顯揚科技帶你了解基于TCP/IP協議實現上位機對UR機器人的遠程控制
發布時間：2021-06-24 16:24:21 作者：顯揚科技
2010年，德國學術界和產業界提出“工業4.0”的概念，即是以智能制造為主導的第四次工業革命，或革命性的生產方法。該戰略旨在通過充分利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統—信息物理系統相結合的手段，將制造業向智能化轉型。所以，近些年許多工業自動化廠商將自己的產品研發所考慮的一個重要方向定在是否能被遠程控制。另一方面，隨著國內人工成本的不斷上升以及工廠人員流動的不確定性，機器人產業是近幾年，相信也是未來幾年的朝陽產業。所以對于工業機器人在工廠生產中的遠程控制，是一個機器人集成方面比較不錯的課題。我們知道，在工業機器人的隊伍中，UR機器人是第一家在工業環境下工作的人機協作機器人，它以輕便、簡單、安全著稱。下面我們就來了解一下如何實現上位機對UR機器人的遠程控制。
UR機器人提供的基于TCP/IP協議的接口
TCP/IP協議源于1969年，是針對Internet開發的一種體系結構和協議標準，目的在于解決異種計算機網絡的通信問題。使得網絡在互聯時能為用戶提供一種通用、一致的通信服務。是Internet采用的協議標準?；赥CP/IP的通訊具有成本低、可靠性高、實用性強、性能高等特點，所以現在許多工業自動化產品都具有基于TCP/IP協議通訊的接口，從而實現設備與設備之間，設備與網絡之間的通訊。UR機器人在TCP/IP協議的基礎上，提供了豐富的接口用于與外部設備的交互，如表1所述。
有了這些接口，上位機就可以遠程控制機器人。如圖1，簡單描述了上位機對UR機器人遠程監控的系統圖。
圖1 遠程控制系統圖
下面我們就來介紹UR機器人所提供的相關通訊接口，從而遠程控制機器人。
ModbusTCP端口
MODBUS是OSI模型第7層上的應用層報文傳輸協議，它在連接至不同類型總線或網絡的設備之間提供客戶機/服務器通信。自從1979年出現工業串行鏈路的事實標準以來，MODBUS使成千上萬的自動化設備能夠通信。目前，繼續增加對簡單而雅觀的MODBUS結構支持。互聯網組織能夠使TCP/IP棧上的保留系統端口502訪問MODBUS。MODBUS是一個請求/應答協議，并且提供功能碼規定的服務。MODBUS功能碼是MODBUS請求/應答PDU的元素。
UR機器人既可以作為ModbusTCP服務器，也可以作為ModbusTCP客戶端，兩者的主要區別在于消息請求方的不同。在此，我們僅討論UR機器人作為ModbusTCP服務器的情況，如圖2所示。
圖2 Modbus TCP服務器
既然UR機器人作為Modbus TCP服務器，它必定有一系列Modbus地址供上位機來訪問。如表2所示。
通過UR機器人的相關Modbus地址，我們可以訪問機器人的很多信息，進而可以把這些信息放到上位機上。下圖就是通過訪問Modbus地址，模仿Polyscope(UR機器人原版軟件），制作出來一個界面，當然我們可以通過這個界面監控并控制機器人的所用IO。
圖3 IO控制
Dashboard端口
上位機可以通過29999端口直接發送一些簡單的指令給機器人，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，遠程切換、加載程序，同時可以啟動、暫停、停止程序，這樣上位機就可以遠程控制程序了。
上位機編程端口
UR機器人有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，機器人然后執行，這是UI層的編程方式。C-API編程是在研發層上的編程方式。我們重點介紹的是腳本編程方式，腳本編程的語言是UR公司在python語言基礎上，自己研發的URScript語言。URScript是在腳本層上控制機器人的編程語言，就像其他編程語言一樣，它有變量類型，語法結構、方法等。另外，它有一系列的專用方法來控制機器人運動以及IO狀態。
實時反饋端口
30001、30002、30003除了用于遠程編程外，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器人的信息。需要注意的是30003端口是實時反饋端口，客戶端每8ms能收到一次來自機器人的信息。另外，通過測試，客戶端通過30001和30002只能每200ms左右收到來自機器人的信息。
其實客戶端通過這三個端口收到的機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，機器人作為ModbusTCP服務器，上位機通過502端口可以控制機器人的所有IO;上位機可以通過30001或30002或30003端口遠程下載程序到機器人；上位機通過29999端口可以遠程控制程序運行狀態；上位機通過30003端口可以實時得到機器人的狀態信息。也就是說，利用UR機器人開放的基于TCP/IP協議的端口，可以制作自己的Polyscope軟件，實現上位機的遠程控制。(end)
顯揚科技優勢：
顯揚科技是國家高新技術企業，在機器人、機器視覺方面有多年的研發與產業化經驗，可為你提供完善的售后與保修服務，以及其他研發方面協作，并且提供專用移動機器人工作臺。
顯揚科技已成功銷售Franka機器人、UR機器人、Robotiq夾具等產品給浙江大學，清華大學，哈爾濱工業大學等，獲得了非常好的評價。顯揚科技研發人員超過50人，精通UR，Franka，遨博機器人安裝、調式、二次開發等，對基于協作機器人的各種應用開發已有超過8年經驗。
關于顯揚科技：
顯揚科技（www.minmetals-sy.com）專注研發并產業化高速高清三維機器視覺設備、智能協作機器人系統。顯揚科技創建了一個集高精度視覺傳感器、智能協作機器人、智能感知與控制系統平臺，讓機器人更加智能、可靠，適用于更多復雜的應用場景。顯揚科技研發的三維機器視覺設備精度能達亞微米級，三維數據采集幀率高達300幀，具有高精度、大景深、高穩定性的優勢，已在多個領域成功替代進口同類產品。目前，顯揚科技產品已成功應用于食品、電器、陶瓷、物流、教育科技、新零售等行業。顯揚科技創始團隊由香港中文大學數名博士組成，公司研發人員均來自海內外名校。公司知識產權超過50項，產品已經通過歐盟CE認證。顯揚科技已完成投資與融資約5000萬人民幣。
顯揚生態: UR優傲協作機器人 | AUBO遨博移動機器人 | Franka 協作機器人 | 艾利特協作機器人 | Kuka iiwa 協作機器人 | ABB工業機器人 | 海康工業鏡頭 | ?？倒I相機 | 伯朗特工業機器人 | 愛普生Epson工業機器人 | robotiq夾爪 | robotiq真空吸盤 | robotiq腕部相機| 慧靈機器人電爪 | 研華工控機 |超恩工控機 | 創想三維3D打印機 | AGV | 機器人關節 | 精密機械加工服務
應用案例方向：1.三維機器視覺機器人引導系統 2.工業檢測與測量系統3.教育行業解決方案4.智慧零售解決方案
應用場景：汽車制造行業 | 3C行業 | 電子電氣 | 機械加工 | 液晶半導體 | 食品加工行業 | 醫藥行業 | 化工行業 | 教育行業 | 生活 | 其他行業
詳詢：18670025215（丁先生） www.minmetals-sy.com
