CN209417574U - 工业机器人控制器数据智能采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种工业机器人控制器数据智能采集系统，包括服务器终端系统、交换机、数据采集模块和总线桥接模块，所述总线桥接模块设置在工业机器人的内部总线上，所述服务器终端连接所述交换机，所述总线桥接模块连接所述数据采集模块，所述数据采集模块连接所述交换机，所述总线桥接模块用于读取工业机器人的相关数据并传输至数据采集模块中，所述数据采集模块用于采集和传输相关数据。本实用新型的系统利用总线桥接模块和数据采集模块，可以实现工业机器人的相关数据的实时采集以及后续的应用处理；通过高效便捷的方式实现工业机器人运行数据的采集，以降低传感器所带来的成本，为工业机器人的信息化、智能化升级改造提供数据支持。

Description

工业机器人控制器数据智能采集系统

技术领域

本实用新型涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种工业机器人控制器数据智能采集系统。

背景技术

随着中国制造2025、十三五规划等行动纲领的提出，工厂两化融合和智能化升级改造已经迫在眉睫。工业机器人作为工厂中高度自动化的复杂机电系统，伴随着其保有量在国内的快速增长，随之而来的运营、管理、安全、维护、维修等问题都日益严峻，一旦发生意外停机将对生产带来巨大的影响。

通过利用工业机器人的状态参数、运行工况、环境变量、维保记录等数据，对工业机器人进行远程实时监控和数据分析处理，可以有效监测工业生产线上机器人的运行状态，实现预知状态超前管理，避免故障停机，进而保证生产系统的稳定运行。因此工业机器人数据采集技术正是实现信息化和智能化升级改造的重要基础。

传统的工业机器人数据采集一般通过加装传感器的方式来实现，如实用新型专利“一种用于多机器人的分布式数据采集系统”(CN207490989 U)，提出了利用传感器节点单元来获取机器人的实时工作数据信息，但通常采用加装传感器进行数据采集所需硬件成本较高，且安装较不方便。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的缺点，提供了一种工业机器人控制器数据智能采集系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

一种工业机器人控制器数据智能采集系统，包括服务器终端系统、交换机、数据采集模块和总线桥接模块，所述总线桥接模块设置在工业机器人的内部总线上，所述服务器终端连接所述交换机，所述总线桥接模块连接所述数据采集模块，所述数据采集模块连接所述交换机，所述总线桥接模块用于读取工业机器人的相关数据并传输至数据采集模块中，所述数据采集模块用于采集和传输相关数据，所述交换机接收所述数据采集模块采集和传输的相关数据。

作为一种可实施方式，所述服务器终端包括服务器和/或云端服务器以及上位机，所述服务器和/或云端服务器连接上位机，所述交换机连接服务器和/或云端服务器。

作为一种可实施方式，所述总线桥接模块包括第一接口模块、网关模块、第二接口模块和第一电源模块，所述网关模块的两端分别连接第一接口模块和第二接口模块，所述第一电源模块分别连接第一接口模块、网关模块和第二接口模块，所述第一接口模块连接在工业机器人的内部总线上，所述第二接口模块连接所述数据采集模块，所述第一接口模块作为工业机器人的总线从站与其他工业机器人进行相互通讯。

作为一种可实施方式，所述第二接口模块包括两路总线接口，所述总线桥接模块通过两路总线接口以串联的方式两两连接后再连接所述数据采集模块。

作为一种可实施方式，所述数据采集模块包括数据接口模块、处理器模块、数据存储模块、数据传输模块和第二电源模块，所述处理器模块一端连接所述数据接口模块，另一端连接所述数据存储模块，所述数据存储模块连接数据传输模块，所述电源模块分别连接数据接口模块、处理器模块、数据存储模块和数据传输模块。

作为一种可实施方式，所述数据接口模块连接第二接口模块。

作为一种可实施方式，所述网关模块内包括DeviceNET、CANopen、RS485/RS422、PROFIBUS、PROFINET、EtherCAT和EtherNET/IP中的一种或几种协议。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

本实用新型的系统利用总线桥接模块和数据采集模块，可以实现工业机器人的相关数据的实时采集以及后续的应用处理，最终结合服务器和上位机，实现数据采集及后续一系列数据应用的功能；相较于传统加装传感器的数据采集系统，本实用新型通过高效便捷的方式实现工业机器人运行数据的采集，以降低传感器所带来的成本，为工业机器人的信息化、智能化升级改造提供数据支持。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的总线桥接模块的结构示意图；

图3是本实用新型的数据采集模块的结构示意图。

附图中的标号说明：1、上位机；2、云端服务器；3、服务器；4、交换机；5、数据采集模块；6、总线桥接模块；7、工业机器人；51、数据接口模块；52、处理器模块；53、数据存储模块；54、数据传输模块；55、第一电源模块；61、第一接口模块；62、网关模块；63、接口模块；64、第二电源模块；

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

一种工业机器人7控制器数据智能采集系统，如图1所示，包括服务器3终端系统、交换机4、数据采集模块5和总线桥接模块6，所述总线桥接模块6设置在工业机器人7的内部总线上，所述服务器3终端连接所述交换机4，所述总线桥接模块6连接所述数据采集模块5，所述数据采集模块5连接所述交换机4，所述总线桥接模块6用于读取工业机器人7的相关数据并传输至数据采集模块5中，所述数据采集模块5用于采集和传输相关数据，所述交换机4接收所述数据采集模块5采集和传输的相关数据。

更加具体地，所述服务器3终端包括服务器3和/或云端服务器22以及上位机11，所述服务器3和/或云端服务器22连接上位机11，所述交换机4连接服务器3和/或云端服务器22。所述服务器3用于接收并存储数据采集模块5发送的机器人数据信息，并通过相应的算法模块对数据进行分析应用，并按接口定义的传输协议和数据格式分发给上位机1。所述上位机1可展示机器人的相关信息，包括参数信息、实时信息和状态信息等，例如机器人序列号，运行时间、报警日志和运行状态，同时上位机1还包含但不限于数据采集模块5参数设置等功能。另外还包括交换机4，所述交换机4用于连接服务器3与多台数据采集模块5。还可以包括云端服务器2，所述云端服务器2与本地服务器3功能相同，当本地不易架设服务器3或架设成本较高，数据采集模块5采集的数据也可通过联网直接上传至云端服务器2，云端服务器2计算存储之后再将数据下发到上位机1。

如图2所示，总线桥接模块6包括第一接口模块61、网关模块62、第二接口模块63和第一电源模块55，所述网关模块62的两端分别连接第一接口模块61和第二接口模块63，所述第一电源模块55分别连接第一接口模块61、网关模块62和第二接口模块63，所述第一接口模块61连接在工业机器人7的内部总线上，所述第二接口模块63连接所述数据采集模块5，所述第一接口模块61作为工业机器人7的总线从站与其他工业机器人7进行相互通讯。

在此，所述总线桥接模块6安装于工业机器人7内部总线上，通过第一接口模块61下挂于内部总线，作为工业机器人7内部总线的从站与其他工业机器人7a、7b、、、到7n进行通讯，也就是说，一个系统可以包含n个工业机器人7，也包含n个总线桥接模块6，参见图1所示。总线桥接模块6通过工业机器人7内部IO映射，将可读取的位置、速度、电流、温度、报警代码等数据，映射到总线桥接模块6所在第二接口模块63中。

另外，总线桥接模块6可以实现两个及以上不同主站、两个及以上不同工业总线网段之间的数据交换，同时总线桥接模块6不同网段间的供电是互相独立的，电源模块通过独立的两路外部电源供电，任意一侧的网络故障、掉电都不会影响另一侧的数据传输，从而保证两侧网络的稳定。

另外，所述第二接口模块63包括两路总线接口，所述总线桥接模块6通过两路总线接口以串联的方式两两连接后再连接所述数据采集模块5。最后连接至数据采集模块5以实现多机器人控制器数据的同步采集。一个数据采集模块5可同时搭载多个总线桥接模块6，具体良好的可扩展性。

如图3所示，所述数据采集模块5包括数据接口模块51、处理器模块52、数据存储模块53、数据传输模块54和第二电源模块64，所述处理器模块52一端连接所述数据接口模块51，另一端连接所述数据存储模块53，所述数据存储模块53连接数据传输模块54，所述电源模块分别连接数据接口模块51、处理器模块52、数据存储模块53和数据传输模块54。

另外，所述数据接口模块51连接第二接口模块63。处理器模块52统一将采集的数据按不同的需求进行格式转化，并通过相应的信号处理方法对数据进行分类、分割、分解、分析，将原始信号进行形式变换、维数压缩、特征信息精化等边缘计算处理，得到包含机器人运行状态的特征指标。数据传输模块54可通过交换机4或直接与服务器3相连，可适配不同的数据格式和传输协议，实现数据传输与通讯。数据传输模块54的数据传输方式可分为实时传输和定时传输。实时传输通过网络总线的方式与服务器3进行实时通讯和数据传输。定时传输则通过设定时间间隔打包发送数据，以降低服务器3端对网络的要求。数据存储模块53用于存储并管理采集的数据，根据不同的数据类型可对数据进行分类存储，并进行不同形式的数据管理，供后续不同需求调用。

所述网关模块62内包括DeviceNET、CANopen、RS485/RS422、PROFIBUS、PROFINET、EtherCAT和EtherNET/IP中的一种或几种协议。针对不同的通讯协议可通过PC机配置软件进行选择配置并下载组态，配置软件主要包括协议选择、通讯速率选择、I/O配置等功能。总线桥接模块6可通过自定义配置实现不同总线协议和不同数据类型的工业机器人7数据传输。

本实用新型的系统利用总线桥接模块和数据采集模块，可以实现工业机器人的相关数据的实时采集以及后续的应用处理，最终结合服务器和上位机，实现数据采集及后续一系列数据应用的功能；相较于传统加装传感器的数据采集系统，本实用新型通过高效便捷的方式实现工业机器人运行数据的采集，以降低传感器所带来的成本，为工业机器人的信息化、智能化升级改造提供数据支持。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种工业机器人控制器数据智能采集系统，其特征在于，包括服务器终端系统、交换机、数据采集模块和总线桥接模块，所述总线桥接模块设置在工业机器人的内部总线上，所述服务器终端连接所述交换机，所述总线桥接模块连接所述数据采集模块，所述数据采集模块连接所述交换机，所述总线桥接模块用于读取工业机器人的相关数据并传输至数据采集模块中，所述数据采集模块用于采集和传输相关数据，所述交换机接收所述数据采集模块采集和传输的相关数据。

2.根据权利要求1所述的工业机器人控制器数据智能采集系统，其特征在于，所述服务器终端包括服务器和/或云端服务器以及上位机，所述服务器和/或云端服务器连接上位机，所述交换机连接服务器和/或云端服务器。

3.根据权利要求1所述的工业机器人控制器数据智能采集系统，其特征在于，所述总线桥接模块包括第一接口模块、网关模块、第二接口模块和第一电源模块，所述网关模块的两端分别连接第一接口模块和第二接口模块，所述第一电源模块分别连接第一接口模块、网关模块和第二接口模块，所述第一接口模块连接在工业机器人的内部总线上，所述第二接口模块连接所述数据采集模块，所述第一接口模块作为工业机器人的总线从站与其他工业机器人进行相互通讯。

4.根据权利要求3所述的工业机器人控制器数据智能采集系统，其特征在于，所述第二接口模块包括两路总线接口，所述总线桥接模块通过两路总线接口以串联的方式两两连接后再连接所述数据采集模块。

5.根据权利要求1所述的工业机器人控制器数据智能采集系统，其特征在于，所述数据采集模块包括数据接口模块、处理器模块、数据存储模块、数据传输模块和第二电源模块，所述处理器模块一端连接所述数据接口模块，另一端连接所述数据存储模块，所述数据存储模块连接数据传输模块，所述电源模块分别连接数据接口模块、处理器模块、数据存储模块和数据传输模块。

6.根据权利要求5所述的工业机器人控制器数据智能采集系统，其特征在于，所述数据接口模块连接第二接口模块。

7.根据权利要求3所述的工业机器人控制器数据智能采集系统，其特征在于，所述网关模块内包括DeviceNET、CANopen、RS485/RS422、PROFIBUS、PROFINET、EtherCAT和EtherNET/IP中的一种或几种协议。