工业机器人的采集数据的存储方法、系统、介质及设备与流程

1.本发明属于数据采集处理技术领域，尤其涉及工业机器人的采集数据的存储方法、系统、介质及设备。


背景技术：

2.目前，我国机器人市场日臻成熟，关键技术突破与多元化应用取得积极进展，但国产工业机器人对比国外先进水平同类产品仍存在整机性能差距明显，缺乏系统化、专业化、全面化的对标数据；关键部件核心技术差距较大，高端产品市场占有率远低于国外。
3.目前国内在工业机器人的关键数据采集以及工业机器人关键数据云存储还存在很大的空白，并没有较好的软件产品可以统一标准采集，对于采集的数据段内容、数据长度、数据类型、采集频率、通讯协议均没有统一的标准定义。数据标准不统一，便无法进行大数据分析，找出国产工业机器人关键性能缺陷。同时，对于统一采集的关键核心数据，由于其涉及国产工业机器人核心数据的数据保密性，对于数据存储备份以及传输保密性则为关键。
4.采集工业机器人关键数据的目的是，通过统一的数据标准，使得模糊的性能指标数据可视化，将宏观的整体性能通过工业机器人每一关节自由度的数据直观展现。对工业机器人关键零部件性能进行数据采集，最终通过将云端存储的数据结果共享，给国产工业机器人性能提升带来可能性，增强我国自主品牌工业机器人竞争力。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供工业机器人的采集数据的存储方法、系统、介质及设备。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种针对工业机器人的采集数据的存储方法，包括：
7.步骤1，根据每个工业机器人的品牌信息，确定每个工业机器人对应的控制器；
8.步骤2、从所有控制器中确定出至少一个第一控制器，建立数据采集网关分别与每个第一控制器之间的数据通路；
9.步骤3、通过所述数据采集网关接收每个数据通路传输的工业机器人的采集数据并进行验证，并生成每组通过验证的采集数据对应的固定格式的数据文件，并按第一预设时间间隔存储至临时存储空间；
10.步骤4、对每个数据文件进行编码加密处理，得到每个数据文件对应的加密文件并存储在所述临时存储空间中；
11.步骤5、按照第二预设时间间隔，将所述临时存储空间中的加密文件存储至本地存储设备或云存储空间。
12.本发明的有益效果是：本发明作为国内首个统一整合主流国产品牌工业机器人核心关键性能数据的采集软件，通过软件内逻辑处理，匹配多种品牌通讯协议，打通与不同品
牌控制器的桥梁。填补了国内在工业机器人的关键数据采集以及工业机器人大数据云存储还存在的空白，统一了采集标准，对于采集的数据段内容、数据长度、数据类型、采集频率、通讯协议进行了统一整合。整合了国外内多种主流品牌工业机器人控制器内不统一的工业数据。为机器人关键零部件性分析提供了有效的数据支撑，最终为提升国产工业机器人关键性能提供了可靠保障。
13.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
14.进一步，所述数据采集网关中配置有每个控制器对应的通信协议，所述从所有控制器中确定出至少一个第一控制器包括：
15.通过所述数据采集网关向每个控制器发送ping包数据，若控制器接收所述ping包数据并反馈信息至工业机器人，则完成验证，并将完成验证的控制器定义为第一控制器。
16.进一步，还包括：
17.通过所述数据采集网关，以远程访问或挂在控制器内容存储数据的方式获取指定的第一控制器所得到的采集数据。
18.进一步，还包括：
19.根据加密文件对应的工业机器人的品牌名称，将存储至本地存储设备或云存储空间的所有加密文件进行索引分类。
20.本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种针对工业机器人的采集数据的存储系统，包括：
21.获取模块，用于根据每个工业机器人的品牌信息，确定每个工业机器人对应的控制器；
22.建立模块，用于从所有控制器中确定出至少一个第一控制器，建立数据采集网关分别与每个第一控制器之间的数据通路；
23.验证模块，用于通过所述数据采集网关接收每个数据通路传输的工业机器人的采集数据并进行验证，并生成每组通过验证的采集数据对应的固定格式的数据文件，并按第一预设时间间隔存储至临时存储空间；
24.加密模块，用于对每个数据文件进行编码加密处理，得到每个数据文件对应的加密文件并存储在所述临时存储空间中；
25.存储模块，用于按照第二预设时间间隔，将所述临时存储空间中的加密文件存储至本地存储设备或云存储空间。
26.本发明的有益效果是：本发明作为国内首个统一整合主流国产品牌工业机器人核心关键性能数据的采集软件，通过软件内逻辑处理，匹配多种品牌通讯协议，打通与不同品牌控制器的桥梁。填补了国内在工业机器人的关键数据采集以及工业机器人大数据云存储还存在的空白，统一了采集标准，对于采集的数据段内容、数据长度、数据类型、采集频率、通讯协议进行了统一整合。整合了国外内多种主流品牌工业机器人控制器内不统一的工业数据。为机器人关键零部件性分析提供了有效的数据支撑，最终为提升国产工业机器人关键性能提供了可靠保障。
27.进一步，所述数据采集网关中配置有每个控制器对应的通信协议，所述从所有控制器中确定出至少一个第一控制器包括：
28.通过所述数据采集网关向每个控制器发送ping包数据，若控制器接收所述ping包
数据并反馈信息至工业机器人，则完成验证，并将完成验证的控制器定义为第一控制器。
29.进一步，还包括：
30.通过所述数据采集网关，以远程访问或挂在控制器内容存储数据的方式获取指定的第一控制器所得到的采集数据。
31.进一步，还包括：
32.根据加密文件对应的工业机器人的品牌名称，将存储至本地存储设备或云存储空间的所有加密文件进行索引分类。
33.本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如上述任一项所述的一种针对工业机器人的采集数据的存储方法。
34.本发明的有益效果是：本发明作为国内首个统一整合主流国产品牌工业机器人核心关键性能数据的采集软件，通过软件内逻辑处理，匹配多种品牌通讯协议，打通与不同品牌控制器的桥梁。填补了国内在工业机器人的关键数据采集以及工业机器人大数据云存储还存在的空白，统一了采集标准，对于采集的数据段内容、数据长度、数据类型、采集频率、通讯协议进行了统一整合。整合了国外内多种主流品牌工业机器人控制器内不统一的工业数据。为机器人关键零部件性分析提供了有效的数据支撑，最终为提升国产工业机器人关键性能提供了可靠保障。
35.本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种电子设备，包括上述存储介质、执行上述存储介质内的指令的处理器。
36.本发明的有益效果是：本发明作为国内首个统一整合主流国产品牌工业机器人核心关键性能数据的采集软件，通过软件内逻辑处理，匹配多种品牌通讯协议，打通与不同品牌控制器的桥梁。填补了国内在工业机器人的关键数据采集以及工业机器人大数据云存储还存在的空白，统一了采集标准，对于采集的数据段内容、数据长度、数据类型、采集频率、通讯协议进行了统一整合。整合了国外内多种主流品牌工业机器人控制器内不统一的工业数据。为机器人关键零部件性分析提供了有效的数据支撑，最终为提升国产工业机器人关键性能提供了可靠保障。
附图说明
37.图1为本发明一种针对工业机器人的采集数据的存储方法实施例提供的流程示意图；
38.图2为本发明一种针对工业机器人的采集数据的存储系统实施例提供的结构框架图；
39.图3为本发明一种针对工业机器人的采集数据的存储方法实施例提供的简易流程示意图；
40.图4为本发明一种针对工业奇迹人的采集数据的存储方法实施例提供的数据采集网络示意图。
具体实施方式
41.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限
定本发明的范围。
42.如图1所示，一种针对工业机器人的采集数据的存储方法，包括：
43.步骤1，根据每个工业机器人的品牌信息，确定每个工业机器人对应的控制器；
44.步骤2、从所有控制器中确定出至少一个第一控制器，建立数据采集网关分别与每个第一控制器之间的数据通路；
45.步骤3、通过所述数据采集网关接收每个数据通路传输的工业机器人的采集数据并进行验证，并生成每组通过验证的采集数据对应的固定格式的数据文件，并按第一预设时间间隔存储至临时存储空间；
46.步骤4、对每个数据文件进行编码加密处理，得到每个数据文件对应的加密文件并存储在所述临时存储空间中；
47.步骤5、按照第二预设时间间隔，将所述临时存储空间中的加密文件存储至本地存储设备或云存储空间。
48.在一些可能的实施方式中，本发明作为国内首个统一整合主流国产品牌工业机器人核心关键性能数据的采集软件，通过软件内逻辑处理，匹配多种品牌通讯协议，打通与不同品牌控制器的桥梁。填补了国内在工业机器人的关键数据采集以及工业机器人大数据云存储还存在的空白，统一了采集标准，对于采集的数据段内容、数据长度、数据类型、采集频率、通讯协议进行了统一整合。整合了国外内多种主流品牌工业机器人控制器内不统一的工业数据。为机器人关键零部件性分析提供了有效的数据支撑，最终为提升国产工业机器人关键性能提供了可靠保障。
49.需要说明的是，临时存储空间为在所述数据采集网关中的一个存储空间。
50.针对背景技术中的问题，对国内外主流品牌核心整机、关键零部件的性能数据进行系统化、全面化、工程化的数据采集，从根本上为找到国产工业机器人整机及关键部件与国外国外先进水平同类产品性能差异提供数据支撑保障。亟需研发一款可以跨平台采集国内外各主流品牌的采集模块，为开展国产工业机器人整机及核心零部件品牌与国外同类先进产品对标验证进行服务，采集大量对标验证数据，并开放数据库查询接口供各企业研究提升国产工业机器人性能。云端数据库中存储的数据，可帮助国产工业机器人企业摸清国产工业机器人整机及关键零部件的核心技术水平与国外先进水平的差距，将测试和验证数据转化为促进工业机器人核心关键技术水平提升的工程化解决方案，促进国产工业机器人关键零部件规模化应用，支撑、引导和促进我国工业机器人向智能化、自主可控发展。
51.工业机器人关键数据采集与云存储系统，为主编写语言为c 部分功能为python语言实现的数据采集软件，软件执行程序可安装在以windows和linux系统为内核的网关内。软件针对工业机器人控制器内关键数据采集而研发，关键数据包括：工业机器人1-6轴的实时位置、速度、电流、伺服报警号、机器人运行状态以及机器人告警码。
52.如图3所示，本发明的具体实现流程可以包括以下步骤：
53.(1)工业机器人关键数据采集与云存储系统嵌入在数据采集网关内，由n台工业机器人通过以太网口统一接入同一采集网关，构成数据采集网络。网路拓扑图如图4。机器人群组数据由交换机进行集合，集合后数据统一进入数据采集网关，网关内进行数据整合处理，将处理好的数据内容同时发送至本地nas存储以及远端云存储。
54.软件具备上位机界面，用户可在上位机界面选择需要采集的工业机器人品牌的控
73 22 3a 30 7d 0a 6b 92 6d ff
73.该段数据说明：
74.4e 66：固定包头
75.00 17：数据段长度
76.20 01：命令字
77.7b 22 72 6f 62 6f 74 22 3a 31 2c 22 73 74 61 74 75 73 22 3a 30 7d 0a：数据段
78.6b 92 6d ff：crc校验(使用crc32校验)
79.数据段说明：
80.7b 22 72 6f 62 6f 74 22 3a 31 2c 22 73 74 61 74 75 73 22 3a 30 7d 0a。
81.②
访问控制器内存储空间：
82.软件通过远程访问或挂载控制器内存储数据的存储空间，该存储空间内存放的是按照标准协议格式的生成的“.dat”格式数据文件，数据文件由控制器内脚本语言自己生成。软件将存储文件转存进网关内进行存储。此种方式用于某些品牌控制器由于数据机密等原因，无法开放全部接口进行数据通讯采集。
83.(2)数据处理
84.软件按照“工业机器人关键技术云服务平台数据交换存储格式标准”，对存储到网关内的“.dat”文件进行数据段内容进行切片、处理、编码加密，将处理后的数据内容重新写入“.dat”文件内。
85.数据处理办法如下：
86.文件中数据采集到网关内后，对数据以16进制ascii码形式二次编码加密，每个数据之间以“，”作为分隔符，每行数据以“\r\n”作为结束符，每行数据为1个周期的数据。每种类型的周期数据文件，内容不同，以下分别说明。
87.a：4ms周期数据文件。
88.每行数据为机器人轴1到轴6的位置,速度，电流，跟随误差，伺服报警号数据。
89.1-6：轴1到轴6的位置。
90.7-12：轴1到轴6的速度。
91.13-18：轴1到轴6的电流。
92.19-24：轴1到轴6的跟随误差
93.24-31：轴1到轴6的伺服报警号。
94.行数据示例如下：
[0095]-69.21093587328039,-10.443485903532618,103.92464787137682,-41.96975897482171,21.27860252844771,216.18014699300124,24.476919174194336,12.238459587097168,16.317947387695312,48.95383834838867,23.75702667236328,94.1303482055664，0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0，0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0,0,0,0,0,0
[0096]
解析：
[0097]
轴1位置数据：-69.21093587328039
[0098]
轴2位置数据：-10.443485903532618
[0099]
…
[0100]
轴6位置数据：216.18014699300124
[0101]
轴1速度数据：24.476919174194336
[0102]
轴2速度数据：12.238459587097168
[0103]
…
[0104]
轴6速度数据：94.1303482055664
[0105]
(3)数据备份与传输
[0106]
格式为“.dat”的包含工业机器人关键数据的数据文件存储分为两个通路，分别为本地存储与云存储。软件每分钟扫描一次网关中存储格式为“.dat”的数据文件存储空间，如果存在数据文件则同时将所有数据传输至本地存储设备与云存储空间。本地存储采用nas服务器利用ftp通信技术存储文件，云存储空间采用金山云ks3存储工具。若软件收到标志为存储成功的返回值，则认为成功同时在本地nas与远端云存储成功，成功存储后会将临时存储在网关内格式为“.dat”的数据文件清除。
[0107]
(4)数据共享
[0108]
云端存储库按照品牌名称建立索引分类，公分为5种国内品牌控制器与5种国外品牌控制器。数据库拥有可查询api以及，可视化人机界面，可以通过调用接口或手动操作界面进行数据调取。
[0109]
需注意，本技术中的云端存储技术可选用其他云存储工具，同时本地私有云存储也可采用除nas外其它设备，以及除ftp外其余通信技术。
[0110]
优选地，在上述任意实施例中，所述数据采集网关包括：多台工业机器人。
[0111]
优选地，在上述任意实施例中，所述步骤2具体为：
[0112]
在所述数据采集网关中，匹配与多个控制器分别对应的通信协议，基于每个控制器对应的通信协议，工业机器人向控制器发送ping包数据，若控制器接收所述ping包数据并反馈信息至工业机器人，则完成验证，并将完成验证的控制器定义为第一控制器，建立所述第一控制器与数据采集网关之间的数据通路，直至所有控制器完成验证。
[0113]
优选地，在上述任意实施例中，所述步骤3具体为：
[0114]
基于所述数据通路，通过数据采集网关内的数据采集模块向所述第一控制器发送所述请求数据包，对第一控制器接收到的请求数据包进行验证，将通过验证的请求数据包发送至所述数据采集网关，并在所述数据采集网关中将所述请求数据包中的数据内容生成固定格式的数据文件，并按第一预设时间间隔将所述数据文件存储至临时存储空间。
[0115]
优选地，在上述任意实施例中，所述数据采集模块具体为：
[0116]
通过远程访问或挂在控制器内容存储数据的方式对所述第一控制器内存储空间的按照标准协议格式生成的第一数据文件进行加载。
[0117]
优选地，在上述任意实施例中，还包括：
[0118]
将存储至本地存储设备或云存储空间的所述加密文件按照所述加密文件对应的工业机器人的品牌名称建立索引分类。
[0119]
如图2所示，一种针对工业机器人的采集数据的存储系统，包括：
[0120]
获取模块100，用于根据每个工业机器人的品牌信息，确定每个工业机器人对应的控制器；
[0121]
建立模块200，用于从所有控制器中确定出至少一个第一控制器，建立数据采集网
关分别与每个第一控制器之间的数据通路；
[0122]
验证模块300，用于通过所述数据采集网关接收每个数据通路传输的工业机器人的采集数据并进行验证，并生成每组通过验证的采集数据对应的固定格式的数据文件，并按第一预设时间间隔存储至临时存储空间；
[0123]
加密模块400，用于对每个数据文件进行编码加密处理，得到每个数据文件对应的加密文件并存储在所述临时存储空间中；
[0124]
存储模块500，用于按照第二预设时间间隔，将所述临时存储空间中的加密文件存储至本地存储设备或云存储空间。
[0125]
在一些可能的实施方式中，本发明作为国内首个统一整合主流国产品牌工业机器人核心关键性能数据的采集软件，通过软件内逻辑处理，匹配多种品牌通讯协议，打通与不同品牌控制器的桥梁。填补了国内在工业机器人的关键数据采集以及工业机器人大数据云存储还存在的空白，统一了采集标准，对于采集的数据段内容、数据长度、数据类型、采集频率、通讯协议进行了统一整合。整合了国外内多种主流品牌工业机器人控制器内不统一的工业数据。为机器人关键零部件性分析提供了有效的数据支撑，最终为提升国产工业机器人关键性能提供了可靠保障。
[0126]
优选地，在上述任意实施例中，所述数据采集网关包括：多台工业机器人。
[0127]
优选地，在上述任意实施例中，所述建立模块200具体用于：
[0128]
在所述数据采集网关中，匹配与多个控制器分别对应的通信协议，基于每个控制器对应的通信协议，工业机器人向控制器发送ping包数据，若控制器接收所述ping包数据并反馈信息至工业机器人，则完成验证，并将完成验证的控制器定义为第一控制器，建立所述第一控制器与数据采集网关之间的数据通路，直至所有控制器完成验证。
[0129]
优选地，在上述任意实施例中，所述验证模块300具体用于：
[0130]
基于所述数据通路，通过数据采集网关内的数据采集模块向所述第一控制器发送所述请求数据包，对第一控制器接收到的请求数据包进行验证，将通过验证的请求数据包发送至所述数据采集网关，并在所述数据采集网关中将所述请求数据包中的数据内容生成固定格式的数据文件，并按第一预设时间间隔将所述数据文件存储至临时存储空间。
[0131]
优选地，在上述任意实施例中，所述数据采集模块具体为：
[0132]
通过远程访问或挂在控制器内容存储数据的方式对所述第一控制器内存储空间的按照标准协议格式生成的第一数据文件进行加载。
[0133]
优选地，在上述任意实施例中，还包括：
[0134]
将存储至本地存储设备或云存储空间的所述加密文件按照所述加密文件对应的工业机器人的品牌名称建立索引分类。
[0135]
本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如上述任一项所述的一种针对工业机器人的采集数据的存储方法。
[0136]
在一些可能的实施方式中，本发明作为国内首个统一整合主流国产品牌工业机器人核心关键性能数据的采集软件，通过软件内逻辑处理，匹配多种品牌通讯协议，打通与不同品牌控制器的桥梁。填补了国内在工业机器人的关键数据采集以及工业机器人大数据云存储还存在的空白，统一了采集标准，对于采集的数据段内容、数据长度、数据类型、采集频
率、通讯协议进行了统一整合。整合了国外内多种主流品牌工业机器人控制器内不统一的工业数据。为机器人关键零部件性分析提供了有效的数据支撑，最终为提升国产工业机器人关键性能提供了可靠保障。
[0137]
本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种电子设备，包括上述存储介质、执行上述存储介质内的指令的处理器。
[0138]
在一些可能的实施方式中，本发明作为国内首个统一整合主流国产品牌工业机器人核心关键性能数据的采集软件，通过软件内逻辑处理，匹配多种品牌通讯协议，打通与不同品牌控制器的桥梁。填补了国内在工业机器人的关键数据采集以及工业机器人大数据云存储还存在的空白，统一了采集标准，对于采集的数据段内容、数据长度、数据类型、采集频率、通讯协议进行了统一整合。整合了国外内多种主流品牌工业机器人控制器内不统一的工业数据。为机器人关键零部件性分析提供了有效的数据支撑，最终为提升国产工业机器人关键性能提供了可靠保障。
[0139]
读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0140]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，步骤的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个步骤可以结合或者可以集成到另一个步骤，或一些特征可以忽略，或不执行。
[0141]
上述方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0142]
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。