明的改进，在上述步骤100中，还包括步骤101，第一机械臂在运动前发送运动请求，判断其运动请求的目标是否为互斥区，目标是互斥区。
作为对本发明的改进，还包括步骤102，判断互斥区是否被占用，互斥区没有被占用，则标记互斥区被第一机械臂占用，第一机械臂从互斥区的一侧的第一物料区进入到互斥区中。
作为对本发明的改进，还包括步骤103，判断互斥区是否被占用，互斥区被占用，则判断互斥区是否被第一机械臂占用，互斥区没有被第一机械臂占用，第一机械臂等待预定时间后，重复上述步骤102或103。
作为对本发明的改进，在上述步骤100中，还包括步骤111，第一机械臂在从互斥区的一侧离开互斥区前发送运动请求，判断其运动请求的目标是否为互斥区，目标不是互斥区。
作为对本发明的改进，还包括步骤112，判断互斥区是否被第一机械臂占用，互斥区被第一机械臂占用，则标记互斥区没有被占用，第一机械臂从互斥区的一侧离开互斥区，进入到第一物料区中。
作为对本发明的改进，在上述步骤200中，还包括步骤201，在第二机械臂在运动前发送运动请求，判断其运动请求的目标是否为互斥区，目标是互斥区。
作为对本发明的改进，还包括步骤202，判断互斥区是否被占用，互斥区没有被占用，则标记互斥区被第二机械臂占用，第二机械臂从互斥区的另一侧进入到互斥区中。
作为对本发明的改进，还包括步骤203，判断互斥区中是否被占用，互斥区被占用，则判断互斥区是否被第二机械臂占用，互斥区没有被第二机械臂占用，第二机械臂等待预定时间后，重复上述步骤202或203。
作为对本发明的改进，传感器检测到第一机械臂和第二机械臂同时出现在互斥区使，第一停止机构和第二停止机构分别控制第一机械臂和第二机械臂停止运动。
本发明由于采用了第一机械臂和第二机械臂，第一机械臂和第二机械臂共用一个互斥区，当第一机械臂在互斥区工作时，第二机械臂在第二物料区；当第二机械臂在互斥区工作时，第一机械臂在第一物料区；这样就可以第一机械臂和第二机械臂共用一个互斥区，还会防止第一机械臂和第二机械臂同时出现在互斥区，防止将第一机械臂和第二机械臂损坏，可以节约设备的生产成本，提高设备的空间利用率，具有使用方便、工作效率高和防止发生碰撞等优点。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
请参见图1，图1所揭示的是一种基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法，所述互斥控制方法包括如下步骤：
100.第一机械臂从互斥区的一侧的第一物料区进入到互斥区中，则第二机械臂在互斥区的另一侧的第二物料区中；第一机械臂在互斥区中工作完成后，第一机械臂从互斥区的一侧离开互斥区，进入到第一物料区中。
200.第二机械臂从互斥区的另一侧的第二物料区进入到互斥区中，则第一机械臂在互斥区的一侧的第一物料区中；第二机械臂在互斥区中工作完成后，第二机械臂从互斥区的另一侧离开互斥区，进入到第二物料区中。
300.重复上述步骤100n次；或者重复上述步骤200m次；或者重复上述步骤100n次，并且重复上述步骤200m次；n和m为大于等于1的整数。
在本方法中，第一物料区和第二物料区分别设置在互斥区的两侧，也就是说，互斥区设置在第一物料区和第二物料区的中间位置上。在第一机械臂上设置有第一工作结构，在第二机械臂上设置有第二工作结构，第一机械臂上的第一工作结构在第一物料区取完物料后，第一机械臂运动到互斥区中，第一工作结构在互斥区将取的物料安装在产品上。第二机械臂上的第二工作结构在第二物料区取完物料后，第二机械臂运动到互斥区中，第二工作结构在互斥区将取的物料安装在产品上。
在本方法中，在上述步骤100中，还包括步骤101，第一机械臂在运动前发送运动请求，判断其运动请求的目标是否为互斥区，目标是互斥区。目标是互斥区，也就是说，需要第一机械臂在互斥区中运动。需要说明的是，此时第一机械臂在第一物料区，并且第一机械臂已经在第一物料区中取完物料了。
还包括步骤102，判断互斥区是否被占用，互斥区没有被占用，则标记互斥区被第一机械臂占用，第一机械臂从互斥区的一侧的第一物料区进入到互斥区中。需要说明的是，在第一机械臂从互斥区的一侧的第一物料区进入到互斥区中前，需要查询系统的工作状况，如果系统工作状况异常或者用户请求结束工作则处理异常或结束工作，如果系统工作状况正常，则第一机械臂从互斥区的一侧的第一物料区进入到互斥区中。互斥区没有被占用，说明互斥区是空置的，在互斥区中没有第二机械臂，也没有第一机械臂。先标记互斥区被第一机械臂占用，这样可以防止第二机械臂进入到互斥区中，然后第一机械臂再从互斥区的一侧的第一物料区进入到互斥区中。
还包括步骤103，判断互斥区是否被占用，互斥区被占用，则判断互斥区是否被第一机械臂占用，互斥区没有被第一机械臂占用，第一机械臂等待预定时间后，重复上述步骤102或103。需要说明的是，互斥区没有被第一机械臂占用，那么互斥区肯定是被第二机械臂占用。第一机械臂等待预定时间后，需要查询系统的工作状况，如果系统工作状况异常或者用户请求结束工作则处理异常或结束工作，如果系统工作状况正常，则重复上述步骤102或103。
在本方法的上述步骤100中，第二机械臂在互斥区的另一侧的第二物料区中拾取物料后，并在第二物料区中等待。
还包括步骤104，第一机械臂直接运动到互斥区中的产品工作位置上。
或者还包括步骤105，第一机械臂至少分成两个阶段运动到互斥区中的产品工作位置上。
还包括步骤106，当第一机械臂运动到互斥区中的第一阶段和第二阶段之间的某一个位置上后，第一机械臂停止运动。
还包括步骤107，在停止运动预定时间后，第一机械臂在继续运动前发送运动请求，判断其运动请求的目标是否为互斥区，目标是互斥区。目标是互斥区，也就是说，需要第一机械臂在互斥区中继续运动。需要说明的是，此时第一机械臂在互斥区中，但是第一机械臂没有在互斥区的产品工作位置上。
还包括步骤108，判断互斥区中是否被占用，互斥区被占用，则判断互斥区是否被第一机械臂占用，互斥区被第一机械臂占用，则第一机械臂从第一阶段的某一位置运动到第二阶段的产品工作位置上。在继续移动第一机械臂之前，需要查询系统的工作状况，如果系统工作状况异常或者用户请求结束工作则处理异常或结束工作，如果系统工作状况正常，则第一机械臂从第一阶段的某一位置运动到第二阶段的产品工作位置上。
在本方法的上述步骤100中，还包括步骤111，第一机械臂在从互斥区的一侧离开互斥区前发送运动请求，判断其运动请求的目标是否为互斥区，目标不是互斥区。目标不是互斥区，说明其目标是第一物料区。
还包括步骤112，判断互斥区是否被第一机械臂占用，互斥区被第一机械臂占用，则标记互斥区没有被占用，第一机械臂从互斥区的一侧离开互斥区，进入到第一物料区中。先标记互斥区没有被第一机械臂占用，然后第一机械臂再离开互斥区进入到第一物料区中。在移动第一机械臂之前，需要查询系统的工作状况，如果系统工作状况异常或者用户请求结束工作则处理异常或结束工作，如果系统工作状况正常，则第一机械臂从互斥区运动到第一物料区。
还包括步骤113，第一机械臂直接从互斥区的一侧离开互斥区，进入到第一物料区中。
或者还包括步骤114，第一机械臂至少分成两个阶段从互斥区运动到第一物料区。
还包括步骤115，当第一机械臂运动到互斥区中的第三阶段和第四阶段之间的某一个位置上后，第一机械臂停止运动。
还包括步骤116，在停止运动预定时间后，第一机械臂在继续运动前发送运动请求，判断其运动请求的目标是否为互斥区，目标不是互斥区。
还包括步骤117，判断互斥区中是否被占用，互斥区被占用，则判断互斥区是否被第一机械臂占用；互斥区被第一机械臂占用，则标记互斥区没有被占用，第一机械臂从第一阶段的某一位置运动到第四阶段，直到第一机械臂离开互斥区。在继续移动第一机械臂之前，需要对第一机械臂的工作状况进行检测，如果第一机械臂的工作状况异常则处理异常；如果第一机械臂的工作状况正常，则第一机械臂从第三阶段的某一位置运动到第四阶段。
在上述步骤200中，还包括步骤201，在第二机械臂在运动前发送运动请求，判断其运动请求的目标是否为互斥区，目标是互斥区。目标是互斥区，也就是说，需要第二机械臂在互斥区中运动，此时第二机械臂在第二物料区，并且第二机械臂已经在第二物料区中取完物料了。
还包括步骤202，判断互斥区是否被占用，互斥区没有被占用，则标记互斥区被第二机械臂占用，第二机械臂从互斥区的另一侧进入到互斥区中。需要说明的是，在第二机械臂从互斥区的另一侧进入到互斥区中前，需要查询系统的工作状况，如果系统工作状况异常或者用户请求结束工作则处理异常或结束工作，如果系统工作状况正常，则第二机械臂从互斥区的另一侧进入到互斥区中。互斥区没有被占用，说明互斥区是空置的，在互斥区中没有第一机械臂，也没有第二机械臂。先标记互斥区被第二机械臂占用，这样可以防止第一机械臂进入到互斥区中，然后第二机械臂再从互斥区的另一侧的第二物料区进入到互斥区中。
还包括步骤203，判断互斥区中是否被占用，互斥区被占用，则判断互斥区是否被第二机械臂占用，互斥区没有被第二机械臂占用，第二机械臂等待预定时间后，重复上述步骤202或203。需要说明的是，互斥区没有被第二机械臂占用，那么互斥区肯定是被第一机械臂占用。第二机械臂等待预定时间后，需要查询系统的工作状况，如果系统工作状况异常或者用户请求结束工作则处理异常或结束工作，如果系统工作状况正常，则重复上述步骤211或212。
在本方法的上述步骤200中，第一机械臂在互斥区的一侧的第一物料区中拾取物料后，并在第一物料区中等待。
还包括步骤204，第二机械臂直接运动到互斥区中的产品工作位置上。
或者还包括步骤205，第二机械臂至少分成两个阶段运动到互斥区中的产品工作位置上。
还包括步骤206，当第二机械臂运动到互斥区中的第五阶段和第六阶段之间的某一个位置上后，第二机械臂停止运动。
还包括步骤207，在停止运动预定时间后，第二机械臂在继续运动前发送运动请求，判断其运动请求的目标是否为互斥区，目标是互斥区。目标是互斥区，也就是说，需要第二机械臂在互斥区中继续运动。需要说明的是，此时第二机械臂在互斥区中，但是第二机械臂没有在互斥区的产品工作位置上。
还包括步骤208，判断互斥区中是否被占用，互斥区被占用，则判断互斥区是否被第二机械臂占用，互斥区被第二机械臂占用，则第二机械臂从第五阶段的某一位置运动到第六阶段的产品工作位置上。在继续移动第二机械臂之前，需要查询系统的工作状况，如果系统工作状况异常或者用户请求结束工作则处理异常或结束工作，如果系统工作状况正常，则第二机械臂从第五阶段的某一位置运动到第六阶段的产品工作位置上。
在本方法的上述步骤200中，第二机械臂在互斥区中工作的过程中，第一机械臂在互斥区的一侧的第一物料区中拾取物料后，并在第一物料区中等待。
还包括步骤211，第二机械臂在从互斥区的另一侧离开互斥区前发送运动请求，判断其运动请求的目标是否为互斥区，目标不是互斥区。目标不是互斥区，说明其目标是第二物料区。
还包括步骤212，判断互斥区是否被第二机械臂占用，互斥区被第二机械臂占用，则标记互斥区没有被占用，第二机械臂从互斥区的另一侧离开互斥区，进入到第二物料区中。先标记互斥区没有被第二机械臂占用，然后第二机械臂再离开互斥区进入到第二物料区中。在移动第二机械臂之前，需要查询系统的工作状况，如果系统工作状况异常或者用户请求结束工作则处理异常或结束工作，如果系统工作状况正常，则第二机械臂从互斥区运动到第二物料区。
还包括步骤213，第二机械臂直接从互斥区的另一侧离开互斥区，进入到第二物料区中。
或者还包括步骤214，第二机械臂至少分成两个阶段从互斥区运动到第二物料区。
还包括步骤215，当第二机械臂运动到互斥区中的第七阶段和第八阶段之间的某一个位置上后，第二机械臂停止运动。
还包括步骤216，在停止运动预定时间后，第二机械臂在继续运动前发送运动请求，判断其运动请求的目标是否为互斥区，目标不是互斥区。
还包括步骤217，判断互斥区中是否被占用，互斥区被占用，则判断互斥区是否被第二机械臂占用，互斥区被第二机械臂占用，则标记互斥区没有被占用，第二机械臂从第七阶段的某一位置运动到第八阶段，直到第二机械臂离开互斥区。在继续移动第二机械臂之前，需要对第二机械臂的工作状况进行检测，如果第二机械臂的工作状况异常则处理异常；如果第二机械臂的工作状况正常，则第二机械臂从第七阶段的某一位置运动到第八阶段。
在本方法的上述步骤300中，重复上述步骤100n次；或者重复上述步骤200m次；或者重复上述步骤100n次，并且重复上述步骤200m次；n和m为大于等于1的整数。也就是说，第一机械臂和第二机械臂的运动可以是：1.第一机械臂至少运动一次，而第二机械臂不运动；2.第二机械臂至少运动一次，而第一机械臂不运动；3.第一机械臂先至少运动一次，第二机械臂再至少运动一次，然后可以根据需要再重复使第一机械臂或/和第二机械臂运动；4.第二机械臂先至少运动一次，第一机械臂再至少运动一次，然后可以根据需要再重复使第二机械臂或/和第一机械臂运动。
在本方法中，在第一机械臂和第二机械臂上分别设置有第一停止机构和第二停止机构，第一停止机构控制第一机械臂的运动，第二停止机构控制第二机械臂的运动。在互斥区中设置有传感器，传感器检测到第一机械臂和第二机械臂同时出现在互斥区时，第一停止机构和第二停止机构分别控制第一机械臂和第二机械臂停止运动。
本发明由于采用了第一机械臂和第二机械臂，第一机械臂和第二机械臂共用一个互斥区，当第一机械臂在互斥区工作时，第二机械臂在第二物料区；当第二机械臂在互斥区工作时，第一机械臂在第一物料区；这样就可以第一机械臂和第二机械臂共用一个互斥区，还会防止第一机械臂和第二机械臂同时出现在互斥区，防止将第一机械臂和第二机械臂损坏，可以节约设备的生产成本，提高设备的空间利用率，具有使用方便、工作效率高和防止发生碰撞等优点。
需要说明的是，针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地解释本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。
Claims (10)
1.一种基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
100.第一机械臂从互斥区的一侧的第一物料区进入到互斥区中，则第二机械臂在互斥区的另一侧的第二物料区中；第一机械臂在互斥区中工作完成后，第一机械臂从互斥区的一侧离开互斥区，进入到第一物料区中；
200.第二机械臂从互斥区的另一侧的第二物料区进入到互斥区中，则第一机械臂在互斥区的一侧的第一物料区中；第二机械臂在互斥区中工作完成后，第二机械臂从互斥区的另一侧离开互斥区，进入到第二物料区中；
300.重复上述步骤100n次；或者重复上述步骤200m次；或者重复上述步骤100n次，并且重复上述步骤200m次；n和m为大于等于1的整数。
2.根据权利要求1所述的基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法，其特征在于：在上述步骤100中，还包括步骤101，第一机械臂在运动前发送运动请求，判断其运动请求的目标是否为互斥区，目标是互斥区。
3.根据权利要求2所述的基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法，其特征在于：还包括步骤102，判断互斥区是否被占用，互斥区没有被占用，则标记互斥区被第一机械臂占用，第一机械臂从互斥区的一侧的第一物料区进入到互斥区中。
4.根据权利要求3所述的基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法，其特征在于：还包括步骤103，判断互斥区是否被占用，互斥区被占用，则判断互斥区是否被第一机械臂占用，互斥区没有被第一机械臂占用，第一机械臂等待预定时间后，重复上述步骤102或103。
5.根据权利要求1或2所述的基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法，其特征在于：在上述步骤100中，还包括步骤111，第一机械臂在从互斥区的一侧离开互斥区前发送运动请求，判断其运动请求的目标是否为互斥区，目标不是互斥区。
6.根据权利要求5所述的基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法，其特征在于：还包括步骤112，判断互斥区是否被第一机械臂占用，互斥区被第一机械臂占用，则标记互斥区没有被占用，第一机械臂从互斥区的一侧离开互斥区，进入到第一物料区中。
7.根据权利要求1或2所述的基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法，其特征在于：在上述步骤200中，还包括步骤201，在第二机械臂在运动前发送运动请求，判断其运动请求的目标是否为互斥区，目标是互斥区。
8.根据权利要求7所述的基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法，其特征在于：还包括步骤202，判断互斥区是否被占用，互斥区没有被占用，则标记互斥区被第二机械臂占用，第二机械臂从互斥区的另一侧进入到互斥区中。
9.根据权利要求8所述的基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法，其特征在于：还包括步骤203，判断互斥区中是否被占用，互斥区被占用，则判断互斥区是否被第二机械臂占用，互斥区没有被第二机械臂占用，第二机械臂等待预定时间后，重复上述步骤202或203。
10.根据权利要求1或2所述的基于多线程互斥控制技术的双臂式设备控制方法，其特征在于：传感器检测到第一机械臂和第二机械臂同时出现在互斥区使，第一停止机构和第二停止机构分别控制第一机械臂和第二机械臂停止运动。
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| CN109093622B (zh) * | 2018-08-20 | 2021-10-01 | 珠海格力智能装备有限公司 | 机械手的监控方法和装置 |
| CN111469129A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-31 | 苏州新传品智能科技有限公司 | 一种基于双机械臂的船体外板曲面成形无碰撞运动规划方法 |
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