CN115480199B - 一种万用表自动检测工作站机器人流程自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种万用表自动检测工作站机器人流程自动控制系统，包括流程控制模块、流程执行模块、流程管理模块、流程编辑模块、数据库存储模块、状态结果显示模块和远程控制模块。本发明提供了一种适用于万用表自动检测工作站的机器人流程自动控制软件系统，该软件系统具备有机器人通讯控制功能；气爪通讯控制功能；工业相机通讯功能；机器人工作流程处理功能；机器人工作流程编辑功能；机器人工作流程处理结果显示功能；机器人工作流程启动、暂停和停止功能；机器人工作状态显示功能；机器人工作流程状态灯显示功能；远程指令控制功能；支持机器人工作控制流程可扩展功能；支持使用多种不同仪器计量流程的定制功能；故障提示、上报功能。

Description

一种万用表自动检测工作站机器人流程自动控制系统

技术领域

本发明涉及万用表检验校准技术领域，具体涉及一种万用表自动检测工作站机器人流程自动控制系统。

背景技术

现有技术的数字万用表的种类非常多，广泛用于测量电阻、电压、电流等参数，万用表在长期的使用过程中可能会存在精度丢失或者准确率下降等风险。为了保证万用表测量的准确性，需要定期对其进行自身的检验校准工作。

根据万用表的种类或类型，国家或行业均有强制性检验校准的要求和标准。通常，需要由获得国家相关部门认可的具备检测资质的检测机构或第三方检测单位实施对万用表的检验校准工作。

然而，由于万用表的检验校准流程繁琐、步骤操作重复性高等特点，不仅使作业人员容易产生疲劳而造成校准作业的失误，也导致了越来越多的检验校准从业者流失，进而导致企业出现用工不足的局面。因此，为了解决万用表在校准过程中存在的问题，提高计量检测行业的自动化水平，降低企业的人工成本，研发了一种万用表自动检测工作站，万用表自动检测工作站是通过机器人、视觉识别和IO电气控制的方式代替人工检测的自动化设备，而万用表自动检测工作站要实现自动化需搭配一种万用表自动检测工作站机器人流程自动控制软件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种万用表自动检测工作站机器人流程自动控制系统。

本发明的技术方案如下：

一种万用表自动检测工作站机器人流程自动控制系统，包括：

流程控制模块，流程控制模块具有启动、暂停、恢复和停止的功能，由主界面通过人工控制；

流程执行模块，流程执行模块包括机器人通讯模块、工业相机通讯模块和IO通讯模块，机器人通讯模块用于连接万用表自动检测工作站上的机器人，工业相机通讯模块用于连接机器人上的工业相机，IO通讯模块用于连接IO控制器；

流程管理模块，流程管理模块具有队列生成、队列启动、队列暂停、队列停止、队列执行、队列超时处理、队列执行结果处理的功能；

流程编辑模块，流程编辑模块包括流程显示及设置模块、流程步骤显示及设置模块、流程包显示及设置模块、流程参数显示及设置模块；

数据库存储模块，数据库存储模块设有SQLite数据库；

状态结果显示模块，状态结果显示模块包括工位状态灯控制模块、流程处理状态显示模块和故障信息显示模块，工位状态灯控制模块用于控制万用表自动检测工作站上的工位状态灯，流程处理状态显示模块用于显示流程处理状态，故障信息显示模块用于显示故障信息；

远程控制模块，远程控制模块通过建立一个TCP服务，用于监听外部连接。

其中，所述流程控制模块的启动功能包括启动远程控制模块、初始化流程执行模块和初始化流程管理模块，暂停功能通过流程执行模块将暂停指令发送给设备，恢复功能通过流程执行模块将恢复指令发送给设备，以恢复流程队列的执行，停止功能通过流程执行模块将停止指令发送给设备，以消除流程队列。

其中，所述流程执行模块还包括设备组件类类型容器、流程执行管理模块和设备组件类对象创建模块，所述设备组件类类型容器分别与流程执行管理模块、设备组件类对象创建模块连接，所述流程执行管理模块与设备组件类对象创建模块连接，所述设备组件类对象创建模块分别连接机器人通讯模块、工业相机通讯模块和IO通讯模块。

其中，所述流程管理模块包括执行流程、执行流程步骤、执行流程包和执行流程操作的功能。

其中，所述流程显示及设置模块具有流程显示、流程添加、流程修改、流程插入和流程删除的功能，所述流程步骤显示及设置模块具有流程步骤显示、流程步骤添加、流程步骤修改、插入流程步骤和流程步骤删除的功能，所述流程包显示及设置模块具有流程包显示、流程包添加、流程包修改、流程包插入和流程包删除的功能，所述流程参数显示及设置模块具有流程参数显示、流程参数添加、流程参数修改、参入流程参数和流程参数删除的功能。

其中，所述SQLite数据库包括流程表、流程步骤表、流程包表、流程操作表、设备数据表、远程控制命令映射表和关系数据表。

其中，所述工位状态灯控制模块通过IO通讯模块来控制工位状态灯，所述流程处理状态显示模块的流程处理状态显示包括完成状态、暂停状态、停止状态和故障状态。

其中，所述远程控制模块具有远程控制命令映射处理、远程控制指令执行和远程控制指令反馈的功能，远程控制命令映射处理用于将远程控制的指令与所需要的流程进行映射，远程控制指令执行通过映射到具体的流程、流程步骤、流程包或者流程操作，通过流程管理模块来执行具体的操作步骤，远程控制指令反馈根据反馈指令的映射数据来筛选流程管理模块的数据反馈。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供了一种万用表自动检测工作站机器人流程自动控制软件系统，通过将检测流程编辑到数据库中，自控软件系统开始运行后，万用表自动检测工作站便会自动执行检测流程，标准信号生成器输出电压、电流等检测信号至万用表，自控软件系统通过控制机器人动作夹取表笔的方式来进行电压、电流和电阻测量的连线，通过旋转旋钮的方式切换万用表的测量方式，之后通过安装在机器人手臂上的工业相机利用视觉识别算法读取万用表测量数据，并将读数发送给自控软件系统，自控软件系统再将数据汇总到总控系统，并生成检测报告。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的功能框图；

图2为本发明所述流程控制模块的启动功能流程图；

图3为本发明所述流程控制模块的暂停功能流程图；

图4为本发明所述流程控制模块的恢复功能流程图；

图5为本发明所述流程控制模块的停止功能流程图；

图6为本发明所述流程执行模块的原理框图；

图7为本发明所述流程管理模块的工作示意图；

图8为本发明所述远程控制模块的原理框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例

请参阅图1，本实施例提供一种万用表自动检测工作站机器人流程自动控制系统，包括：

(1)流程控制模块，流程控制模块具有启动、暂停、恢复和停止的功能，由主界面通过人工控制；

如图2所示，流程控制模块的启动功能，可通过配置，在软件打开后自动启动软件内部编辑，包括启动远程控制模块、初始化流程执行模块和初始化流程管理模块；

如图3所示，流程控制模块的暂停功能，只有在流程启动后才有效，如果流程未启动，则不做任何反应，如果流程已经启动则先暂停流程，并停止流程执行超时机制，并将暂停指令通过流程执行模块发送给设备；

如图4所示，流程控制模块的恢复功能，流程如果处于暂停状态，则恢复操作有效，并且检查是否有故障未消除，如果还有故障为消除，则退出恢复功能，如果无故障，则将恢复指令通过流程执行模块发送给设备，并恢复流程队列的执行；

如图5所示，流程控制模块的停止功能，如果流程为启动，则无效，如果已经启动，则将停止指令通过流程执行模块给所有设备，并清除流程队列。

(2)流程执行模块，如图6所示，流程执行模块包括设备组件类类型容器、流程执行管理模块、设备组件类对象创建模块、机器人通讯模块、工业相机通讯模块和IO通讯模块，设备组件类类型容器分别与流程执行管理模块、设备组件类对象创建模块连接，流程执行管理模块与设备组件类对象创建模块连接，设备组件类对象创建模块分别连接机器人通讯模块、工业相机通讯模块和IO通讯模块，机器人通讯模块连接万用表自动检测工作站上的机器人，工业相机通讯模块连接机器人上的工业相机，IO通讯模块连接IO控制器。软件初始化时会注册流程执行模块需要的设备组件类，并将所有组件类的类型存储在设备组件类类型容器中。流程执行管理模块在需要执行流程操作时，创建根据流程操作设备的名称，从设备组件类类型容器中取出设备组件类的类型，并通过设备组件类对象创建模块创建一个设备组件对象。并根据设备的操作方法名称，通过Qt中放射方式，在设备组件对象中找到对应的执行函数，通过执行函数与具体的硬件设备进行通讯。

(3)流程管理模块，流程管理模块具有队列生成、队列启动、队列暂停、队列停止、队列执行、队列超时处理、队列执行结果处理的功能。如图7所示，流程管理模块包括执行流程、执行流程步骤、执行流程包和执行流程操作的功能。

当运行执行流程操作时，会遍历取出流程数据下属的所有流程步骤，并将流程步骤数据传递给执行流程步骤函数，并且不执行流程队列，等待所有流程步骤数据都遍历传递完成后，再执行流程队列。

当运行执行流程步骤操作时，会遍历取出流程步骤数据下属的所有流程包，并将流程包数据传递给执行流程包功能。如果执行流程步骤操作时从执行流程操作嵌套执行，则不立即执行流程队列；如果是外部执行，则等待所有流程包数据遍历传递完成后，在执行流程队列。

当运行执行流程包操作时，会遍历取出流程包数据下属的所有流程操作，并将流程操作数据传递给执行流程操作功能。如果执行流程包操作是从外部运行时，则会立即执行流程队列；如果是从执行流程步骤嵌套执行，则值传递参数，不立即执行流程队列。

当运行执行流程操作操作时，会将流程操作数据压入流程队列，如果操作是从执行流程包嵌套传递过来，则不执行流程队列；如果是从外部执行，则数据压入流程队列后，执行一次流程队列操作。

执行流程队列会从流程队列中取出流程操作数据，并根据流程操作数据中的设备名称获取设备组件对象，并将操作和参数数据传递给设备组件对象，来执行具体的硬件设备操作。

(4)流程编辑模块，流程编辑模块包括流程显示及设置模块、流程步骤显示及设置模块、流程包显示及设置模块、流程参数显示及设置模块。流程显示及设置模块具有流程显示、流程添加、流程修改、流程插入和流程删除的功能；流程步骤显示及设置模块具有流程步骤显示、流程步骤添加、流程步骤修改、插入流程步骤和流程步骤删除的功能；流程包显示及设置模块具有流程包显示、流程包添加、流程包修改、流程包插入和流程包删除的功能；流程参数显示及设置模块具有流程参数显示、流程参数添加、流程参数修改、参入流程参数和流程参数删除的功能。

(5)数据库存储模块，数据库存储模块设有SQLite数据库，SQLite数据库包括流程表、流程步骤表、流程包表、流程操作表、设备数据表、远程控制命令映射表和关系数据表。流程表用于存储流程信息数据，通常使用被测数据的名称作为参数存储；流程步骤表用于存储流程步骤信息数据；流程包表用于存储流程流程包数据；流程操作表用于存储流程操作数据，表名具体设备操作和参数数据；设备数据表用于保存流程所需要的设备数据；远程控制命令映射表分为两个表，一个指令映射，一个指令反馈映射，指令映射可以将远程指令映射到具体那个流程、流程步骤或流程包，可以自由组合扩展；关系数据表分为三个表，一个流程与流程步骤关系，一个流程步骤与流程包关系，一个流程包与流程参数关系。

(6)状态结果显示模块，状态结果显示模块包括工位状态灯控制模块、流程处理状态显示模块和故障信息显示模块。工位状态灯控制模块通过IO通讯模块控制万用表自动检测工作站上的工位状态灯，可在流程编辑模块中添加流程操作来控制；流程处理状态显示模块用于显示流程处理状态，在主界面显示执行的流程操作，并且显示执行结果，分为完成状态、暂停状态、停止状态和故障状态；故障信息显示模块用于显示故障信息，流程操作执行过程中如果与故障会停止整个流程队列，然后将故障显示在主界面上，并等待人工处理故障以恢复流程。

(7)远程控制模块，如图8所示，远程控制模块通过建立一个TCP服务，用于监听外部连接，如果有外部连接，则会将外部数据传输至内部的数据协议解析模块，然后根据远程指令映射数据，通过流程管理模块来执行指定的流程操作。该远程控制模块具有远程控制命令映射处理、远程控制指令执行和远程控制指令反馈的功能。

远程控制命令映射处理可以将远程控制的指令与所需要的流程进行映射，可以自由组合，单一的远程指令，可以映射成“流程”、“流程步骤”、“流程包”和“流程操作”的组合。可以指定为整个“流程”，也可以具体到独立的“流程操作”。

远程控制指令执行通过映射到具体的“流程”、“流程步骤”、“流程包”或者“流程操作”，通过流程管理模块来执行具体的操作步骤。

远程控制指令反馈根据反馈指令的映射数据来筛选流程管理模块的数据反馈，当设备操作执行完毕后，会将反馈数据通过信号发送给流程管理模块，而流程管理模块则会将反馈信号发送给远程控制指令处理模块，远程控制指令处理模块，则会根据映射设置来将需要的反馈数据发送给远程客户端。

该系统集成有以下功能：

1)具备机器人通讯控制功能；

2)具备气爪通讯控制功能；

3)具备工业相机通讯，获取视觉识别数据功能；

4)具备机器人工作流程处理功能；

5)具备机器人工作流程编辑功能；

6)具备机器人工作流程处理结果显示功能；

7)具备机器人工作流程启动、暂停和停止功能；

8)具备机器人工作状态显示功能；

9)具备机器人工作流程状态灯显示功能；

10)具备远程指令控制功能；

11)支持机器人工作控制流程可扩展功能；

12)支持使用多种不同仪器计量流程的定制功能；

13)具备故障提示、上报，并能人工手动或远程恢复功能。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种万用表自动检测工作站机器人流程自动控制系统，其特征在于，包括：

(1)流程控制模块，流程控制模块具有启动、暂停、恢复和停止的功能，由主界面通过人工控制；

流程控制模块的启动功能，可通过配置，在软件打开后自动启动软件内部编辑，包括启动远程控制模块、初始化流程执行模块和初始化流程管理模块；

流程控制模块的暂停功能，只有在流程启动后才有效，如果流程未启动，则不做任何反应，如果流程已经启动则先暂停流程，并停止流程执行超时机制，并将暂停指令通过流程执行模块发送给设备；

流程控制模块的恢复功能，流程如果处于暂停状态，则恢复操作有效，并且检查是否有故障未消除，如果还有故障为消除，则退出恢复功能，如果无故障，则将恢复指令通过流程执行模块发送给设备，并恢复流程队列的执行；

流程控制模块的停止功能，如果流程为启动，则无效，如果已经启动，则将停止指令通过流程执行模块给所有设备，并清除流程队列；

(2)流程执行模块，流程执行模块包括设备组件类类型容器、流程执行管理模块、设备组件类对象创建模块、机器人通讯模块、工业相机通讯模块和IO通讯模块，设备组件类类型容器分别与流程执行管理模块、设备组件类对象创建模块连接，流程执行管理模块与设备组件类对象创建模块连接，设备组件类对象创建模块分别连接机器人通讯模块、工业相机通讯模块和IO通讯模块，机器人通讯模块用于连接万用表自动检测工作站上的机器人，工业相机通讯模块用于连接机器人上的工业相机，IO通讯模块用于连接IO控制器；

软件初始化时会注册流程执行模块需要的设备组件类，并将所有组件类的类型存储在设备组件类类型容器中，流程执行管理模块在需要执行流程操作时，创建根据流程操作设备的名称，从设备组件类类型容器中取出设备组件类的类型，并通过设备组件类对象创建模块创建一个设备组件对象。并根据设备的操作方法名称，通过Qt中放射方式，在设备组件对象中找到对应的执行函数，通过执行函数与具体的硬件设备进行通讯；

(3)流程管理模块，流程管理模块具有队列生成、队列启动、队列暂停、队列停止、队列执行、队列超时处理、队列执行结果处理的功能，该流程管理模块包括执行流程、执行流程步骤、执行流程包和执行流程操作的功能；

当运行执行流程操作时，会遍历取出流程数据下属的所有流程步骤，并将流程步骤数据传递给执行流程步骤函数，并且不执行流程队列，等待所有流程步骤数据都遍历传递完成后，再执行流程队列；

当运行执行流程步骤操作时，会遍历取出流程步骤数据下属的所有流程包，并将流程包数据传递给执行流程包功能，如果执行流程步骤操作时从执行流程操作嵌套执行，则不立即执行流程队列，如果是外部执行，则等待所有流程包数据遍历传递完成后，再执行流程队列；

当运行执行流程包操作时，会遍历取出流程包数据下属的所有流程操作，并将流程操作数据传递给执行流程操作功能，如果执行流程包操作是从外部运行时，则会立即执行流程队列，如果是从执行流程步骤嵌套执行，则值传递参数，不立即执行流程队列；

当运行执行流程操作操作时，会将流程操作数据压入流程队列，如果操作是从执行流程包嵌套传递过来，则不执行流程队列，如果是从外部执行，则数据压入流程队列后，执行一次流程队列操作；

执行流程队列会从流程队列中取出流程操作数据，并根据流程操作数据中的设备名称获取设备组件对象，并将操作和参数数据传递给设备组件对象，来执行具体的硬件设备操作；

(4)流程编辑模块，流程编辑模块包括流程显示及设置模块、流程步骤显示及设置模块、流程包显示及设置模块、流程参数显示及设置模块；

(5)数据库存储模块，数据库存储模块设有SQLite数据库；

(6)状态结果显示模块，状态结果显示模块包括工位状态灯控制模块、流程处理状态显示模块和故障信息显示模块，工位状态灯控制模块通过IO通讯模块控制万用表自动检测工作站上的工位状态灯，流程处理状态显示模块用于显示流程处理状态，故障信息显示模块用于显示故障信息；

(7)远程控制模块，远程控制模块通过建立一个TCP服务，用于监听外部连接；

所述远程控制模块具有远程控制命令映射处理、远程控制指令执行和远程控制指令反馈的功能，远程控制命令映射处理用于将远程控制的指令与所需要的流程进行映射，远程控制指令执行通过映射到具体的流程、流程步骤、流程包或者流程操作，通过流程管理模块来执行具体的操作步骤，远程控制指令反馈根据反馈指令的映射数据来筛选流程管理模块的数据反馈。

2.根据权利要求1所述的一种万用表自动检测工作站机器人流程自动控制系统，其特征在于，所述流程显示及设置模块具有流程显示、流程添加、流程修改、流程插入和流程删除的功能，所述流程步骤显示及设置模块具有流程步骤显示、流程步骤添加、流程步骤修改、插入流程步骤和流程步骤删除的功能，所述流程包显示及设置模块具有流程包显示、流程包添加、流程包修改、流程包插入和流程包删除的功能，所述流程参数显示及设置模块具有流程参数显示、流程参数添加、流程参数修改、参入流程参数和流程参数删除的功能。

3.根据权利要求1所述的一种万用表自动检测工作站机器人流程自动控制系统，其特征在于，所述SQLite数据库包括流程表、流程步骤表、流程包表、流程操作表、设备数据表、远程控制命令映射表和关系数据表。

4.根据权利要求1所述的一种万用表自动检测工作站机器人流程自动控制系统，其特征在于，所述流程处理状态显示模块的流程处理状态显示包括完成状态、暂停状态、停止状态和故障状态。