一种基于pc的无人值守机房工业机器人控制系统及方法
【专利摘要】本发明提供一种基于PC的无人值守机房工业机器人控制系统及方法包括：用于人机交互及控制工业机器人的计算机；用于信息传输的转换器；控制工业机器人工作的机器人控制器。连接计算机及工业机器人，读取工业机器人状态，发出指令，传输指令并启动工业机器人按成相应动作。本发明的基于PC的无人值守机房工业机器人控制系统及方法由PC通过编程、地址映射等来控制工业机器人的操作，并且可以监控工业机器人的各种状态。可实现系统设备的灵活性、可拓展性，发出命令的及时性、准确性，机器人的状态也能实时的显示，一旦有报警将及时通知管理人员。
【专利说明】
-种基于PC的无人值守机房工业机器人控制系统及方法
技术领域
[0001] 本发明设及电气自动化领域，特别是设及一种基于PC的无人值守机房工业机器 人控制系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着计算机技术、网络技术W及无线通讯技术的发展，我国的数据中屯、机房数量 日益俱增，配套的环境设备也日益增多。数据中屯、机房已经成为数据运转的重要枢纽，一旦 数据中屯、机房中设备出现故障，若无法将之及时解决，将会造成巨大的经济损失。因此，许 多数据中屯、机房不得不配置技术人力24小时全天守候，W及时排出故障、保证数据中屯、机 房24小时正常运行。
[0003] 服务器机柜，用来组合安装面板、插件、插箱、电子元件、器件和机械零件与部件， 使其构成一个整体的安装箱。它为电子设备正常工作提供相适应的环境和安全防护，运是 仅次于系统级的一级组装。不具备封闭结构的机柜称为机架。
[0004] 服务器机柜具有良好的技术性能，机柜的结构应具有良好的刚度和强度W及良好 的电磁隔离、接地、噪声隔离、通风散热等性能。此外，服务器机柜应具有抗振动、抗冲击、耐 腐蚀、防尘、防水、防福射等性能，W便保证设备稳定可靠地工作。
[0005] 服务器机柜由框架、盖板（口）及一层层服务器板卡组成，一般具有长方体的外 形，落地放置。为保证服务器能连续不损坏工作，需要定期对服务器板卡进行出厂维护。
[0006] W往对于服务器板卡的维护需要人工手动对板卡进行卸下更换，由于服务器板卡 很重，服务器机柜很高，容易人为地对服务器板卡造成损伤。因此，如何节约人力，便于管 理，保证信息安全已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
【发明内容】
[0007] 鉴于W上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于PC的无人值守 机房工业机器人控制系统及方法，用于解决现有技术中数据中屯、机房的值守浪费人力、管 理不规范、且人为维护服务器板卡容易造成服务器板卡损坏及信息泄露等问题。
[0008] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种无人值守机房的工业机器人控 制系统，所述无人值守机房的工业机器人控制系统至少包括：
[0009] 计算机、转换器、机器人控制器W及工业机器人；
[0010] 所述计算机用于系统和用户之间进行交互和信息交换，并通过编程、地址映射控 制所述工业机器人；
[0011] 所述转换器连接于所述计算机及所述机器人控制器之间，用于实现所述计算机及 所述机器人控制器之间的信息传输；
[0012] 所述机器人控制器根据所述计算机传输的信号控制所述工业机器人工作。
[0013] 优选地，所述计算机包括机器人界面，所述机器人界面可读或写所述工业机器人 的数据。
[0014] 更优选地，所述机器人界面通过VB程序调用。
[0015] 优选地，通过所述计算机制作的梯形图来控制所述工业机器人完成相应动作。
[0016] 优选地，所述无人值守机房的工业机器人控制系统中各设备通过W太网实现连 接。
[0017] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种无人值守机房的工业机器人控 制方法，所述无人值守机房的工业机器人控制方法至少包括：
[0018] 选择W计算机对工业机器人进行操作控制，藉由所述计算机发出指令实现所述计 算机与所述工业机器人的连接；
[0019] 藉由机器人界面读取所述工业机器人的数据；
[0020] 藉由所述计算机发出指令；
[0021] 各指令被传送到所述工业机器人，启动所述工业机器人完成相应动作。
[0022] 优选地，所述工业机器人的数据包括机器人的I/O、所述工业机器人当前的位置、 数字寄存器、位置寄存器、系统变量、任务状态W及所述工业机器人的报警信号。
[0023] 优选地，所述计算机发出的指令包括插拔板卡、插入板卡、拔出板卡、插拔光纤、调 试螺丝刀。
[0024] 如上所述，本发明的基于PC的无人值守机房工业机器人控制系统及方法，具有W 下有益效果：
[00巧]本发明的基于PC的无人值守机房工业机器人控制系统及方法由PC通过编程、地 址映射等来控制工业机器人的操作，并且可W监控工业机器人的各种状态。可实现系统设 备的灵活性、可拓展性，发出命令的及时性、准确性，机器人的状态也能实时的显示，一旦有 报警将及时通知管理人员。
【附图说明】
[0026] 图1显示为本发明的基于PC的无人值守机房工业机器人控制系统示意图。
[0027] 图2显示为本发明的计算机读取数据的流程示意图。
[0028] 图3显示为本发明的计算机写入数据的流程示意图。
[0029] 图4显示为本发明的基于PC的无人值守机房工业机器人控制方法流程示意图。
[0030] 元件标号说明
[0031] 1无人值守机房的工业机器人控制系统
[00础 11计算机
[00对 12转换器
[0034] 13机器人控制器
[0035] 14工业机器人
【具体实施方式】
[0036] W下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所掲露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可W通过另外不同的具体实 施方式加 W实施或应用，本说明书中的各项细节也可W基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0037] 请参阅图1~图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅W示意方式说明 本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数 目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其 组件布局型态也可能更为复杂。
[0038] 如图1所示，本发明提供一种无人值守机房的工业机器人控制系统1，其特征在 于，所述无人值守机房的工业机器人控制系统1至少包括：
[003引计算机11、转换器12、机器人控制器13 W及工业机器人14。
[0040] 所述计算机11用于系统和用户之间进行交互和信息交换，并通过编程、地址映射 控制所述工业机器人14。
[0041] 所述计算机11安装有机器人界面，在本实施例中，所述机器人界面优选为FANUC Robot Interface (FRRJIF. D化)，所述机器人界面可W通过W太网读取或写入所述工业机 器人14的数据，实现人机交互。可W读取的数据包括：所述工业机器人的I/O、所述工业机 器人当前的位置、数字寄存器、位置寄存器、系统变量、任务状态W及所述工业机器人的报 警信号等数据。可W读取的数据包括：所述工业机器人的I/O、数字寄存器、位置寄存器、系 统变量等数据。所述机器人界面是一个ActiveX模块，可W读写机器人的K区、R区、D区和 集成PMC区。可显示的内容包括所述工业机器人状态、手爪状态、系统流程、故障等参数，通 过该参数直观反应系统的运行状态。在本实施例中，所述机器人界面通过VB程序调用。
[0042] 在本实施例中，仅W读取和写入所述工业机器人14的I/O为例，读取或写入其他 数据的方法类似，在此不一一寶述。
[0043] 如图2所示，读取所述工业机器人14的I/O的具体步骤包括：
[0044] 开始读取数据的步骤，创建关键对象，设置数据表，连接1/0,读取1/0,更新所述 数据表，读取数据，然后返回读取1/0,再更新所述数据表，读取数据，直至数据读取完毕断 开与I/O的连接，读取数据结束。
[0045] 如图3所示，写入所述工业机器人14的I/O的具体步骤包括：
[0046] 开始写入数据的步骤，创建关键对象，设置数据表，连接1/0,写入1/0,写入数据， 然后返回读取1/0,再写入数据，直至数据写入完毕断开与I/O的连接，写入数据结束。
[0047] 所述计算机11还安装有PMC (可编程机床控制，Programm油le Machine Control) 编程软件，在本实施例中，所述PMC编程软件优选为ladder III，与所述工业机器人14连接 后，能够传输PMC程序及PMC的参数，用于通过所述计算机11制作梯形图，进而控制所述工 业机器人14。
[0048] 所述转换器12连接于所述计算机11及所述机器人控制器13之间，用于实现所述 计算机11及所述机器人控制器13之间的信息传输。
[0049] 在本实施例中，所述转换器12包括W太网接口。
[0050] 所述机器人控制器13根据所述计算机11传输的信号控制所述工业机器人14工 作。
[0051] 在本实施例中，所述机器人控制器13选用具有集成的GE Fanuc Series 90化C R30IB ;所述工业机器人14选用M-710IC。
[0052] 所述机器人控制器13包括控制所述工业机器人14工作的可编程机床控制器，所 述可编程机床控制器受所述计算机11编译的梯形图控制。
[0053] 所述无人值守机房的工业机器人控制系统1中各设备通过W太网实现连接。
[0054] 如图1~图4所示，本发明提供一种无人值守机房的工业机器人控制方法，无人值 守机房的工业机器人控制方法包括：
[00巧]将所述工业机器人14及所述计算机11的IP地址和子网掩码设置在同一网段。
[0056] 然后，在所述工业机器人14中配置相应的通讯交换区映射I/O地址。
[0057] 具体地，所述工业机器人14的I/O种类分为2种，通用I/O及专用I/O ;其中通用 I/O分为：数字输入/输出值I/D0)，组输入/输出（GI/G0)，模拟输入/输出（AI/A0);而专 用I/O分为：外部输入/输出扣I/U0)，操作者面板输入/输出（SI/S0)，机器人输入/输出 巧I/R0)。可通过写、读所述工业机器人14的外部输入/输出扣I/U0)来调用所述工业机 器人14的程序并控制所述工业机器人14的起停。
[005引外部输入/输出扣I/U0)定义如下：
[0059]
[0060]
[0061] 由于通讯交换区的 INPUT SIZE 是 8b}rtes，OUTPUT SIZE 是 8b}rtes，而将 υ? 和 UO 在映射在交换区里只占用ISbits和20bits，所w将DI/DO映射在剩余的交换区，供控制数 据交换使用。
[0062] 接着，通过所述计算机11发出指令请求连接所述工业机器人14,如果未连接上则 重复请求，直至所述计算机11与所述工业机器人14连接后，进入下一步。
[0063] 然后，藉由机器人界面读取所述工业机器人14的数据。
[0064] 具体地，所述工业机器人的数据包括所述工业机器人14的I/O、所述工业机器人 14当前的位置、数字寄存器、位置寄存器、系统变量、任务状态W及所述工业机器人14的报 警信号等数据。
[0065] 在本实施例中，仅W读取所述工业机器人14的I/O为例，读取其他数据的方法类 似，在此不一一寶述。如图3所示，读取所述工业机器人14的I/O的具体步骤包括：
[0066] 开始读取数据的步骤，创建关键对象，设置数据表，连接1/0,读取1/0,更新所述 数据表，读取数据，然后返回读取1/0,再更新所述数据表，读取数据，直至数据读取完毕断 开与I/O的连接，读取数据结束。
[0067] 然后，藉由所述计算机11发出指令。
[0068] 具体地，所述计算机11发出的指令包括插拔板卡、插入板卡、拔出板卡、插拔光 纤、调试螺丝刀等。如图2所示，在本实施例中仅W插拔板卡为例。
[0069] 所述计算机11发出的插拔板卡的指令被分解为多个步骤，由所述计算机11中安 装的ladder III软件编译为梯形图，并通过可编程机床控制器控制所述工业机器人14,启 动所述工业机器人完成相应插拔板卡的动作。
[0070] 本发明的基于PC的无人值守机房工业机器人控制系统及方法由PC通过编程、地 址映射等来控制工业机器人的操作，并且可W监控工业机器人的各种状态。可实现系统设 备的灵活性、可拓展性，发出命令的及时性、准确性，机器人的状态也能实时的显示，一旦有 报警将及时通知管理人员。
[0071] 综上所述，本发明的无人值守机房的工业机器人控制系统包括：用于人机交互及 控制工业机器人的计算机；用于信息传输的转换器；控制工业机器人工作的机器人控制 器。本发明的无人值守机房的工业机器人控制方法包括：连接计算机及工业机器人，读取工 业机器人状态，发出指令，传输指令并启动工业机器人按成相应动作。本发明的基于PC的 无人值守机房工业机器人控制系统及方法由PC通过编程、地址映射等来控制工业机器人 的操作，并且可W监控工业机器人的各种状态。可实现系统设备的灵活性、可拓展性，发出 命令的及时性、准确性，机器人的状态也能实时的显示，一旦有报警将及时通知管理人员。 所W，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0072] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟 悉此技术的人±皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因 此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所掲示的精神与技术思想下所完 成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1. 一种无人值守机房的工业机器人控制系统，其特征在于，所述无人值守机房的工业 机器人控制系统至少包括： 计算机、转换器、机器人控制器以及工业机器人； 所述计算机用于系统和用户之间进行交互和信息交换，并通过编程、地址映射控制所 述工业机器人； 所述转换器连接于所述计算机及所述机器人控制器之间，用于实现所述计算机及所述 机器人控制器之间的信息传输； 所述机器人控制器根据所述计算机传输的信号控制所述工业机器人工作。2. 根据权利要求1所述的无人值守机房的工业机器人控制系统，其特征在于：所述计 算机包括机器人界面，所述机器人界面可读或写所述工业机器人的数据。3. 根据权利要求2所述的无人值守机房的工业机器人控制系统，其特征在于：所述机 器人界面通过VB程序调用。4. 根据权利要求1所述的无人值守机房的工业机器人控制系统，其特征在于：通过所 述计算机制作的梯形图来控制所述工业机器人完成相应动作。5. 根据权利要求1所述的无人值守机房的工业机器人控制系统，其特征在于：所述无 人值守机房的工业机器人控制系统中各设备通过以太网实现连接。6. -种无人值守机房的工业机器人控制方法，其特征在于，所述无人值守机房的工业 机器人控制方法至少包括： 选择以计算机对工业机器人进行操作控制，藉由所述计算机发出指令实现所述计算机 与所述工业机器人的连接； 藉由机器人界面读取所述工业机器人的数据； 藉由所述计算机发出指令； 各指令被传送到所述工业机器人，启动所述工业机器人完成相应动作。7. 根据权利要求6所述的无人值守机房的工业机器人控制系统，其特征在于：所述工 业机器人的数据包括所述工业机器人的1/0、所述工业机器人当前的位置、数字寄存器、位 置寄存器、系统变量、任务状态以及所述工业机器人的报警信号。8. 根据权利要求6所述的无人值守机房的工业机器人控制系统，其特征在于：所述计 算机发出的指令包括插拔板卡、插入板卡、拔出板卡、插拔光纤、调试螺丝刀。
【文档编号】G05B19/042GK105988398SQ201510095201
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年3月3日
【发明人】林琼, 陈哲希, 葛昌荣, 郑贤清
【申请人】上海电气自动化设计研究所有限公司, 上海宽带技术及应用工程研究中心