基于以太网的工业机器人远程信息通信处理研究

李建，武圳睿

（1.晋中信息学院，山西 晋中 030800；2.上海师范大学，上海 201418）

0 引言

目前，工业机器人的使用率还不高。工业远程机器人的操作需要达到和专业操作员相同的灵活性，使各种基本动态功能满足远程无线通信和微处理器的要求，才能真正成功实现完全工业自动化。但是现有的大型工业应用机器人远程自动通信事件处理技术能力有限，对于一些工业突发事件难以妥善处理[1]。同时由于给定值的任务配置具有信息多样性强的特点，在不同工作管理环境、工作管理流程等中都可能需要不同的任务配置，因而对于提高操作员灵活性的调整性和处理任务能力等也提出了更高的技术要求。以太网在整个网络体系当中所发挥的作用不容小觑。首先，以太网本身具有低成本和组网容易等特点，便于连接到Internet当中，并且以太网和其他服务器之间的连接非常方便，成本较低，这样一来，就能够很容易地将数据传遍相关目的地。其次，以太网具有开放的架构，对于相关使用者而言，并不需要担心受到产品制造商专属网络的限制，不同种类的设备在连接以太网的过程当中变得比较容易，将使用者的工作效率得到不断提升。

1 远程信息处理

1.1 硬件设置

研究对象为新型工业应用机器人，利用该数据接口系统能够对转矩、速度、位置以及驱动关节等信息进行远程实时通信数据处理，并能够使用125Hz的频率实时进行数据读取。另外，可以通过写入插口将远程网络通信命令处理中的命令直接进行写入或在应用程序运行循环中直接包含远程网络通信命令处理。远程自动通信数据处理外部压力传感器系统采用大比例/力矩外部传感器，集成在各种工业远程机器人中。在各种远程无线通信数据处理传感器中，远程无线通信数据处理中的f/t数据传感器主要利用ainetbox来对使用行程的数据传输控制，对远程无线通信数据处理以太网中的接口数据加以控制提供。

1.2 控制方案

主程序和各个线程并行执行，在机器人运行状态中，同一时间内系统能够执行不同线程命令加以处理远程实时通信[2]。向姿态控制处理系统部分发送信息，通过线程部分进行处理，在远程姿态控制信息当中，远程数据通信中的主要处理手段包括用手指选择变量参数x、y、z，方向选择变量参数θx、θy、θz，选择方向变量参数c1、c2等。不同标准姿势的定位信息处理变量的具体用法主要分为：标准移动位置类型标准姿势混合信息处理变量，包括圆形联合立体空间、线性、圆形等和混合；远程无线通信数据处理信息参考位置坐标标准姿势定位信息处理变量，包括信息基础参考坐标、工具参考坐标、用户参考坐标；移动位置标准姿势方向信息处理变量，主要目的是使用tcp表示目标处理位置；移动方向坐标姿势定位信息处理变量，主要目的是使用tcp表示目标位置方向；远程无线通信信息处理每个可选信息变量中，2个可选变量之间可以在圆形混合空间半径、加速度、速度比等设置中同时加以组合应用，对于速度设置为0的特殊情况，根据系统默认设置参数加以执行。

通过系统用户操作界面控制设备aopolyscop，在远程网络通信数据处理的控制操作系统中，对一种带有远程默认数据提供器的机器人编程语言的完全自动远程控制程序进行远程编写，如图1所示。利用远程实时通信信息处理，通过以太网通信接口，对不同于一个机器人日常默认操作命令信息格式的远程信息，通过远程通用信息处理机制来进行实时接收和发送处理，进而对一个机器人日常需要同时执行的各种操作程序做出明确指示。在远程电信通信信息处理程序中，主要在程序之前，定义一个ip口的地址和一个端口号，设置一个i/o网络接口，启动远程通信信息处理机器的通信。线程1：为移动机器人根据tcpd的位置确定当前工作姿态，以0.5s的工作频率，向远程移动机器人连续信号发送；线程2：操作为根据主机收到的远程主机通信信号处理系统命令，对主机i/o状态手动检查进行更改；线程3：将其作为安全保护措施，通过不断手动检查主机信号状态来防止中断主应用程序系统中的硬件移动。这些线程与主程序并行执行，所以，即使机器人的状态是运动的，也可以同时处理不同的命令[2]。

1.3 远程通信处理

本文的研究项目采用了基于dowindows8操作系统的一台笔记本电脑软件作为远程网络信息处理机，其信息处理器为基于英特尔icore3，ram为4GB，频率范围为1.7GHz，通过使用labviwe等软件实现自动控制应用程序远程进行通信数据处理。在这款软件中，为手机用户创建了一个可视的简化操作界面，能随时远程连接到微处理器并观察每个机器人的工作状态和使用f/t速度传感器的情况。同时，采用了不同的远程控制通信文件处理控制方法分别用于创建手动远程控制处理系统[3]，用户由此能够自由选择向数控机器人手动控制处理系统用户发送的远程控制通信源并处理控制消息和读取相应的文件格式[4-5]。

2 实施效果

采用远程执行机器人针对每个钉孔自动进行装配，并采用自动实验分析方法对结果进行深入分析研究，通过自动装配法的实验，对远程执行数据发送信息处理请求，机器人用于对发送特定数据信息处理请求的某一时间特定执行点和特定时间执行节点情况进行自动跟踪分析检查。在这一操作过程中，远程控制外力测量信息处理系统会自动请求操作系统中的控制器和操作系统中的内部人员共同测量一个位于tc/tcp当前点的远程外力。研究分析结果表明，第一次完全远程无线射频网络信号处理分析采用这种射频方法，平均工作持续时间大约为13.8ms。使用了可定义的polyscop表在远程编写内部数据应用程序中，对1个数据表的值在第四线程中的请求处理做了明确性的定义，从而利用定义的potcp协议对表中的每个请求处理功能够进行实时性的响应。在这一线程中，主要线程分别包括了5条新的消息输入命令，通过对1个单条消息输入变量的参数进行分别设置，对以太网中的网络线程中的每个单条消息输入变量分别进行消息输入输出接收和消息输出发送解释。调用函数p_get_tcp_force()，向远程用户的机器端发送一次信息并读取数据结果，最后一个进入读取结果循环，对即将通过连接发送到来的远程用户信息数据进行二次读取。而在半远程命令执行器的方法中，则通常定义1.71ms的平均每次远程执行整个过程中的时间。由此我们能够明显看出，采用半远程的操作方法，能够大大缩短系统执行它的时间。应用这一控制方法，是在自动机器人远程控制管理系统、远程监控机器人之间，实现了直接相互控制。

通过大量应用实验室和案例分析研究，对不同经典设计器件方法执行相同设计器件离线装配工作过程中，对所应用的不同类型经典设计器件中的离线运行时间自动控制和不同通用型微处理器的离线时间自动控制效果做出直观性的对比。在其中钉孔这个自动装配人的姿势系统应用中，机器人装配系统每天需要自动装配完成5个不同类型装配人的姿势。其中，第一个开始运动动作姿势也就是我们展示一个机器人从开始运动动作开始一直到最终运动结束的一个全过程的一个运动姿势。利用2个夹紧挂钉柄的姿势将左侧两根悬钉挂钩紧紧地夹紧抓住，由于两个挂钉位置末端两个挂钩柄在执行器上的位置不同，需要对两个挂钉末端进行一个垂直上和角度上的接近，才能同时顺利完成这个挂钉抓紧点和紧握两个挂钩柄的动作。

对数据传入值和消息进行比较，需要1个基于检查值的循环。对它的下一个写入移动程序命令的执行触发，是通过命令polyscopys写入移动程序，对到达相应指定到达点的信号进行发出，代表移动机器人们所需要的指定姿态动作已完成。利用该处理方法进行作业，达到了12.45s的平均有效处理作业时间。在不同运动方法之间，机器人可以具有相同的运动加速度、速度等。在以远程视觉图像传感器、f/t图像传感器系统为技术基础的自动钉孔方法组配中，对完全远程视频信号自动处理两种方法也可加以综合运用[6]。根据不用外接中断器的模型，采用直观搜索算法，对孔接触力模型做出直观检测。在软件组装作业任务中，主要任务包括7个主要步骤，将主要组件检测孔、图像图片处理等也全部包括在作业执行后的时间中，达到了27～32s的主要作业执行时间。

3 结论

在现代工业远程机器人的加工作业处理过程中，采用基于以太网网络接口的远程加工机器人，实现远程加工信息实时通信远程处理，完成加工作业远程引导和自动指挥。通过充分应用这一技术方法，可在目前现有各种具有有限智能传感器硬件接口的智能机器人自动控制处理系统中，将外部智能传感器进行集成，进而可以达到自动引导控制算法更加智能的技术要求。通过这一研究方法，能在一些需要复杂制造工艺的工业应用中，对精密工业电子机器人技术加以综合应用，如自动装配精密工业电子及零部件等。将全远程实时信息和半远程实时信息应用在工业远程机器人处理控制系统方法中，全远程实时信息处理控制系统方法主要具有外部信息传感器交换集成、保护人机运动、实时信息数据指导交替以及远程实时信息处理控制等功能，插入式安装时间大约为12.45s；半远程实时信息处理控制系统方法主要具有远程实时数据指导、外部信息传感器交换集成、实时信息数据指导交替以及远程实时信息处理控制等功能，插入式安装时间大约为10.21s；在较典型的半离线控制方法中则只有一个实时数据指导，插入式安装时间大约为7.38s。