CN112596928A - 工业机器人数据管理方法、装置、设备及计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种工业机器人数据管理方法，该数据管理方法包括：将工业机器人的运行数据通过预置的第一信道传输并存储至工业机器人的本地数据库中；在接收到示教终端下发的运行数据获取命令时，通过第一信道将存储在本地数据库中的运行数据发送给示教终端；在接收到示教终端下发的控制命令时，将控制命令转换为相应的命令数据，并将命令数据通过预置的第二信道传输至工业机器人的控制系统。本工业机器人数据管理方法通过将工业机器人的数据分信道传输处理，一般性的运行数据不与命令数据共享信道，可使机器人控制命令传输及时、高效；并且通过本地数据库进行数据存储，无需再开发私有协议，使数据访问获取标准化，从而提供方便。
Description
技术领域
本发明涉及工业机器人技术领域，特别涉及一种工业机器人数据管理方法、装置、设备及计算机存储介质。
背景技术
众所周知，工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，为实现对工业机器人的控制以使其运行执行相应动作，一般采用其它终端设备(如示教器)与工业机器人通信连接以进行交互。具体为在接收到对于工业机器人的控制命令后，将控制命令进行数据处理，处理完成后进行相关算法的运算以规划路径，然后输出至机械臂以控制其按照所作路径运行。
除上述命令数据以外，工业机器人在实际应用过程中还涉及到其所采集的一般性数据(如关节电机速度、关节位置等)，在现有技术中，工业机器人的一般性数据与命令数据的传输共用同一信道(即通信通道)，然而，当一般性数据传输频繁、传输数据量较大时，将会挤占控制命令数据的带宽，导致控制命令传输不及时、效率低，而对机械臂的控制实时性造成影响；并且，外界对工业机器人一般性数据的访问获取基于私有协议实现，私有协议需自行开发，没有标准化，无法做到通用，不方便。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种工业机器人数据管理方法，旨在解决目前工业机器人的控制命令传输不及时、效率低以及数据访问获取不方便的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种工业机器人数据管理方法，该数据管理方法包括：
将工业机器人的运行数据通过预置的第一信道传输并存储至工业机器人的本地数据库中；
在接收到示教终端下发的运行数据获取命令时，通过所述第一信道将存储在所述本地数据库中的运行数据发送给所述示教终端；
在接收到示教终端下发的控制命令时，将所述控制命令转换为相应的命令数据，并将所述命令数据通过预置的第二信道传输至所述工业机器人的控制系统。
优选地，所述数据管理方法还包括：
建立工业机器人与云端服务器的通讯连接；
在接收到客户端通过所述云端服务器对工业机器人的所述本地数据库的访问请求时，允许所述客户端对本地数据库进行远程访问；
在所述本地数据库的剩余存储容量小于预设阈值时，将所述本地数据库中存储的运行数据上传至所述云端服务器。
优选地，在接收到示教终端下发的控制命令时，将所述控制命令转换为相应的命令数据，并将所述命令数据通过预置的第二信道传输至所述工业机器人的控制系统的步骤中包括：
将通过所述第二信道传输的命令数据写入至工业机器人的共享内存中，并将其从所述共享内存读出以传输至所述工业机器人的控制系统。
本发明还提出一种工业机器人数据管理装置，该数据管理装置包括：
存储模块，用于将工业机器人的运行数据通过预置的第一信道传输以存储至工业机器人的本地数据库中；
第一执行模块，用于在接收到示教终端下发的运行数据获取命令时，通过所述第一信道将存储在所述本地数据库中的运行数据发送给所述示教终端；
第二执行模块，用于在接收到示教终端下发的控制命令时，将所述控制命令转换为相应的命令数据，并将所述命令数据通过预置的第二信道传输至所述工业机器人的控制系统。
优选地，所述数据管理装置还包括：
连接建立模块，用于建立工业机器人与云端服务器的通讯连接；
请求允许模块，用于在接收到客户端通过所述云端服务器对工业机器人的所述本地数据库的访问请求时，允许所述客户端对本地数据库进行远程访问；
上传模块，用于在所述本地数据库的剩余存储容量小于预设阈值时，将所述本地数据库中存储的运行数据上传至所述云端服务器。
优选地，所述第二执行模块包括：
执行单元，用于将通过所述第二信道传输的命令数据写入至工业机器人的共享内存中，并将其从所述共享内存读出以传输至所述工业机器人的控制系统。
本发明还提出一种工业机器人数据管理设备，该数据管理设备包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时至少实现如下所述工业机器人数据管理方法的步骤：
将工业机器人的运行数据通过预置的第一信道传输并存储至工业机器人的本地数据库中；
在接收到示教终端下发的运行数据获取命令时，通过所述第一信道将存储在所述本地数据库中的运行数据发送给所述示教终端；
在接收到示教终端下发的控制命令时，将所述控制命令转换为相应的命令数据，并将所述命令数据通过预置的第二信道传输至所述工业机器人的控制系统。
本发明还提出一种计算机存储介质，其中，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时至少实现如下所述工业机器人数据管理方法的步骤：
将工业机器人的运行数据通过预置的第一信道传输并存储至工业机器人的本地数据库中；
在接收到示教终端下发的运行数据获取命令时，通过所述第一信道将存储在所述本地数据库中的运行数据发送给所述示教终端；
在接收到示教终端下发的控制命令时，将所述控制命令转换为相应的命令数据，并将所述命令数据通过预置的第二信道传输至所述工业机器人的控制系统。
本发明技术方案与现有技术相比较，其有益效果在于：在本工业机器人数据管理方法中，将工业机器人的运行数据通过预置的第一信道传输并存储至工业机器人的本地数据库中；在接收到示教终端下发的运行数据获取命令时，通过第一信道将存储在本地数据库中的运行数据发送给示教终端；在接收到示教终端下发的控制命令时，将控制命令转换为相应的命令数据，并将命令数据通过预置的第二信道传输至工业机器人的控制系统。本发明的工业机器人数据管理方法通过将工业机器人的数据分信道传输处理，一般性的运行数据不与命令数据共享信道，可使机器人控制命令传输及时、高效；并且通过本地数据库实现数据存储，无需再开发私有协议，使数据访问获取标准化，从而提供方便，增强了机器人系统的扩展性和灵活性，可提升用户体验。
附图说明
图1为本发明一实施例中工业机器人数据管理方法的流程图；
图2为本发明另一实施例中工业机器人数据管理方法的流程图；
图3为本发明又一实施例中工业机器人数据管理方法的流程图；
图4为本发明一实施例中工业机器人数据管理装置的功能模块图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出一种工业机器人数据管理方法，参照图1，该数据管理方法包括：
步骤S10：将工业机器人的运行数据通过预置的第一信道传输并存储至工业机器人的本地数据库中；
步骤S20：在接收到示教终端下发的运行数据获取命令时，通过第一信道将存储在本地数据库中的运行数据发送给示教终端；
步骤S30：在接收到示教终端下发的控制命令时，将控制命令转换为相应的命令数据，并将命令数据通过预置的第二信道传输至工业机器人的控制系统。
本实施例所涉及的工业机器人数据管理方法主要针对工业机器人所提出，该工业机器人可为多关节机械臂或多自由度的机器装置，在机器人系统中通过执行上述步骤S10～S30的数据管理方法以对工业机器人的数据进行管理。所容易理解的是，在实际应用中，与工业机器人连接交互的设备种类众多，工业机器人内部涉及多种类型数据的传输，主要地，其数据包括命令数据和一般性的运行数据，所谓的命令数据是通过与工业机器人交互的示教终端所下发，命令数据可为启动、加速、暂停、重启等多项命令数据，该示教终端可为平板电脑或其它终端设备，且与工业机器人有线连接或无线连接以进行信息交互；而运行数据则通过工业机器人自身的数据采集模块所采集，运行数据可为各关节电机速度、电流电压、关节运行速度以及运行位置等表示工业机器人运行状态信息数据，包括但不限于此，结合实际工艺，比如进行码垛作业的码垛机器人，所涉及的运行数据则包括当前码垛为哪一层、当前层的位置、放置方向等数据。并且，对于上述一般性的运行数据，在工业机器人上设置本地数据库，以在采集到运行数据后通过本地数据库进行存储，其存储方式可为将运行数据临时缓存或将运行数据作为历史数据存储，该本地数据库优选Redis数据库，Redis数据库是一个开源的使用C语言编写、支持网络交互的的Key-Value数据库。其不仅仅支持简单的Key-value类型的数据，同时还提供list、set、zset、hash等数据结构的存储，即可实现多种数据结构的存储。当然，该本地数据库除存储上述的运行数据以外，还可存储工业机器人采集的其它的一般性数据，比如其相机模组拍摄的图像数据等等，此外，对于本地数据库中所存储的数据，机器人控制系统可在进行相关算法运算时对应调用。
首先，在工业机器人运行时，当采集到其运行数据后，实施步骤S10，将工业机器人的运行数据通过预置的第一信道传输并存储至工业机器人的本地数据库中。即对于运行数据，在工业机器人内部，通过第一信道传输以将其直接存储至本地数据库，以对工业机器人的运行状态进行实时记录，以便后续的数据查找和调用。其中，因本地数据库所采用的为Redis数据库，Redis数据库支持数据的持久化。故借助其数据持久性功能，可用于工业机器人的某些功能实现，比如，当工业机器人运行截止后，采集其截止状态下的运行数据以存储至Redis数据库，待下一次重新启动时，从Redis数据库中获取此运行数据，以发送至工业机器人的控制系统，以控制工业机器人的机械臂到达运行截止位置处而继续运行。并且，工业机器人的其它功能模块在需要其运行数据之时，则可与本地数据库建立Socket连接，并采用短连接模式，每次读写都是一次单独请求，并且在读写前重新建立连接，按需周期性或其它方式从本地数据库中获取。
其次，工业机器人与示教终端交互时，当工业机器人接收到示教终端下发的运行数据获取命令时，通过第一信道将存储在本地数据库中的运行数据发送给示教终端，即步骤S20。即可通过操作示教终端，以与工业机器人进行数据交互，获取工业机器人存储在自身本地数据库中的实时运行数据，并在工业机器人内部通过第一信道传输，以在示教终端的显示屏上进行显示，以便知晓工业机器人当前的运行状况以及运行状态，一旦发现异常情况即可对机器人的运行作相应调整处理，降低故障风险。其中，运行数据的实时获取频率可通过示教终端设定。
再其次，当工业机器人接收到示教终端下发的控制命令时，将控制命令转换为相应的命令数据，并将命令数据通过第二信道传输给工业机器人的控制系统，即步骤S30。即在示教终端对工业机器人进行示教控制时，其所下发至工业机器人的控制命令，需转换成相应的命令数据，并在工业机器人内部通过第二信道传输，并传输至工业机器人的控制系统，以便工业机器人的控制系统对该命令数据作进一步处理，再执行相应的命令动作。
对于示教终端所下发的命令，工业机器人可根据该命令的数据格式以区分其类型、大小等等，即识别该命令为运行数据获取命令或控制命令或其它类型的命令；另外，以上实施步骤中所涉及的第一信道和第二信道作为两互相独立的通信通道，以分别进行运行数据和命令数据两种类型数据的传输，第一信道和第二信道的形成可通过对工业机器人内部的软硬件进行优化设计以实现。
基于上述实施步骤，在本工业机器人数据管理方法中，通过将工业机器人的数据分信道传输处理，一般性的运行数据不与命令数据共享信道，可使机器人控制命令传输及时、高效。另外，通过本地数据库进行数据存储，无需再开发私有协议，使数据访问获取标准化，从而提供方便，增强了机器人系统的扩展性和灵活性，可提升用户体验。
在一较佳实施例中，参照图2，数据管理方法还包括：
步骤S40：建立工业机器人与云端服务器的通讯连接；
步骤S50：在接收到客户端通过云端服务器对工业机器人的本地数据库的访问请求时，允许客户端对本地数据库进行远程访问；
步骤S60：在本地数据库的剩余存储容量小于预设阈值时，将本地数据库中存储的运行数据上传至云端服务器。
在本实施步骤中，首先，工业机器人可通过无线、4G或5G以建立与云端服务器的通讯连接，以与云端服务器实现双向通信。而云端服务器是与客户端通讯连接并进行网络通信的，如此，用户仅需知道ip地址、端口、登陆账号、密码，即可在客户端操作以发送访问请求，作为第三方对工业机器人的本地数据库进行远程访问，其访问内容可为历史数据查询、实时数据查询等。并且，还可作进一步优化，具体地，客户端根据对登陆账号的识别以开放不同的使用权限，如普通用户登陆其账号在访问本地数据库时仅能查询数据，而工程师或其它工作人员登陆其账号除查询数据以外，还可对本地数据库内的数据进行修改，以在工业机器人出现故障时实现远程调试。
此外，云端服务器上设置有云端数据库，云端数据库可为多种形式的数据库，比如Redis数据库、MySQL数据库等。当工业机器人的本地数据库的容量小于预设阈值时，以将其内所存储的历史数据按照所建立的云端数据库格式以表为单位打包成数据包，并通过无线、4G或5G和云端服务器建立的连接以将数据包上传存入至云端服务器的云端数据库中，以释放本地数据库的存储容量，方便工业机器人对后续采集的数据进行存储记录，并且也有利于工业机器人历史数据的保存。
在一较佳实施例中，参照图3，步骤S30中包括：
步骤S31：将通过第二信道传输的命令数据写入至工业机器人的共享内存中，并将其从共享内存读出以传输至工业机器人的控制系统。
基于步骤S30，当命令数据通过第二信道传输时，将命令数据输入至工业机器人的共享内存再输出，以通过共享内存将命令数据传输至工业机器人的控制系统。可知的是，相较于信号量、管道、消息队列等通信方式，共享内存为进程间通信速度最快的方式，在本实施步骤中，通过在工业机器人内预置共享内存以传递命令数据，可使命令数据及时、快速传输，以满足工业机器人对于通信效率的要求，并保证对工业机器人控制的实时性。
本发明还提出一种工业机器人数据管理装置，参照图4，该数据管理装置包括：
存储模块10，用于将工业机器人的运行数据通过预置的第一信道传输以存储至工业机器人的本地数据库中；
第一执行模块20，用于在接收到示教终端下发的运行数据获取命令时，通过预置的第一信道将存储在本地数据库中的运行数据发送给示教终端；；
第二执行模块30，用于在接收到示教终端下发的控制命令时，将控制命令转换为相应的命令数据，并将命令数据通过预置的第二信道传输至工业机器人的控制系统。
在一较佳实施例中，参照图4，数据管理装置还包括：
连接建立模块40，用于建立工业机器人与云端服务器的通讯连接；
请求允许模块50，用于在接收到客户端通过云端服务器对工业机器人的本地数据库的访问请求时，允许客户端对本地数据库进行远程访问；
上传模块60，用于在本地数据库的剩余存储容量小于预设阈值时，将本地数据库中存储的运行数据上传至云端服务器。
在一较佳实施例中，参照图4，第二执行模块30包括：
执行单元31，用于将通过第二信道传输的命令数据输入至工业机器人的共享内存中，并经共享内存输出以传输至工业机器人的控制系统。
本发明还提出一种工业机器人数据管理设备，该工业机器人数据管理设备包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时至少实现如下工业机器人数据管理方法的步骤：
步骤S10：将工业机器人的运行数据通过预置的第一信道传输并存储至工业机器人的本地数据库中；
步骤S20：在接收到示教终端下发的运行数据获取命令时，通过第一信道将存储在本地数据库中的运行数据发送给示教终端；
步骤S30：在接收到示教终端下发的控制命令时，将控制命令转换为相应的命令数据，并将命令数据通过预置的第二信道传输至工业机器人的控制系统。
本发明还提出一种计算机存储介质，其中，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时至少实现如下工业机器人数据管理方法的步骤：
步骤S10：将工业机器人的运行数据通过预置的第一信道传输并存储至工业机器人的本地数据库中；
步骤S20：在接收到示教终端下发的运行数据获取命令时，通过第一信道将存储在本地数据库中的运行数据发送给示教终端；
步骤S30：在接收到示教终端下发的控制命令时，将控制命令转换为相应的命令数据，并将命令数据通过预置的第二信道传输至工业机器人的控制系统。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块和组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块之间的耦合或者通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有祥述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。
Claims (8)
1.一种工业机器人数据管理方法，其特征在于，包括：
将工业机器人的运行数据通过预置的第一信道传输并存储至工业机器人的本地数据库中；
在接收到示教终端下发的运行数据获取命令时，通过所述第一信道将存储在所述本地数据库中的运行数据发送给所述示教终端；
在接收到示教终端下发的控制命令时，将所述控制命令转换为相应的命令数据，并将所述命令数据通过预置的第二信道传输至所述工业机器人的控制系统。
2.根据权利要求1所述的工业机器人数据管理方法，其特征在于，还包括：
建立工业机器人与云端服务器的通讯连接；
在接收到客户端通过所述云端服务器对工业机器人的所述本地数据库的访问请求时，允许所述客户端对本地数据库进行远程访问；
在所述本地数据库的剩余存储容量小于预设阈值时，将所述本地数据库中存储的运行数据上传至所述云端服务器。
3.根据权利要求1所述的工业机器人数据管理方法，其特征在于，所述在接收到示教终端下发的控制命令时，将所述控制命令转换为相应的命令数据，并将所述命令数据通过预置的第二信道传输至所述工业机器人的控制系统的步骤中包括：
将通过所述第二信道传输的命令数据写入至工业机器人的共享内存中，并将其从所述共享内存读出以传输至所述工业机器人的控制系统。
4.一种工业机器人数据管理装置，其特征在于，包括：
存储模块，用于将工业机器人的运行数据通过预置的第一信道传输以存储至工业机器人的本地数据库中；
第一执行模块，用于在接收到示教终端下发的运行数据获取命令时，通过所述第一信道将存储在所述本地数据库中的运行数据发送给所述示教终端；
第二执行模块，用于在接收到示教终端下发的控制命令时，将所述控制命令转换为相应的命令数据，并将所述命令数据通过预置的第二信道传输至所述工业机器人的控制系统。
5.根据权利要求4所述的工业机器人数据管理装置，其特征在于，还包括：
连接建立模块，用于建立工业机器人与云端服务器的通讯连接；
请求允许模块，用于在接收到客户端通过所述云端服务器对工业机器人的所述本地数据库的访问请求时，允许所述客户端对本地数据库进行远程访问；
上传模块，用于在所述本地数据库的剩余存储容量小于预设阈值时，将所述本地数据库中存储的运行数据上传至所述云端服务器。
6.根据权利要求4所述的工业机器人数据管理装置，其特征在于，所述第二执行模块包括：
执行单元，用于将通过所述第二信道传输的命令数据写入至工业机器人的共享内存中，并将其从所述共享内存读出以传输至所述工业机器人的控制系统。
7.一种工业机器人数据管理设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3中任一项所述工业机器人数据管理方法的步骤。
8.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述工业机器人数据管理方法的步骤。
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