一种工业机器人数据自动化采集分析系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种工业机器人数据自动化采集分析系统，其特征在于，还包括机器人控制器，机器人控制器经由总线接口二接入通信总线，同时，机器人控制器经由以太网接口一接入以太网络，最小上位机系统经由以太网接口二接入同一以太网络，最小上位机系统还包括与以太网接口二相连的数据解析模块，数据解析模块分别连接数据存储模块及数据分析计算模块，数据存储模块还连接数据分析计算模块。本实用新型专利技术可以将机器人参数通过网络通信的方式传输至上位机，并由上位机对其进行自动化分析及存储。工业机器人数据自动化采集分析系统能够做到自动化运行，可以大大减少运行时间及人力成本，提高准确性，并产生大量数据以供分析及参考。

An Automatic Data Acquisition and Analysis System for Industrial Robots

【技术实现步骤摘要】
一种工业机器人数据自动化采集分析系统
本技术涉及一种利用Socket通讯接口对工业机器人(本技术中，所指的工业机器人含协作机器人，下同)实时参数的自动化获取、存储和分析的系统。
技术介绍
在工业机器人中，一般使用示教器编程来对机器人的进行控制。示教器编程的优点在于其编程门槛低、简单方便、不需要环境模型。对实际的机器人进行示教时，可以修正机械结构带来的误差。而示教器编程的缺点在于示教器编程效率较低，检查验证程序依靠程序员经验，容易产生故障撞机或伤人，难以形成复杂的路径，对复杂项目显得有些力不从心。且对机器人在运动过程中产生的数据和实际的位置等数据无法有效地反馈与保存。工业机器人中常用的通信方式有2种：普通I/O通信及总线通信。I/O通信一般包括数字输入DI、数字输出DO、模拟输入AI、模拟输出AO。通常将I/O连接外部传感器或继电器，传感器或继电器向机器人发送模拟信号或者数字信号，以实现一些简单的控制作用。总线通信常见的包括Profinet、Profibus、EthernetIP等，一般用于不同工业设备之间的通信，如：工业机器人与PLC的通信。PLC通过总线将控制信号输入机器人，可以控制机器人的运动，常见的示教器与机器人控制器之间的通信通常为总线通信。网络通信常见的有Socket通信、PCSDK、OPC等，多用于工业机器人与上位机之间的通信。Socket是一种基于TCP/IP的双向通信方式，能够以字符串的形式发送各种数据，甚至可以一次将各种数据以特定的形式打包后发送。
技术实现思路
本技术的目的是：将机器人参数通过网络通信的方式传输至上位机。为了达到上述目的，本技术的技术方案是提供了一种工业机器人数据自动化采集分析系统，包括用于采集工业机器人自身参数的机器人内部传感器及用于采集机器人外部工作环境的机器人外部传感器，所设机器人内部传感器及机器人外部传感器均与A/D转换模块相连，A/D转换模块经由总线接口一接入通信总线，总线接口一还与工业机器人的机器人驱动模块相连，其特征在于，还包括具有总线接口二及以太网接口一的机器人控制器，机器人控制器经由总线接口二接入通信总线，同时，机器人控制器经由以太网接口一接入以太网络，最小上位机系统经由以太网接口二接入同一以太网络，最小上位机系统还包括与以太网接口二相连的数据解析模块，数据解析模块分别连接数据存储模块及数据分析计算模块，数据存储模块还连接数据分析计算模块，数据分析计算模块与机器人控制指令生成模块相连，机器人控制指令生成模块连接以太网接口二。优选地，所述机器人控制器包括所述总线接口二、所述以太网接口一、TCP数据包生成模块及数据包解析模块，数据包解析模块分别与总线接口二及TCP数据包生成模块相连，TCP数据包生成模块连接所述以太网接口一。优选地，所述TCP数据包生成模块及所述数据包解析模块均由FPGA实现。优选地，所述数据解析模块采用以太网芯片，所述数据分析计算模块采用CPU芯片单元。本技术的有益效果是：与传统的机器人参数通过总线通信传输到示教器上显示相比，工业机器人数据自动化采集分析系统可以将机器人参数通过网络通信的方式传输至上位机，并由上位机对其进行自动化分析及存储。工业机器人数据自动化采集分析系统能够做到自动化运行，可以大大减少运行时间及人力成本，提高准确性，并产生大量数据以供分析及参考，且所接收的实时数据可用作机器人下一步指令产生的输入，通过生成相应的新指令/或者脚本控制机器人的运动。附图说明图1为工业机器人数据自动化采集分析系统框图；图2为机器人参数数据传输系统框图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本技术。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。如图1所示，本技术提供的一种工业机器人数据自动化采集分析系统，包括用于采集工业机器人自身参数的机器人内部传感器及用于采集机器人外部工作环境的机器人外部传感器，机器人内部传感器指的是机器人本体所自带的传感器，机器人外部传感器指机器人指的是外接于机器人末端的传感器。所设机器人内部传感器及机器人外部传感器均与A/D转换模块相连，A/D转换模块经由总线接口一接入通信总线。总线接口一还与工业机器人的机器人驱动模块相连。本技术还包括具有总线接口二及以太网接口一的机器人控制器，机器人控制器经由总线接口二接入通信总线，同时，机器人控制器经由以太网接口一接入以太网络，最小上位机系统经由以太网接口二接入同一以太网络，最小上位机系统还包括与以太网接口二相连的数据解析模块，数据解析模块分别连接数据存储模块及数据分析计算模块，数据存储模块还连接数据分析计算模块，数据分析计算模块与机器人控制指令生成模块相连，机器人控制指令生成模块连接以太网接口二。其中，以太网接口一及以太网接口一均采用RJ45接口，用于以太网连接的接口。数据解析模块采用以太网芯片，用于接收TCP/IP的协议包并解析。数据分析模块采用CPU芯片单元，用于分析计算机器人模拟量参数。数据存储模块，用于将接收的数据包及数据分析结果存入数据存储介质中，可以采用ROM、RAM、磁性媒体、光学媒体等等。结合图2，所述机器人控制器包括所述总线接口二、所述以太网接口一、TCP数据包生成模块及数据包解析模块，数据包解析模块分别与总线接口二及TCP数据包生成模块相连，TCP数据包生成模块连接所述以太网接口一。TCP数据包生成模块及数据包解析模块均由FPGA实现。机器人产生的参数通过本技术的系统存储至上位机存储模块的传输过程包括以下步骤：(1)机器人内部传感器或机器人外部传感器产生机器人模拟量参数，并通过A/D转换模块转化为总线格式数据包，通过总线通讯的形式传输给机器人控制器。(2)传统情况下，机器人控制器将总线格式数据包进行解析，并将解析出的机器人参数传输给示教器进行显示。但在本技术提供的工业机器人数据自动化采集分析系统中，TCP数据包生成模块会将TCP数据生成参数TCP格式数据包并以网络通讯的方式传输至上位机。(3)上位机接收到TCP格式的数据包后，利用数据解析模块对数据包进行解析并将得到的机器人模拟量参数存入存储模块中；同时对机器人模拟量参数进行分析计算，将得到的分析计算的结果存入存储模块中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业机器人数据自动化采集分析系统，包括用于采集工业机器人自身参数的机器人内部传感器及用于采集机器人外部工作环境的机器人外部传感器，所设机器人内部传感器及机器人外部传感器均与A/D转换模块相连，A/D转换模块经由总线接口一接入通信总线，总线接口一还与工业机器人的机器人驱动模块相连，其特征在于，还包括具有总线接口二及以太网接口一的机器人控制器，机器人控制器经由总线接口二接入通信总线，同时，机器人控制器经由以太网接口一接入以太网络，最小上位机系统经由以太网接口二接入同一以太网络，最小上位机系统还包括与以太网接口二相连的数据解析模块，数据解析模块分别连接数据存储模块及数据分析计算模块，数据存储模块还连接数据分析计算模块，数据分析计算模块与机器人控制指令生成模块相连，机器人控制指令生成模块连接以太网接口二。

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人数据自动化采集分析系统，包括用于采集工业机器人自身参数的机器人内部传感器及用于采集机器人外部工作环境的机器人外部传感器，所设机器人内部传感器及机器人外部传感器均与A/D转换模块相连，A/D转换模块经由总线接口一接入通信总线，总线接口一还与工业机器人的机器人驱动模块相连，其特征在于，还包括具有总线接口二及以太网接口一的机器人控制器，机器人控制器经由总线接口二接入通信总线，同时，机器人控制器经由以太网接口一接入以太网络，最小上位机系统经由以太网接口二接入同一以太网络，最小上位机系统还包括与以太网接口二相连的数据解析模块，数据解析模块分别连接数据存储模块及数据分析计算模块，数据存储模块还连接数据分析计算模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱昊，沈文婷，翁祖昊，孟敏锐，
申请(专利权)人：上海机器人产业技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31