CN103240740A - 机器人控制系统 - Google Patents

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郭敬
侯宝辉
李定坤
倪广明
林涛
孙静峰
朱振友
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Abstract

本发明提供一种机器人控制系统，其包括机器人；PLC控制器，通过以太网与机器人通信连接，并向机器人输入控制指令以供机器人执行相应操作；设置有组态软件的工控机，通过以太网分别与所述机器人和PLC控制器相通讯连接，并基于OPC协议与所述机器人和PLC控制器分别进行信息交互，所述工控机还设置有分别与机器人和PLC控制器进行信息交互的第一OPC服务器和第二OPC服务器、采用组态软件构建的人机界面以及连接组态软件和第一OPC服务器和第二OPC服务器的连接插件。

Description

机器人控制系统
技术领域
本发明涉及一种机器人控制系统，尤其涉及一种可对机器人工作进行远程实时监控的机器人控制系统。
背景技术
随着科学技术及网络技术的发展，在现代工业中，自动化表现的越来越突出，并且也促使着工业机器人领域发生着翻天覆地的变化。目前，在激光拼接焊的自动化生产线中，大部分的上料作业由人工完成，从而存在效率低、安全性差、劳动强度大等缺点。由此越来越多的工厂开始选择用机器人上料代替人工进行生产作业，这样不仅提高了生产效率，同时还降低了成本，并且保证人身安全。该种机器人在工业现场的使用，提供了以前无法得到的大量信息，但是这也存在着对现场工作信息的共享及交互操作如何进行的问题。
OPC（OLE for Process Control，用于过程控制的OLE）技术是一种广泛应用于工业数据采集方式，相应的OPC协议为工业自动化软件面向对象开发提供了统一的标准，这个标准定义了应用Microsoft操作系统在基于PC的客户机之间交换自动化实时数据的方法。因此不论过程中采用什么软件和设备，OPC都能够提供通用的接口以用于各种过程设备之间的通讯。此外，工业以太网提供数据传输的以太网标准，具有很高的可操作性和实效性。但是由于目前越来越多的机器人的监控软件和设备之间采用不同的通讯协议，导致它们之间的直接通讯一直不尽人意。
因此，有必要提供一种改进的机器人控制系统以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可对机器人工作进行远程实时监控的机器人控制系统。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种机器人控制系统，一种机器人控制系统，其包括：机器人；PLC控制器，通过以太网与机器人通信连接，并向机器人输入控制指令以供机器人执行相应操作；设置有组态软件的工控机，通过以太网分别与所述机器人和PLC控制器相通讯连接，并基于OPC协议与所述机器人和PLC控制器分别进行信息交互，所述工控机还设置有分别与机器人和PLC控制器进行信息交互的第一OPC服务器和第二OPC服务器、采用组态软件构建的人机界面以及连接组态软件和第一OPC服务器和第二OPC服务器的连接插件。
作为本发明的进一步改进，所述组态软件为inTouch组态软件。
作为本发明的进一步改进，所述工控机还设置有对人机界面的参数进行保存的数据库，所述组态软件使用SQL函数与数据库中的信息进行交互。
作为本发明的进一步改进，所述机器人为ABB机器人，所述第一OPC服务器采用ABB IRC5 OPC服务器，所述第二OPC服务器采用INAT OPC服务器。
作为本发明的进一步改进，所述机器人包括机器人本体和机器人控制柜，所述机器人本体包括六个转轴及分别驱动六个转轴的交流伺服电机。
作为本发明的进一步改进，所述机器人本体还包括固定在机器人本体的末端关节上的双料检测装置。
作为本发明的进一步改进，所述机器人本体还包括有固定在机器人本体的末端关节上的真空装置。
作为本发明的进一步改进，所述真空装置包括利用喷管高速喷射压缩空气的真空发生器和控制送气状态的真空电磁阀。
本发明的有益效果是：本发明机器人控制系统以OPC及以太网为基础，建立工控机、机器人及PLC控制器之间的远程通讯连接，通过与机器人连接的第一OPC服务器实时采集机器人的运动信号，通过以太网远程传输采集的信号，并结合通过组态软件构建的人机界面实现远程通讯和远程监控；由此不仅实现了工控机与机器人设备的直接通讯，而且在人机界面上能够直接读取和发送参数，实现远程数据采集和生产过程实时监控，不仅提高了控制精度，而且使机器人的诊断及维修更方便快捷；并且本发明机器人控制系统应用于工业领域，简单方便灵活，具有更大的实用价值。 
附图说明
图1是本发明机器人控制系统一较佳实施方式的结构框图；
图2是图1中工控机与机器人和PLC控制器之间的信息交互原理图；
图3是图1中工控机中的OPC配置原理图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
请参照图1所示为本发明机器人控制系统100的一较佳实施方式。本发明机器人控制系统100包括机器人1、向机器人1输入控制指令以供机器人1执行相应操作的PLC控制器2以及设置有组态软件的工控机3。所述机器人1、PLC控制器2和工控机3之间通过以太网相互通信连接。
结合图1所示，本发明机器人1为ABB上料机器人，其包括机器人本体11和机器人控制柜12。所述机器人本体11包括六个转轴（未图示）及分别驱动六个转轴的交流伺服电机（未图示）。此外，所述机器人本体11还包括固定在机器人本体11的末端关节上的双料检测装置112以及固定在机器人本体11的末端关节上的真空装置113。所述真空装置113包括真空发生器（未图示）和控制送气状态的真空电磁阀（未图示）。其中所述真空发生器是利用喷管高速喷射压缩空气，从而在喷管的喷口处形成射流，进而产生的卷吸流动将喷口处的空气不断吸走，使得压力下降而形成移动的真空度，最终达成机器人1的抓具上的真空吸取动作。所述真空电磁阀用于控制送气状态以实现机器人1的对板料（未图示）的吸取和吹掉动作。使用时，通过在工控机3上选择需要的真空电磁阀及相应参数，并在选择后通知PLC控制器2根据工控机3上的选择有效控制机器人1的上料操作。所述双料检测装置112是在获得PLC控制器2的指示后根据在工控机3上设置的板料厚度进行连片检测；如果是连片，则使机器人1将板料放置废料区，从而实现机器人1对不同材质、不同厚度的板料进行抓取搬运的控制。
结合图2所示，本发明中所述工控机3是基于OPC协议与所述机器人1和PLC控制器2分别进行信息交互，并设置有分别与机器人1和PLC控制器2进行信息交互的第一OPC服务器31和第二OPC服务器32、采用组态软件构建的人机界面33以及连接组态软件和第一OPC服务器31和第二OPC服务器32的连接插件34。所述组态软件为inTouch组态软件，所述连接插件34为OPC server for inTouch，通过OPC server for inTouch连接插件实现组态软件与第一OPC服务器31和第二OPC服务器32的直接通讯，其能够支持inTouch点域，自动寻找inTouch路径，当工控机3启动时自动连接到inTouch组态软件，从而实现工控机1的OPC服务器31、32与inTouch组态软件的通讯及数据采集，并通过OPC server for inTouch连接插件实现不同OPC服务器的通讯。所述工控机3还设置有对人机界面33的参数进行保存的数据库35，所述组态软件使用SQL函数与数据库35中的信息进行交互，并通过编写脚本实现对人机界面33上的所有参数的处理和保存，并根据生产需要进行查询与修改，同时能够显示报警和系统事件，最终实现对整个生产过程进行实时的监控。
在本实施方式中，所述机器人1为ABB机器人，所述第一OPC服务器31采用ABB IRC5 OPC服务器，所述第二OPC服务器采用INAT OPC服务器。
结合图3所示，通过OPC server for inTouch连接插件根据第一OPC服务器采集的机器人1的现场数据配置OPC服务器对象，添加机器人1的各项参数信息及相关信号，同时在组态软件中与其信息相关联并选择相应的通讯协议，此处的相关联即根据OPC server for inTouch连接插件添加的各项参数信息及相关信号等添加访问名、定义标记名、创建相应的动画链接、添加数据库及编辑脚本等；最终在人机界面33上根据上述采集的相关数据人工设置机器人1的偏移值，通过控制该偏移值以提高机器人1的控制精度。在此连接插件中还可以监控其机器人1与组态软件的连接状况并发出报警信号。
综上所述，本发明机器人控制系统100以OPC及以太网为基础，建立工控机3、机器人1及PLC控制器2之间的远程通讯连接，通过与机器人1连接的第一OPC服务器31实时采集机器人1的运动信号，通过以太网远程传输采集的信号，并结合通过组态软件构建的人机界面33实现远程通讯和远程监控；由此不仅实现了工控机3与机器人1设备的直接通讯，而且在人机界面33上能够直接读取和发送参数，实现远程数据采集和生产过程实时监控、灵活控制、远程传输等，不仅提高了控制精度，而且使机器人1的诊断及维修更方便快捷；并且本发明机器人控制系统100应用于工业领域，简单方便灵活，具有更大的实用价值。 
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机器人控制系统，其特征在于，所述机器人控制系统包括：
机器人；
PLC控制器，通过以太网与机器人通信连接，并向机器人输入控制指令以供机器人执行相应操作；
设置有组态软件的工控机，通过以太网分别与所述机器人和PLC控制器相通讯连接，并基于OPC协议与所述机器人和PLC控制器分别进行信息交互，所述工控机还设置有分别与机器人和PLC控制器进行信息交互的第一OPC服务器和第二OPC服务器、采用组态软件构建的人机界面以及连接组态软件和第一OPC服务器和第二OPC服务器的连接插件。
2.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于：所述组态软件为inTouch组态软件。
3.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于：所述工控机还设置有对人机界面的参数进行保存的数据库，所述组态软件使用SQL函数与数据库中的信息进行交互。
4.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于：所述机器人为ABB机器人，所述第一OPC服务器采用ABB IRC5 OPC服务器，所述第二OPC服务器采用INAT OPC服务器。
5.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于：所述机器人包括机器人本体和机器人控制柜，所述机器人本体包括六个转轴及分别驱动六个转轴的交流伺服电机。
6.根据权利要求5所述的机器人控制系统，其特征在于：所述机器人本体还包括固定在机器人本体的末端关节上的双料检测装置。
7.根据权利要求5所述的机器人控制系统，其特征在于：所述机器人本体还包括有固定在机器人本体的末端关节上的真空装置。
8.根据权利要求7所述的机器人控制系统，其特征在于：所述真空装置包括利用喷管高速喷射压缩空气的真空发生器和控制送气状态的真空电磁阀。
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