顯揚(yáng)科技帶你了解基于TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對UR機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制
發(fā)布時間：2021-06-24 16:24:21 作者：顯揚(yáng)科技
2010年，德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界提出“工業(yè)4.0”的概念,，即是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命,，或革命性的生產(chǎn)方法。該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)—信息物理系統(tǒng)相結(jié)合的手段,，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型,。所以，近些年許多工業(yè)自動化廠商將自己的產(chǎn)品研發(fā)所考慮的一個重要方向定在是否能被遠(yuǎn)程控制,。另一方面,，隨著國內(nèi)人工成本的不斷上升以及工廠人員流動的不確定性，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是近幾年,，相信也是未來幾年的朝陽產(chǎn)業(yè),。所以對于工業(yè)機(jī)器人在工廠生產(chǎn)中的遠(yuǎn)程控制，是一個機(jī)器人集成方面比較不錯的課題,。我們知道,，在工業(yè)機(jī)器人的隊(duì)伍中，UR機(jī)器人是第一家在工業(yè)環(huán)境下工作的人機(jī)協(xié)作機(jī)器人,，它以輕便,、簡單、安全著稱,。下面我們就來了解一下如何實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對UR機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制,。
UR機(jī)器人提供的基于TCP/IP協(xié)議的接口
TCP/IP協(xié)議源于1969年，是針對Internet開發(fā)的一種體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),，目的在于解決異種計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信問題,。使得網(wǎng)絡(luò)在互聯(lián)時能為用戶提供一種通用、一致的通信服務(wù),。是Internet采用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),。基于TCP/IP的通訊具有成本低,、可靠性高,、實(shí)用性強(qiáng),、性能高等特點(diǎn)，所以現(xiàn)在許多工業(yè)自動化產(chǎn)品都具有基于TCP/IP協(xié)議通訊的接口,，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間,，設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)之間的通訊。UR機(jī)器人在TCP/IP協(xié)議的基礎(chǔ)上,，提供了豐富的接口用于與外部設(shè)備的交互,，如表1所述。
有了這些接口,，上位機(jī)就可以遠(yuǎn)程控制機(jī)器人,。如圖1，簡單描述了上位機(jī)對UR機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)控的系統(tǒng)圖,。
圖1 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)圖
下面我們就來介紹UR機(jī)器人所提供的相關(guān)通訊接口,，從而遠(yuǎn)程控制機(jī)器人。
ModbusTCP端口
MODBUS是OSI模型第7層上的應(yīng)用層報文傳輸協(xié)議,，它在連接至不同類型總線或網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備之間提供客戶機(jī)/服務(wù)器通信,。自從1979年出現(xiàn)工業(yè)串行鏈路的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)以來，MODBUS使成千上萬的自動化設(shè)備能夠通信,。目前,，繼續(xù)增加對簡單而雅觀的MODBUS結(jié)構(gòu)支持?；ヂ?lián)網(wǎng)組織能夠使TCP/IP棧上的保留系統(tǒng)端口502訪問MODBUS,。MODBUS是一個請求/應(yīng)答協(xié)議，并且提供功能碼規(guī)定的服務(wù),。MODBUS功能碼是MODBUS請求/應(yīng)答PDU的元素,。
UR機(jī)器人既可以作為ModbusTCP服務(wù)器，也可以作為ModbusTCP客戶端,，兩者的主要區(qū)別在于消息請求方的不同,。在此，我們僅討論UR機(jī)器人作為ModbusTCP服務(wù)器的情況,，如圖2所示,。
圖2 Modbus TCP服務(wù)器
既然UR機(jī)器人作為Modbus TCP服務(wù)器，它必定有一系列Modbus地址供上位機(jī)來訪問,。如表2所示,。
通過UR機(jī)器人的相關(guān)Modbus地址，我們可以訪問機(jī)器人的很多信息,，進(jìn)而可以把這些信息放到上位機(jī)上,。下圖就是通過訪問Modbus地址，模仿Polyscope(UR機(jī)器人原版軟件）,，制作出來一個界面,，當(dāng)然我們可以通過這個界面監(jiān)控并控制機(jī)器人的所用IO,。
圖3 IO控制
Dashboard端口
上位機(jī)可以通過29999端口直接發(fā)送一些簡單的指令給機(jī)器人,，這些指令是UR自己定義的,，這種功能被稱為Dashboard。下表就是Dashboard的指令列表,。
顯而易見,，我們可以通過一些Dashboard指令，遠(yuǎn)程切換,、加載程序,，同時可以啟動、暫停,、停止程序,，這樣上位機(jī)就可以遠(yuǎn)程控制程序了。
上位機(jī)編程端口
UR機(jī)器人有3種編程方式：Polyscope編程,、腳本編程以及C-API編程,。Polyscope編程指的是程序在示教器上被編輯，機(jī)器人然后執(zhí)行,，這是UI層的編程方式,。C-API編程是在研發(fā)層上的編程方式。我們重點(diǎn)介紹的是腳本編程方式,，腳本編程的語言是UR公司在python語言基礎(chǔ)上,，自己研發(fā)的URScript語言。URScript是在腳本層上控制機(jī)器人的編程語言,，就像其他編程語言一樣,，它有變量類型，語法結(jié)構(gòu),、方法等,。另外，它有一系列的專用方法來控制機(jī)器人運(yùn)動以及IO狀態(tài),。
實(shí)時反饋端口
30001,、30002、30003除了用于遠(yuǎn)程編程外,，還有其他功能,，如表4所述。
這三個端口另一個共同的特點(diǎn)就是,，一旦客戶端打開端口,，就會按照一定的頻率收到來自機(jī)器人的信息。需要注意的是30003端口是實(shí)時反饋端口,，客戶端每8ms能收到一次來自機(jī)器人的信息,。另外,，通過測試，客戶端通過30001和30002只能每200ms左右收到來自機(jī)器人的信息,。
其實(shí)客戶端通過這三個端口收到的機(jī)器人信息也稍有不同,。通過30003端口收到信息是最豐富的，包含了通過30002收到的信息以及通過30001收到的大部分信息,。
綜上所述,，機(jī)器人作為ModbusTCP服務(wù)器，上位機(jī)通過502端口可以控制機(jī)器人的所有IO;上位機(jī)可以通過30001或30002或30003端口遠(yuǎn)程下載程序到機(jī)器人,；上位機(jī)通過29999端口可以遠(yuǎn)程控制程序運(yùn)行狀態(tài),；上位機(jī)通過30003端口可以實(shí)時得到機(jī)器人的狀態(tài)信息。也就是說,，利用UR機(jī)器人開放的基于TCP/IP協(xié)議的端口,，可以制作自己的Polyscope軟件，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的遠(yuǎn)程控制,。(end)
顯揚(yáng)科技優(yōu)勢：
顯揚(yáng)科技是國家高新技術(shù)企業(yè),，在機(jī)器人、機(jī)器視覺方面有多年的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn),，可為你提供完善的售后與保修服務(wù),，以及其他研發(fā)方面協(xié)作，并且提供專用移動機(jī)器人工作臺,。
顯揚(yáng)科技已成功銷售Franka機(jī)器人,、UR機(jī)器人、Robotiq夾具等產(chǎn)品給浙江大學(xué),，清華大學(xué),，哈爾濱工業(yè)大學(xué)等，獲得了非常好的評價,。顯揚(yáng)科技研發(fā)人員超過50人,，精通UR，F(xiàn)ranka,，遨博機(jī)器人安裝,、調(diào)式、二次開發(fā)等,，對基于協(xié)作機(jī)器人的各種應(yīng)用開發(fā)已有超過8年經(jīng)驗(yàn),。
關(guān)于顯揚(yáng)科技：
顯揚(yáng)科技（jsxmhb123.com）專注研發(fā)并產(chǎn)業(yè)化高速高清三維機(jī)器視覺設(shè)備、智能協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng),。顯揚(yáng)科技創(chuàng)建了一個集高精度視覺傳感器,、智能協(xié)作機(jī)器人、智能感知與控制系統(tǒng)平臺,，讓機(jī)器人更加智能,、可靠,，適用于更多復(fù)雜的應(yīng)用場景。顯揚(yáng)科技研發(fā)的三維機(jī)器視覺設(shè)備精度能達(dá)亞微米級,，三維數(shù)據(jù)采集幀率高達(dá)300幀,，具有高精度、大景深,、高穩(wěn)定性的優(yōu)勢,，已在多個領(lǐng)域成功替代進(jìn)口同類產(chǎn)品,。目前,，顯揚(yáng)科技產(chǎn)品已成功應(yīng)用于食品、電器,、陶瓷,、物流、教育科技,、新零售等行業(yè),。顯揚(yáng)科技創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)由香港中文大學(xué)數(shù)名博士組成，公司研發(fā)人員均來自海內(nèi)外名校,。公司知識產(chǎn)權(quán)超過50項(xiàng),，產(chǎn)品已經(jīng)通過歐盟CE認(rèn)證。顯揚(yáng)科技已完成投資與融資約5000萬人民幣,。
顯揚(yáng)生態(tài): UR優(yōu)傲協(xié)作機(jī)器人 | AUBO遨博移動機(jī)器人 | Franka 協(xié)作機(jī)器人 | 艾利特協(xié)作機(jī)器人 | Kuka iiwa 協(xié)作機(jī)器人 | ABB工業(yè)機(jī)器人 | ?？倒I(yè)鏡頭 | 海康工業(yè)相機(jī) | 伯朗特工業(yè)機(jī)器人 | 愛普生Epson工業(yè)機(jī)器人 | robotiq夾爪 | robotiq真空吸盤 | robotiq腕部相機(jī)| 慧靈機(jī)器人電爪 | 研華工控機(jī) |超恩工控機(jī) | 創(chuàng)想三維3D打印機(jī) | AGV | 機(jī)器人關(guān)節(jié) | 精密機(jī)械加工服務(wù)
應(yīng)用案例方向：1.三維機(jī)器視覺機(jī)器人引導(dǎo)系統(tǒng) 2.工業(yè)檢測與測量系統(tǒng)3.教育行業(yè)解決方案4.智慧零售解決方案
應(yīng)用場景：汽車制造行業(yè) | 3C行業(yè) | 電子電氣 | 機(jī)械加工 | 液晶半導(dǎo)體 | 食品加工行業(yè) | 醫(yī)藥行業(yè) | 化工行業(yè) | 教育行業(yè) | 生活 | 其他行業(yè)
詳詢：18670025215（丁先生） jsxmhb123.com
