CN111885008A - 机器人和焊接设备间的协议转换模块及其转换方法 - Google Patents

机器人和焊接设备间的协议转换模块及其转换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了机器人和焊接设备间的协议转换模块,应用于第一协议模块和第二协议模块之间,第一协议模块位于机器人上,第二协议模块位于焊接设备上。协议转换模块包括壳体,壳体内设置有固定在电路板上的第一协议从站控制芯片、处理芯片和为第一协议从站控制芯片、处理芯片供电的电源芯片,第一协议从站控制芯片通过贯穿壳体的第一总线与第一协议模块通信连接,处理芯片接收第一协议从站控制芯片传输来第一语言数据并解析成第二语言数据传输至第二协议模块,处理芯片通过第二总线与第二协议模块通信连接。还公开了机器人和焊接设备间的协议转换模块的准换方法,实现机器人和焊接设备直接无缝通讯,转换速度快。

Description

机器人和焊接设备间的协议转换模块及其转换方法
技术领域
本发明涉及协议转换技术领域,尤其涉及机器人和焊接设备间的协议转换模块及其转换方法。
背景技术
随着现代测控技术与信息管理的发展,焊接设备向着人机交互简易化、过程控制智能化和质量管理信息化进步。近年来,智能化自动焊接控制系统的研究越来越多的收到关注。随着发展,数字化焊机的出现和发展是技术发展的必然。数字化焊接控制系统的研制开发将成为人类制造业的新的发展阶段。数字化焊接控制系统包含了更多的功能,趋于复杂化,单一的CPU很难实现多个功能。由于生产机器人和焊机厂家的多样化,导致使用协议多样化,单一协议很难适应市场。工业企业部署的信息化系统、机器人、设备及各类综合平台产生大量的信息与数据,CANBUS、MODBUS、profibus等工业用接口相互不通,形成多个数据孤岛,无法有效为工业企业所用。如何实现不同协议间的快速转换成为急需解决的一个问题。
发明内容
为克服上述缺点,本发明的目的在于提供一种机器人和焊接设备间的协议转换模块。
为了达到以上目的,本发明采用的技术方案是:机器人和焊接设备间的协议转换模块,应用于第一协议模块和第二协议模块之间,所述第一协议模块位于机器人上,所述第二协议模块位于焊接设备上,其特征在于:所述协议转换模块包括壳体,所述壳体内设置有固定在电路板上的第一协议从站控制芯片、处理芯片和为第一协议从站控制芯片、处理芯片供电的电源芯片,所述第一协议从站控制芯片通过贯穿壳体的第一总线与第一协议模块通信连接,所述处理芯片接收第一协议从站控制芯片传输来第一语言数据并解析成第二语言数据传输至第二协议模块,所述处理芯片通过第二总线与第二协议模块通信连接。
本发明通过处理芯片,用软件的方式实现第一协议从站到第二协议主站的转换,进而能过实现机器人和焊接设备直接无缝通讯,控制焊接设备工作。有更快的连接传输速度,不再需要以前的plc进行转换,减少转换成本。
进一步来说,所述第一协议模块为ethercat协议模块,所述第二协议模块为modbus协议模块,所述第一协议从站控制芯片包括亚信ax5800芯片,所述亚信ax5800芯片用于接收ethercat协议模块传输来的ethercat协议指令并传输至处理芯片,所述处理芯片用于将传输来的ethercat协议指令转换为对应的 modbus协议指令,并通过设置在壳体内的第一RS485收发器与第二总线连接。实现ethercat协议转modbus协议。
进一步来说,所述第一协议模块为ethercat协议模块,所述第二协议模块为canopen协议模块或modbus协议模块,所述第一协议从站控制芯片包括采用 ethercat协议的亚信ax5800芯片,所述亚信ax5800芯片用于接收ethercat协议模块传输来的ethercat协议指令并传输至处理芯片,所述处理芯片用于将传输来的ethercat协议指令转换为对应的canopen协议指令,并通过设置在壳体内的CAN收发器与第二总线连接。实现ethercat协议转canopen协议。
进一步来说,所述第一协议模块为profibus协议模块,所述第二协议模块为ethercat协议模块,所述第一协议从站控制芯片包括赫优讯netTAP100芯片,所述赫优讯netTAP100芯片用于接收profibus协议模块传输来的profibus协议指令并传输至处理芯片,所述处理芯片用于将传输来的profibus协议指令转换为对应的ethercat协议指令,并通过设置在壳体内的第二RS485收发器与第二总线连接。实现profibus协议转ethercat协议。
进一步来说,所述处理芯片为stm32f407主芯片,具有以168MHz高速运行时可达到210DMIPS的处理能力,同时支持浮点运算能力和增强的DSP处理指令所述电源芯片为tps54331芯片,降压供电。
进一步来说,所述壳体上设置有供第一总线插入的第一协议插口和供第二总线插入的第二协议插口,实现数据交换。
进一步来说,所述处理芯片进行IO配置,用于映射所述第一协议插口接收的IO数据和第二协议插口发送的IO数据之间的对应关系。
本发明还公开了机器人和焊接设备间的协议转换模块的转换方法,其特征在于:包括如下步骤
S1.第一协议从站控制芯片通过第一协议接口从位于机器人上的第一协议模块获取第一协议主站发送的第一协议消息;
S2.通过处理芯片将第一协议消息转换为第二协议消息;
S3.处理芯片通过第二协议接口将第二协议消息传输至位于焊接设备上的第二协议模块。
进一步来说,步骤S1中第一协议从站控制芯片获取第一协议消息前,先进行自检操作,包括如下步骤
S11.所述第一协议模块发出状态机转换请求;
S12.所述第一协议从站控制芯片获取S11中的状态机请求并作出响应;
S13.所述第一协议从站控制芯片检查从站状态机设置;
S14.当步骤S13中检查设置合格后,开始输入输出处理;当步骤S13中检查设置不合格,则返回错误。
进一步来说,步骤S3中所述处理芯片将第二协议消息传输至第二协议接口包括如下步骤
S31.所述处理芯片对第二协议接口进行初始化设置;
S32.所述处理芯片的主站轮询作为从站的第二协议模块;
S33.判断是否有待发送数据,若有则发送数据至第二协议模块,并判断是否收到有效转发数据,若有则进行保存,并进入下一次轮询;
步骤S33中若判断没有待发送数据时,则直接进行判断是否接收到有效转发数据,若有则进行保存,并进入下一次轮询,若没有则直接进入下一轮询。
附图说明
图1为本发明的框架结构示意图;
图2为本发明实施例一的协议转换流程图;
图3为本发明实施例二的协议转换流程图;
图4为本发明实施例三的协议转换流程图;
图5为本发明第一协议从站控制芯片通电后自检流程图;
图6为本发明中处理芯片将第二协议消息传输至第二协议接口时流程图;
图7为本发明实施例一中第一RS485收发器电气原理图;
图8为本发明实施例二中CAN收发器电气原理图;
图9为本发明实施例三中netTAP100芯片电气原理图;
图10为本发明实施例三中第二RS485收发器电气原理图;
图11为本发明中电源芯片电气原理图。
图中:
1-第一协议模块,2-第二协议模块,3-第一协议从站控制芯片,4-处理芯片,5-电源芯片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
参见附图1-2所示,本发明的一种机器人和焊接设备间的协议转换模块,应用于第一协议模块1和第二协议模块2之间,所述第一协议模块1位于机器人上,所述第二协议模块2位于焊接设备上。所述协议转换模块包括壳体,所述壳体内设置有固定在电路板上的第一协议从站控制芯片3、处理芯片4和为第一协议从站控制芯片3、处理芯片5供电的电源芯片5,所述第一协议从站控制芯片3通过贯穿壳体的第一总线与第一协议模块1通信连接,所述处理芯片4 接收第一协议从站控制芯片3传输来第一语言数据并解析成第二语言数据传输至第二协议模块2,所述处理芯片4通过第二总线与第二协议模块2通信连接。通过处理芯片4,用软件的方式实现第一协议从站到第二协议主站的转换,进而能过实现机器人和焊接设备直接无缝通讯,控制焊接设备工作。有更快的连接传输速度,不再需要以前的plc进行转换,减少转换成本。
所述处理芯片为stm32f407主芯片,具有以168MHz高速运行时可达到 210DMIPS的处理能力,同时支持浮点运算能力和增强的DSP处理指令。参见附图11,所述电源芯片为tps54331芯片,降压供电,电源芯片的电气原理图参见附图11。
所述壳体上设置有供第一总线插入的第一协议插口和供第二总线插入的第二协议插口,实现数据交换。所述处理芯片进行IO配置,用于映射所述第一协议插口接收的IO数据和第二协议插口发送的IO数据之间的对应关系。
所述第一协议模块为ethercat协议模块,所述第二协议模块为modbus协议模块,所述第一协议从站控制芯片包括亚信ax5800芯片,亚信ax5800芯片的电气原理图参见附图7,所述亚信ax5800芯片用于接收ethercat协议模块传输来的ethercat协议指令并传输至处理芯片,所述处理芯片用于将传输来的 ethercat协议指令转换为对应的modbus协议指令,并通过设置在壳体内的第一 RS485收发器与第二总线连接,第一RS485收发器的电气原理图参见附图8。实现ethercat协议转modbus协议。
实施例2
参见附图3,所述第一协议模块为ethercat协议模块,所述第二协议模块为canopen协议模块或modbus协议模块,所述第一协议从站控制芯片包括采用 ethercat协议的亚信ax5800芯片,所述亚信ax5800芯片用于接收ethercat协议模块传输来的ethercat协议指令并传输至处理芯片,所述处理芯片用于将传输来的ethercat协议指令转换为对应的canopen协议指令,并通过设置在壳体内的CAN收发器与第二总线连接,CAN收发器的电气原理图参见附图9。实现 ethercat协议转canopen协议。
实施例3
参见附图4,所述第一协议模块为profibus协议模块,所述第二协议模块为ethercat协议模块,所述第一协议从站控制芯片包括赫优讯netTAP100芯片,赫优讯netTAP100芯片的电气原理图参见附图10,所述赫优讯netTAP100芯片用于接收profibus协议模块传输来的profibus协议指令并传输至处理芯片,所述处理芯片用于将传输来的profibus协议指令转换为对应的ethercat协议指令,并通过设置在壳体内的第二RS485收发器与第二总线连接,第二RS485 收发器的电气远离图参见附图11。实现profibus协议转ethercat协议。
本发明还公开了机器人和焊接设备间的协议转换模块的转换方法,包括如下步骤:
S1.第一协议从站控制芯片通过第一协议接口从位于机器人上的第一协议模块获取第一协议主站发送的第一协议消息;
S2.通过处理芯片将第一协议消息转换为第二协议消息;
S3.处理芯片通过第二协议接口将第二协议消息传输至位于焊接设备上的第二协议模块。
参见附图5,步骤S1中第一协议从站控制芯片获取第一协议消息前,先进行自检操作,包括如下步骤:
S11.所述第一协议模块发出状态机转换请求;
S12.所述第一协议从站控制芯片获取S11中的状态机请求并作出响应;
S13.所述第一协议从站控制芯片检查从站状态机设置;
S14.当步骤S13中检查设置合格后,开始输入输出处理;当步骤S13中检查设置不合格,则返回错误。
参见附图6,步骤S3中所述处理芯片将第二协议消息传输至第二协议接口包括如下步骤
S31.所述处理芯片对第二协议接口进行初始化设置;
S32.所述处理芯片的主站轮询作为从站的第二协议模块;
S33.判断是否有待发送数据,若有则发送数据至第二协议模块,并判断是否收到有效转发数据,若有则进行保存,并进入下一次轮询;
步骤S33中若判断没有待发送数据时,则直接进行判断是否接收到有效转发数据,若有则进行保存,并进入下一次轮询,若没有则直接进入下一轮询。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.机器人和焊接设备间的协议转换模块,应用于第一协议模块和第二协议模块之间,所述第一协议模块位于机器人上,所述第二协议模块位于焊接设备上,其特征在于:所述协议转换模块包括壳体,所述壳体内设置有固定在电路板上的第一协议从站控制芯片、处理芯片和为第一协议从站控制芯片、处理芯片供电的电源芯片,所述第一协议从站控制芯片通过贯穿壳体的第一总线与第一协议模块通信连接,所述处理芯片接收第一协议从站控制芯片传输来第一语言数据并解析成第二语言数据传输至第二协议模块,所述处理芯片通过第二总线与第二协议模块通信连接。
2.根据权利要求1所述的机器人和焊接设备间的协议转换模块,其特征在于:所述第一协议模块为ethercat协议模块,所述第二协议模块为modbus协议模块,所述第一协议从站控制芯片包括亚信ax5800芯片,所述亚信ax5800芯片用于接收ethercat协议模块传输来的ethercat协议指令并传输至处理芯片,所述处理芯片用于将传输来的ethercat协议指令转换为对应的modbus协议指令,并通过设置在壳体内的第一RS485收发器与第二总线连接。
3.根据权利要求1所述的机器人和焊接设备间的协议转换模块,其特征在于:所述第一协议模块为ethercat协议模块,所述第二协议模块为canopen协议模块或modbus协议模块,所述第一协议从站控制芯片包括采用ethercat协议的亚信ax5800芯片,所述亚信ax5800芯片用于接收ethercat协议模块传输来的ethercat协议指令并传输至处理芯片,所述处理芯片用于将传输来的ethercat协议指令转换为对应的canopen协议指令,并通过设置在壳体内的CAN收发器与第二总线连接。
4.根据权利要求1所述的机器人和焊接设备间的协议转换模块,其特征在于:所述第一协议模块为profibus协议模块,所述第二协议模块为ethercat协议模块,所述第一协议从站控制芯片包括赫优讯netTAP100芯片,所述赫优讯netTAP100芯片用于接收profibus协议模块传输来的profibus协议指令并传输至处理芯片,所述处理芯片用于将传输来的profibus协议指令转换为对应的ethercat协议指令,并通过设置在壳体内的第二RS485收发器与第二总线连接。
5.根据权利要求1-4所述的机器人和焊接设备间的协议转换模块,其特征在于:所述处理芯片为stm32f407主芯片,所述电源芯片为tps54331芯片。
6.根据权利要求1所述的机器人和焊接设备间的协议转换模块,其特征在于:所述壳体上设置有供第一总线插入的第一协议插口和供第二总线插入的第二协议插口。
7.根据权利要求6所述的机器人和焊接设备间的协议转换模块,其特征在于:所述处理芯片进行IO配置,用于映射所述第一协议插口接收的IO数据和第二协议插口发送的IO数据之间的对应关系。
8.根据权利要求1-7任一所述的机器人和焊接设备间的协议转换模块的转换方法,其特征在于:包括如下步骤
S1.第一协议从站控制芯片通过第一协议接口从位于机器人上的第一协议模块获取第一协议主站发送的第一协议消息;
S2.通过处理芯片将第一协议消息转换为第二协议消息;
S3.处理芯片通过第二协议接口将第二协议消息传输至位于焊接设备上的第二协议模块。
9.根据权利要求8所述的机器人和焊接设备间的协议转换模块的转换方法,其特征在于:步骤S1中第一协议从站控制芯片获取第一协议消息前,先进行自检操作,包括如下步骤
S11.所述第一协议模块发出状态机转换请求;
S12.所述第一协议从站控制芯片获取S11中的状态机请求并作出响应;
S13.所述第一协议从站控制芯片检查从站状态机设置;
S14.当步骤S13中检查设置合格后,开始输入输出处理;当步骤S13中检查设置不合格,则返回错误。
10.根据权利要求9所述的机器人和焊接设备间的协议转换模块的转换方法,其特征在于:步骤S3中所述处理芯片将第二协议消息传输至第二协议接口包括如下步骤
S31.所述处理芯片对第二协议接口进行初始化设置;
S32.所述处理芯片的主站轮询作为从站的第二协议模块;
S33.判断是否有待发送数据,若有则发送数据至第二协议模块,并判断是否收到有效转发数据,若有则进行保存,并进入下一次轮询。
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