Návrh systému pro kontrolu a vizualizaci dat z průmyslového robota

Abstract

Diplomová práce se zabývá návrhem a praktickou realizací modulárního IIoT systému pro sběr, archivaci a vizualizaci provozních a procesních dat z průmyslového robota. Rešeršní část analyzuje současné přístupy ke sběru dat z průmyslových robotů, přehled komunikačních protokolů a dostupných open-source i komerčních platforem. Analytická část porovnává dvě technické koncepce realizace a na základě srovnání volí modulární stack složený z nástrojů Node-RED, InfluxDB a Grafana. Praktická část popisuje implementaci komunikačního rozhraní s řídicí jednotkou robota Universal Robots UR3e prostřednictvím rozhraní Real-Time Client Interface, konfiguraci databáze pro vysokofrekvenční archivaci časových řad a návrh vizualizačního dashboardu. Součástí systému je zpětná řídicí smyčka realizovaná protokolem Modbus TCP umožňující reakci na detekovanou procesní anomálii. Funkčnost systému je ověřena na experimentální úloze robotického šroubování s detekcí utržení šroubu, při níž jsou srovnány průběhy krouticího momentu pro standardní a chybový montážní cyklus.

This master's thesis deals with the design and practical implementation of a modular IIoT system for the collection, archiving, and visualization of operational and process data from an industrial robot. The research section analyzes current approaches to data acquisition from industrial robots, an overview of communication protocols, and available open-source and commercial platforms. The analytical section compares two technical implementation concepts and, based on this comparison, selects a modular stack consisting of Node-RED, InfluxDB, and Grafana. The practical section describes the implementation of the communication interface with the Universal Robots UR3e control unit via the Real-Time Client Interface, the configuration of the database for high-frequency time series archiving, and the design of a visualization dashboard. The system includes a feedback control loop implemented via the Modbus TCP protocol, enabling a response to detected process anomalies. The functionality of the system is verified through an experimental robotic screwing task with thread stripping detection, in which the torque profiles of standard and faulty assembly cycles are compared.