工业机器人系统集成 课件 第1-4章 工业机器人制造集成系统基础知识-分拣工作站工业机器人系统集成

1.1工业机器人系统集成现状情景导入人类文明进步和发展的标志：1、工具-机器人；2、文字-信息技术20世纪是计算机的时代；21世纪是机器人的时代。----比尔·盖茨机器人=自动化装置（AutomaticDevice)图1-1工业机器人

工业机器人简介图1-4码垛机器人

图1-2焊接机器人图1-3喷涂机器人图1-5装配机器人

工业机器人简介图1-6机器人应用领域

机器人系统集成应用工业机器人简介图1-7全球工业机器人发展历程

工业机器人简介图1-8ABB机器人工业机器人系统集成商处于机器人产业链的下游应用端，为终端客户提供应用解决方案，其负责工业机器人应用二次开发和周边自动化配套设备的集成，是工业机器人自动化应用的重要组成。只有机器人本体是不能完成任何工作的，需要通过系统集成之后才能为终端客户所用。+相较于机器人本体供应商，机器人系统集成供应商还要具有产品设计能力、对终端客户应用需求的工艺理解、相关项目经验等，提供可适应各种不同应用领域的标准化、个性化成套装备。从产业链的角度看，机器人本体（单元）是机器人产业发展的基础，而下游系统集成则是机器人商业化、大规模普及的关键。本体产品由于技术壁垒较高，有一定垄断性，议价能力比较强，毛利较高。而系统集成的壁垒相对较低，与上下游议价能力较弱，毛利水平不高，但其市场规模要远远大于本体市场。工业机器人系统集成图1-9模块化柔性智能制造工作站1、模块化2、柔性化3、智能化工业机器人系统集成模块化柔性智能制造工作站：ABB机器人、控制模块和综合教学模块。图1-10模块化柔性智能制造工作站知识回顾模块化与可重构化是现阶段机械架构发展的主要动向;工业机器人系统集成现状以智能制造技术为基础，在现有设备单元的基础上，结合工业机器人、视觉等设备，实现柔性化生产。选用工业以太网通讯方式完成设备端的控制和信息采集，增加MES系统完成对生产全流程的监控和优化，实现智能化生产。利用互联网将产品制造过程数据和设备运行状态数据上传到云服务器中存储，在确保身份信息验证正确的前提下可通过移动终端实现对云服务器中数据的实时访问。模块化与可重构化是现阶段机械架构发展的主要动向;THANKS1.2工业机器人集成技术情景导入图2-1IRB120工业机器人本体IRB120机器人是ABB第四代机器人系列的最新产品。IRB120具有敏捷、紧凑、轻量的特点，控制精度与路径精度俱优，是物料搬运与装配应用的理想选择。1、ABB工业机器人本体图2-2IRB120工业机器人本体机械手是工业机器人本体的主要组成部分，是由六个关节轴组成的六杆开链机构。CHL-DS-11智能制造单元系统的机器人本体为ABB-IRB120工业机器人，由J1～J6六杆开链机构组成，如图2-2所示。1、ABB工业机器人本体关节轴动作类型工作范围最大速度/（°/s）轴1旋转运动+165°～-165°250°/s轴2摆动运动+110°～-110°250°/s关节轴动作类型工作范围最大速度/（°/s）轴3摆动运动+70°～-110°250°/s轴4手腕动作+160°～-160°320°/s轴5弯曲动作+120°～-120°320°/s轴6转向动作+400°～-400°（默认值）420°/s表2-1关节轴的运动分析表图2-3工业机器人本体视图和极限工作范围2、控制柜表2-2控制柜接口及外部按钮图2-4控制柜组成序号接口/按钮名称序号接口/按钮名称A示教器电缆接口F力控制选项信号电缆接口B运动模式转换开关G主电源控制开关C紧急停止按钮H输入电源插口D复位与上电按钮I编码器电缆接口EIRB120工业机器人本体送刹车按钮J动力电缆接口3、IRC5控制器介绍及使用图2-5

输入针脚表2-3IRC5控制器内部接口/按钮名称序号接口/按钮名称序号接口/按钮名称A控制面板E驱动装置B主计算机F安全面板CI/O供电装置G驱动系统电源D电容H轴计算机4、示教器使用与设置图2-6ABB工业机器人示教器A、连接电缆B、触摸屏C、急停开关D、手动操作摇杆E、USB接口F、使能器按钮G、触摸屏用笔H、示教器复位按钮4、示教器使用与设置图2-7

示教器的拿法4、示教器使用与设置图2-8示教器主菜单界面序号选项名称功能说明1HotEdit用于设置程序模块下轨迹点位置的补偿2输入输出用于设置及查看I/O视图3手动操纵用于更改动作模式设置、坐标系选择、操纵杆锁定及载荷属性；也可用于显示实际位置4自动生成窗口用于在自动模式下，直接调试程序并运行5程序编辑器用于建立程序模块及编程调试6程序数据用于选择编程时所需程序数据的窗口，查看并配置变量数据7备份与恢复用于备份和恢复系统8校准进行转数计数器和电机校准，用于机械零点的校准9控制面板用于对示教器进行相关设定，并对系统参数进行配置10事件日志用于查看系统出现的各种提示信息11资源管理器用于管理系统资源、备份文件等12系统信息用于查看控制器属性及硬件和软件相关信息13注销用于退出当前用户权限14重新启动用于重新启动系统表2-4主菜单各选项功能说明5、工业机器人的手动操作图2-9

工业机器人的运动模式对于ABB工业机器人而言，工业机器人的手动操作模式一共有3种：单轴运动、线性运动和重定位运动，如图2-9所示。5、工业机器人的手动操作图2-10

切换工业机器人状态图2-11

确认手动操作模式6、工业机器人系统备份及恢复表2-5

输入针脚文件夹内容描述Backinfo包含要从媒体库中重新创建系统软件和选项所需的信息Home包含系统所有主目录中的内容和副本RAPID系统程序存储器中的每个任务创建的一个子文件夹，任务文件夹包含单独的程序模块文件夹和系统模块文件夹Syspar包含系统配置文件系统备份的目的为防止操作人员误删工业机器人系统文件，通常在在工业机器人进行操作前先将工业机器人系统备份。备份对象是所有正在系统内存运行的PAPID程序和系统参数。当工业机器人系统无法启动或安装新系统时，可以利用已备份的系统文件进行恢复，备份系统文件具有唯一性，即只能将备份系统文件恢复到原来的工业机器人中，以防造成系统冲突等故障。6、工业机器人系统备份及恢复图2-12

系统恢复界面图2-13

等待系统恢复完成界面7、ABB工业机器人坐标系介绍图2-14

坐标系对于ABB工业机器人而言，为确定其位置和姿态而在工业机器人或空间上建立的位置指标系统称为坐标系。坐标系通过一个固定点（原点O）和轴来定义平面或空间，如图2-51所示，其中X轴，Y轴和Z轴为该坐标系的三个坐标轴。工业机器人的姿态和位置通过沿坐标系轴的测量来距离定位。工业机器人具有若干个常用坐标系，每一个坐标系都适用于特定类型的微动控制或编程。知识回顾通过本小节的学习，我们了解了ABB工业机器人本体、控制柜、IRC5控制器、示教器、工业机器人的手动操作、工业机器人系统备份及恢复、ABB工业机器人坐标系等知识。THANKS1.3PLC逻辑控制系统集成技术情景导入本章知识点1、PLC概述2、PLC组成3、PLC硬件和软件结构4、PLC梯形图绘制1、PLC概述早期的可编程序控制器只具有逻辑运算的功能，人们称之为可编程序逻辑控制器（ProgrammableLogicController）,缩写为PLC。随着微电子技术和集成电路的发展，特别是微处理器和微计算机的迅速发展，可编程序控制器具有了自诊断功能，可靠性有了大幅度提高。国外工艺界在1980年正式命名为可编程序控制器（ProgrammableController）,缩写为PC。为了和个人计算机(PersonalComputer)区分，一般仍把可编程序控制器缩写为PLC。图3-1PLC1、PLC概述表3-1通讯模块集成工艺高速输入SIMATICS7-1200控制器带有多达6个高速计数器。其中3个输入为100kHz，3个输入为30kHz，用于计数和测量。高速输出SIMATICS7-1200控制器集成了两个100kHz的高速脉冲输出，用于步进电机或控制伺服驱动器的速度和位置。这两个输出都可以输出脉宽调制信号来控制电机速度或加热元件的占空比。存储器用户程序和用户数据之间的可变边界可提供最多50KB容量的集成工作内存。同时还提供了最多2MB的集成装载内存和2KB的掉电保持内存。SIMATIC存储卡可选，通过它可以方便地将程序传输至多个CPU。信号模块

多达8个信号模块可连接到扩展能力最高的CPU，以支持更多的数字和模拟量输入/输出信号。1、PLC概述图3-2PLC扫描工作方式PLC工作工程实际上周而复始地执行读输入、执行程序、处理通信请求、执行CPU自诊断和写输出地扫描过程。1)）读输入扫描过程2)执行程序3)与网络通信的扫描过程4)自诊断扫描过程5)写输出扫描2、PLC组成图3-3PLC组成3、PLC硬件和软件结构图3-5远程I/O模块1、中央处理器2、储存器3、输入、输出接口4、电源5、扩展接口6、通信接口7、智能I/O接口8、智能单元9、其他部件图3-4PLC工作流程3、PLC硬件和软件结构图3-6博图软件我们在使用传统软件设计系统时，往往是编辑PLC程序需要一款软件，编辑HMI控制界面需要一款软件，配置现场设备（比如变频器）还需要一款软件，而各部分却需要紧密联系才能构成一个完整的控制系统。这时候如果使用一款统一的软件完成上述所有的工作，将非常有益于整个系统的构建。4、PLC梯形图绘制图3-7梯形图程序如何判断梯形图程序是否合理梯形图4、PLC梯形图绘制图3-8梯形图示例程序知识回顾图3-9S7-1200PLC本小节我们通过学习了解了PLC，知道了PLC概述、PLC组成、PLC硬件和软件结构、PLC梯形图绘制等知识对我们日后使用S7-1200这款PLC打下了良好的基础。1）自上而下、从左到右，每个继电器线圈为一个逻辑行，即一层阶梯。每一个逻辑行起于左母线，然后是触点的连接，最后终止于继电器线圈或右母线。2）一般情况下，在梯形图中某个编号继电器线圈只能出现一次，而继电器触点（常开/常闭）可重复出现。3)在一个逻辑行上，串联触点多的支路应放在上方，如果将串联触点多的支路放在下方，则语句增多，程序变长。THANKS1.4机器视觉系统集成技术情景导入图4-1机器视觉系统1、机器视觉概述图4-2机器视觉系统工作方式1)图像采集单元2)图像处理单元3)图像处理软件4)网络通讯设置2、机器视觉的组成图4-3机器视觉系统的构成2、机器视觉的组成图4-7显示器图4-4相机镜头图4-6连接线图4-5FH控制器图4-8CCD相机图4-9光源系统2、机器视觉的组成图4-10机器视觉系统的构成视觉系统功能根据设备功能需求采用欧姆龙FZ-SC彩色CCD相机，结合欧姆龙FH-L550处理器对六自由度工业机器人抓取的物体进行视觉识别。3、视觉系统软件图4-11视觉系统操作界面

欧姆龙视觉软件FZ-PanDA4、控制器与机器人通信介绍图4-12视觉通讯工作流程视觉系统通信工作流程5、视觉辅助系统介绍图4-13光源机器视觉系统的核心是图像采集和处理。所有信息均来源于图像之中，图像本身的质量对整个视觉系统极为关键。而光源则是影响机器视觉系统图像水平的重要因素，它直接影响输入数据的质量即精度和速度。使用光源的目的是将被测物体与背景尽量明显分别，获得高品质、高对比度的图像。6、显示器介绍图4-14显示器按键图4-15显示器设置知识回顾图4-16视觉系统测量流程本小节我们学习了机器视觉系统集成技术

，机器视觉系统具有高效率、速度快、精度高等特点。在大批量工业生产过程中，如果用人工检查产品质量，往往效率低、成本高且精度不高。用机器视觉检测可以大幅度提高检测效率和生产的自动化程度。THANKS2.2.1DSQC652等板的配置情景导入IO板型号序号型号说明1DSQC651分布式I/O模块di8、do8、ao22DSQC652分布式I/O模块di16、do163DSQC653分布式I/O模块di8、do8带继电器4DSQC355A分布式I/O模块ai4、ao45DSQC377A输送链跟踪单元

DSQC651板主要提供8个数字输入信号、8个数字输出信号和2个模拟输出信号的处理。1、标准I/O板DSQC651点击“控制面板选项”ABCDEFG各模块接口说明A数字输出信号指示灯。BX1数字输出接口。CX6模拟输出接口。DX5是DeviceNet接口。E模块状态指示灯。FX3数字输入接口。G数字输入信号指示灯标准I/O板DSQC6512、标准I/O板DSQC652ABCDEF标准I/O板DSQC652

标准I/O板DSQC652板主要提供16个数字输入信号和16个数字输出信号的处理。各模块接口说明A数字输出信号指示灯。BX1，X2数字输出接口。CX5是DeviceNet接口。D模块状态指示灯EX3，X4数字输入接口F数字输入信号指示灯标准I/O板DSQC6533、标准I/O板DSQC653ABCDEF

标准I/O板DSQC653板主要提供8个数字输入信号和8个数字继电器输出信号的处理。各模块接口说明A数字继电器输出信号指示灯。BX1数字继电器输出信号接口。CX5是DeviceNet接口。D模块状态指示灯。EX3数字输入信号接口。F数字输入信号指示灯。4、标准I/O板DSQC355A标准I/O板DSQC355A01ABCD

标准I/O板DSQC355A板主要提供4个模拟输入信号和4个模拟输出信号的处理各模块接口说明AX8模拟输入端口。BX7模拟输出端口。CX5是DeviceNet接口。DX3是供电电源。5、标准I/O板DSQC377AABC标准I/O板DSQC377A

标准I/O板

DSQC377A板主要提供机器人输送链跟踪功能所需的编码器与同步开关信号的处理各模块接口说明AX20是编码器与同步开关的端子。BX5是DeviceNet接口。CX3是供电电源。6、配置标准I/O板DSQC6521、点击“ABB主菜单”2、点击“控制面板”点击“ABB主菜单”点击“控制面板”6、配置标准I/O板DSQC6523、点击“配置”4、点击“DeviceNetDevice”点击“配置”点击“DeviceNetDevice”6、配置标准I/O板DSQC6525、点击“添加6、选择“DSQC65224VDCI/ODevice”点击“添加”选择“DSQC65224VDCI/ODevice”6、配置标准I/O板DSQC6527、修改Address值为“10”8、出现重启操作选择“是”修改Address值为“10点击“是”5、标准I/O板DSQC377A

本章节我们介绍了标准I/O板，并以DSQC652板为例进行了标准I/O板的配置，需要大家复习并加以运用。2.2.2工业机器人标准IO信号的配置情景导入远程IO模块IO板配置（1）示教器点击“主菜单”选项进入界面（2）在主菜单界面中点击“控制面板”选项点击“主菜单”选项1、I/O信号的配置点击“控制面板选项”1、I/O信号的配置点击“配置”选项（3）单击“配置”选项，进入配置界面。（4）单击“Signal”选项。点击“Signal”选项

先择“添加”选项对相应参数进行设置1、I/O信号的配置（3）选择“添加”选项。（4）在添加信号界面内对信号进行命名与定义。1、I/O信号的配置“重新启动”提示框（7）确定后会出现“重新启动”提示框，点击“是”选项示教器会重新启动3、知识回顾本章节我们学习了如何让配置IO信号，要求我们做好复习工作并合理运用。2.3.1机器人远程IO配置与DeviceNet通讯特点情景导入适配器选型远程IO模块（1）远程I/O模块（FR8030）实物示意图（2）远程I/O参数对照表远程I/O参数对照表远程I/O模块（FR8030）实物示意图1、DeviceNet通讯特点及优势2、配置远程IO单击“添加”按钮（1）单击“添加”选项，进入配置界面。（2）单击“DeviceNetGenericDevice”选项。单击“DeviceNetGenericDevice”选项将I/O板命名为Board11对相应参数进行设置2、配置远程IO（3）将I/O板命名为Board11（4）对相应参数进行设置（参数设置请按照远程I/O参数对照表进行填写）。参数名称参数值Address11VendorID9999ProductCode67DeviceType12ProductionInhibittime(ms10ConnectionTypePolledPollRate100ConnectionOutputSize(bytes)12ConnectionIntputSize(bytes)2QuickConnectDeactivated工业机器人通讯地址设置“重新启动”提示框（7）确定后会出现“重新启动”提示框，点击“是”选项示教器会重新启动3、知识回顾

本章节我们了解了DeviceNet通讯特点及优势，学习了如何配置远程I/O板，要求复习，熟悉建板的流程，并加以运用。2.4.2工业机器人通讯地址配置情景导入ABB机器人IP地址设置发那科机器人IP地址设置（1）在ABB主页中单击“主菜单”图标（2）单击“控制面板”选项单击“控制面板”选项单击“主菜单”图标工业机器人通讯地址设置工业机器人通讯地址设置单击“配置”选项（3）单击“配置”选项，进入配置界面。（4）在配置界面内单击“主题”并在其中选择“Communication”选项，进入界面。单击“主题”下拉列表单击“IPSetting”选项

单击“添加”按钮工业机器人通讯地址设置（5）单击“IPSetting”选项，进入界面。（6）单击“添加”选项，进入界面。工业机器人通讯地址设置设置IP“重新启动”提示框（7）按照要求进行ip地址设置，完成后点击“确定”选项（8）确定后会出现“重新启动”提示框，点击“是”选项示教器会重新启动3、知识回顾

本章节我们学习了如何配置机器人IP，要求会设置IP，并明白其中的意思，合理加以运用。2.1.1工业机器人I/O通信的种类情景导入图4-1工业机器人I/O通讯种类

工业机器人具有丰富的I/O通信接口，可以轻松地实现与周边设备的通信。在一般情况下，工业机器人支持的I/O通信方式包括普通I/O通信、现场总线通信和网络通信等。I/O是Input/Output的缩写，即输入/输出，工业机器人可通过I/O与外部设备进行交互。数字量输入：各种开关信号反馈，如按钮开关、转换开关、接近开关及触摸屏中的开关等；传感器信号反馈，如光电传感器、光纤传感器；接触器，继电器触点信号反馈。数字量输出：控制各种继电器线圈，如接触器、继电器、电磁阀；控制各种指示类信号，如信号灯、蜂鸣器。普通I/O通信图4-2标准I/O板DSQC651普通I/O通信包括Signal和GroupSignal两种方式。本地I/O模块是工业机器人控制柜中常见的模块之一，是默认必备的模块，最常见的有8输入和8输出类I/O模块，或者16输入和16输出类I/O模块；将0V和24V的模拟量作为数字控制中的0和1。在小型系统中，普通I/O通信常用来快速地连接电磁阀及传感器，可实现夹具等部件的控制。现场总线通信图4-3PLC与机器人通讯

场总线（FieldBus）是近年迅速发展起来的一种工业数据总线，主要用于解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等设备间的数字通信问题以及上述现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。简单地说，现场总线就是以数字通信替代了传统4～20mA模拟信号及普通开关量信号的传输，是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。从系统的角度来看，现场总线是用于不同工业设备之间通信的可靠接口，如工业机器人和PLC的通信；从控制方式的角度来看，现场总线是普通I/O的扩展。网络通信图4-4Socket

网络通信主要包括Socket、PCSDK、RWS（robotwebservice）、OPC、RMQ（robotmessagequeue）。图4-5OPCUA

网络通信图4-6用IE浏览器读取机器人

图4-7用OPC读写并定义机器人数据

知识回顾图4-7各通信方式的总结

通信方式要求特点本地IO本地IO模块使用硬接线的方式传递每个信号；信号较多时，有整理线束的麻烦。总线对应的总线模块；profinetslave除外，只需要使用控制柜自带的网口。稳定。不同总线的通讯效率不一致，特定总线的通信效率等可以手动设置，也受到线缆长度和类型的影响。使用总线，控制上相当于获得了巨大数量的普通IO。SocketPCinterface选项简单易用，有较高的柔心。如果仅仅是基于数据的通信，这就是最佳的方案。在有相机和PC通信的场合，有广泛的应用。PCSDKPCinterface选项功能全面，当除了数据通信之外还需要程序控制等操作时选择免费。RWSRobotware版本在6.0以上涵盖PCSDK的几乎全部功能，基于HTTP能够夸平台使用。暂时不需要购买任何机器人选项，是未来ABB主推的技术之一，免费。随着Robotware版本的更新，会不断加入新的功能。RMQ和PC通信时，要求PCinterface选项终端模式可以用于机器人task之间的实时响应。OPCPCinterface当其他通信设备使用OPC技术的时候才考虑。THANKS2.1.2工业机器人I/O通信接口情景导入表4-1

工业机器人I/O通信接口ABB工业机器人具有丰富的I/O通信接口（如ABB标准通信接口、与PLC的现场总线通信接口、PC机的数据通信接口），可以轻松地实现与周边设备的通信。ABB工业机器人I/O通信接口如表4-1所示。ABB标准通信接口现场总线通信接口数据通信接口标准I/O板ABBPLCDevice

NetProfibusProfinetEthernet/IPCCLink串口通信Socket通信……ABB标准通信接口图4-1标准I/O板DSQC652图4-2标准I/O板DSQC652接口现场总线通信接口图4-4

IRC5Compact控制柜接口XS17Devicenet图4-3DevinceNet数据通信接口图4-5

Socket通信模型图4-6ABB机器人Socket通信知识回顾图4-7ABB机器人I/O通讯种类THANKS2.1.3工业机器人标准I/O板介绍情景导入表4-1

常用的ABB标准I/O板型号及其通信接口说明本小节我们要学习的是工业机器人标准I/O板，ABB标准I/O板提供的常用信号有数字输入di、数字输出do、模拟输入ai、模拟输出ao。常用的ABB标准I/O板型号及其通信接口说明如表4-1所示。序号型号通信接口说明1DSQC

651分布式I/O模块di8、do8、ao22DSQC

652分布式I/O模块di16、do163DSQC

653分布式I/O模块di8、do8，带继电器4DSQC

355分布式I/O模块ai4、ao45DSQC

377输送链跟踪单元标准I/O板DSQC651表4-2DSQC651板模块接口说明DSQC651板主要提供8个数字输入信号、8个数字输出信号和2个模拟输出信号的处理。DSQC651板模块接口说明如表4-2所示。标准I/O板DSQC651表4-3X1端子说明表4-4X3端子说明表4-5X5端子说明X1端子编号使用定义地址分配X1端子编号使用定义地址分配1OUTPUTCH1326OUTPUTCH6372OUTPUTCH2337OUTPUTCH7383OUTPUTCH3348OUTPUTCH8394OUTPUTCH43590V—5OUTPUTCH5361024V—X3端子编号使用定义地址分配X3端子编号使用定义地址分配1INPUTCH106INPUTCH652INPUTCH217INPUTCH763INPUTCH328INPUTCH874INPUTCH4390V—5INPUTCH5410未使用—X5端子编号使用定义X5端子编号使用定义10V，BLACK（黑色）7模块IDbit0(LSB)2CAN信号线low，BLUE（蓝色）8模块IDbit1(LSB)3屏蔽线9模块IDbit2(LSB)4CAN信号线high，WHITE（白色）10模块IDbit3(LSB)524V，RED（红色）11模块IDbit4(LSB)6GND地址选择公共端12模块IDbit5(LSB)标准I/O板DSQC651图4-1跳线与地址对应图表4-6X6端子说明（模拟输出范围：0～10V）X6端子编号使用定义地址分配X6端子编号使用定义地址分配1未使用—40V—2未使用—5模拟输出A010-153未使用—6模拟输出A0216-31标准I/O板DSQC652表4-7DSQC652板模块接口说明DSQC652板主要提供了16个数字输入信号和16个数字输出信号的处理。DSQC652板模块接口说明如表4-7所示。标准I/O板DSQC652表4-8X1端子说明表4-9X2端子说明表4-10X4端子说明X1端子编号使用定义地址分配X1端子编号使用定义地址分配1OUTPUTCH106OUTPUTCH652OUTPUTCH217OUTPUTCH763OUTPUTCH328OUTPUTCH874OUTPUTCH4390V—5OUTPUTCH541024V—X2端子编号使用定义地址分配X2端子编号使用定义地址分配1OUTPUTCH986OUTPUTCH14132OUTPUTCH1097OUTPUTCH15143OUTPUTCH11108OUTPUTCH16154OUTPUTCH121190V—5OUTPUTCH13121024V—X4端子编号使用定义地址分配X4端子编号使用定义地址分配1INPUTCH986INPUTCH14132INPUTCH1097INPUTCH15143INPUTCH11108INPUTCH16154INPUTCH121190V—5INPUTCH13121024V—标准I/O板DSQC653表4-11DSQC653板模块接口说明DSQC653板主要提供8个数字输入信号和8个数字继电器输出信号的处理。DSQC653板模块接口说明如表4-11所示。标准I/O板DSQC653表4-12X1端子说明表4-13X3端子说明X1端子编号使用定义地址分配X1端子编号使用定义地址分配1OUTPUTCH1A09OUTPUTCH5A42OUTPUTCH1B10OUTPUTCH5B3OUTPUTCH2A111OUTPUTCH6A54OUTPUTCH2B12OUTPUTCH6B5OUTPUTCH3A213OUTPUTCH7A66OUTPUTCH3B14OUTPUTCH7B7OUTPUTCH4A315OUTPUTCH8A78OUTPUTCH4B16OUTPUTCH8BX4端子编号使用定义地址分配X4端子编号使用定义地址分配1INPUTCH106INPUTCH652INPUTCH217INPUTCH763INPUTCH328INPUTCH874INPUTCH4390V—5INPUTCH5410～16未使用—标准I/O板DSQC355表4-14DSQC355板模块接口说明DSQC355板主要提供4个数字输入信号和4个数字继电器输出信号的处理。DSQC355板模块接口说明如表4-14所示标准I/O板DSQC355表4-15X3端子说明表4-16X7端子说明表4-17X8端子说明X3端子编号使用定义X3端子编号使用定义10V4未使用2未使用5+24V3接地

X7端子编号使用定义地址分配X7端子编号使用定义地址分配1模拟输出_1，-10V/+10V0～1519模拟输出_1，0V—2模拟输出_2，-10V/+10V16～3120模拟输出_2，0V—3模拟输出_3，-10V/+10V32～4721模拟输出_3，0V—4模拟输出_1，4～20mA48～6322模拟输出_4，0V—5～18未使用—23～24未使用—X8端子编号使用定义地址分配X8端子编号使用定义地址分配1模拟输入_1，-10V/+10V0～1525模拟输入_1，0V—2模拟输入_2，-10V/+10V16～3126模拟输入_2，0V—3模拟输入_3，-10V/+10V32～4727模拟输入_3，0V—4模拟输入_1，4～20mA48～6328模拟输入_4，0V—5～16未使用—29～320V—17～24+24V—

标准I/O板DSQC377表4-18DSQC377板模块接口说明DSQC377板主要提供工业机器人输送链跟踪功能所需的编码器与同步开关信号的处理。DSQC377板模块接口说明如表4-18所示。标准I/O板DSQC355表4-19X21端子说明X20端子编号使用定义X20端子编号使用定义124V6编码器1，B相20V7数字输入信号1，24V3编码器1，24V8数字输入信号1，0V4编码器1，0V9数字输入信号1，信号5编码器1，A相10～16未使用知识回顾图4-2DSQC652图4-4DSQC355图4-3DSQC377THANKS3.1.1PLC轴工艺对象的配置情景导入图3-1执行单元滑台移动本小节我们要学习的是PLC轴工艺对象的配置。滑台运动模块使工作站的只要执行模块，工业机器人臂长有限，为了满足工作台运行需求，我们单独为该模块增加了PLC和伺服模组，将工业机器人安装在伺服模组的滑台上，通过伺服滑台的移动来弥补工业机器人臂长的缺陷。工艺对象配置图3-2新建对象图3-3驱动器工艺对象配置图3-4扩展参数图3-5位置限制工艺对象配置图3-6动态参数图3-7急停工艺对象配置图3-8回原点参数主动：设置输入原点开关信号I0.1，选择高电平触发，勾选允许硬限位开关处自动反转，逼近/回原点方向选择负方向，参考点开关一侧选择下侧，设置逼近速度为10mm/s。知识回顾图3-9工艺对象参数设置本小节我们学习了PLC轴工艺对象的配置，完成了机器人伺服移动重要的一环。THANKS3.1.2机器人信号配置情景导入图3-1伺服移动程序图3-1是一个机器人的伺服移动程序，这个程序可以控制伺服自由的移动，那么要完成这样一个程序，我们需要做什么样的准备呢，下面我们就来学习一下机器人的信号配置。机器人信号配置图3-2servohome图3-3servoarrive机器人信号配置图3-4servoABB通过通讯控制伺服运行内容：一.轴1定位运行的位移量和位移速度通过ABB机器人来进行赋值知识回顾图3-5输入输出信号图3-6三个伺服控制信号通过servo、servoarrive、servohome三个信号控制伺服轴的移动。THANKS3.2.1轴控制程序编写与指令分析情景导入图3-1轴控制指令

本小节我们要学习地是轴控制程序编写与指令分析，只有用好了指令才能正确地控制轴的运行。轴控制程序编写图3-2MOVE指令

图3-3CONV指令

指令分析图3-4MC_Power图3-5MC_Power参数1）MC_Power：启用、禁用轴指令分析图3-6MC_Reset

2）MC_Reset：确认故障，重新启动工艺对象图3-7MC_Reset参数指令分析图3-8MC_Home3）MC_Home：使轴归位，设置参考点图3-9

MC_Home参数

指令分析图3-10MC_Halt4）MC_Halt：停止轴图3-11MC_Halt参数指令分析图3-12MC_MoveAbsolute

5）MC_MoveAbsolute：轴的绝对定位图3-13MC_MoveAbsolute参数

指令分析图3-14MC_MoveJog

6）MC_MoveJog：在点动模式下移动轴图3-15MC_MoveJog参数

知识回顾图3-16轴控制指令THANKS3.2.2轴手动控制与报警解除情景导入图3-1伺服导轨通过机器人和PLC的控制伺服可以自由移动，但是用过程中可能会遇到超限位、碰撞等问题，这时候伺服系统就会报警，我们需要通过手动控制来重新调整轴的位置，那这节课我们就来学习轴手动控制与报警解除。

轴手动控制图3-2MC_Power-Enable图3-3位置限制-硬限位开关轴手动控制图3-4轴_1-调试

图3-5主控制-激活轴手动控制图3-6激活主控制

图3-7轴控制面板报警解除图3-8轴_1-诊断

图3-9诊断-状态和错误位报警解除图3-10诊断-运动状态

图3-11诊断-动态设置知识回顾图3-12轴控制图3-13诊断THANKS3.2.3各工作站程序分析情景导入图3-1模块化柔性智能制造工作站模块化：指解决一个复杂问题时自上向下逐层把问题划分成若干简单事件的过程，其事件能分别反映其内部特性。柔性生产：通过系统结构、人员组织、运作方式和市场营销等方面的改革，使生产系统能对市场需求变化作出快速的适应，同时消除冗余无用的损耗，力求企业获得更大的效益。智能制造：是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智研讨会能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智能化和高度集成化总控单元图3-2总控单元仓储单元图3-3仓储单元仓储单元图3-4仓储指示灯程序图3-5仓位弹出程序打磨单元图3-6打磨单元打磨单元图3-7打磨单元程序加工单元图3-8加工单元加工单元图3-9加工单元PLC与数控程序检测单元图3-10检测单元分拣单元图3-11分拣单元分拣单元图3-12分拣单元程序执行单元图3-13总控单元执行单元图3-14执行单元程序工具单元图3-15工具单元知识回顾图3-16各单元程序块本小节我们学习了各工作站的功能与它们对应的程序分析，更加了解了模块化柔性智能制造工作站的工作方式与原理。THANKS4.1.1分拣工作站主要组成单元及工作流程介绍

情景导入图1-1分拣系统1图1-2分拣系统2分拣单元是智能制造单元系统集成应用平台（CHL-DS-11型）的功能单元，可根据程序实现对不同零件的分拣动作，由工作台、传输带、分拣机构、分拣工位、远程I/O模块等组件构成，如图所示。图1-3分拣单元分拣单元表1-1分拣单元各组成部分的参数规格分拣单元各组成部分的参数规格如表所示。分拣单元名称参数规格数量备注传输带1）宽度为125mm，有效长度为1250mm；2）调速电动机驱动，功率为120W，单相220V供电，配套1:18减速比减速器，减速器由变频器驱动；3）传输带起始端配有传感器，可检测当前位置是否有零件1—分拣机构1）分拣机构配有传感器，可检测当前分拣机构前是否有零件；2）利用垂直气缸可实现阻挡片升降，将零件拦截在指定分拣机构前；3）利用推动气缸可实现将零件推入指定分拣工位3—分拣工位1）分拣工位末端配有传感器，可检测当前分拣工位是否有零件；2）分拣工位末端为V型顶块，可配合顶紧气缸精确定位零件；3）每个分拣工位均有标号3—远程I/O模块1）支持ProfiNet总线通信；2）最多支持32个适配I/O模块；3）最大传输距离为100米（站站距离），最大总线速率为100Mbit/s；4）附带数字量输入模块为3个，单模块为8通道，输入信号类型为PNP，输入电流典型值为3mA，隔离耐压为500V，隔离方式为光耦隔离；5）附带数字量输出模块为2个，单模块为8通道，输出信号类型为源型，驱动能力为500mA/通道，隔离耐压500V，隔离方式为光耦隔离；6）在工作台台面上布置有远程I/O适配器的网络通信接口，方便接线1具备基于Profi

Net的远程I/O模块工作台1）铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，底部柜体内可安装电气设备；2）台面长为1360mm，宽为680mm，厚为20mm；3）底部柜体长为1280mm，宽为600mm，高为700mm；4）底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径为50mm，轮片宽度为25mm，可调高度为10mm；5）工作台面布置有合理的线槽，方便控制信号线和气路布线，且电、气分开；6）底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气管和通信线布线；7）底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互换安装1—智能制造单元系统集成应用平台以汽车行业的轮毂为产品对象，通过对PLC、工业机器人进行编程调试，根据视觉检测结果对轮毂进行操作，最终实现轮毂分拣入位的生产工艺环节。分拣单元图1-4分拣单元结构图情景回顾图1-5分拣单元本小节我们初步了解的分拣单元，知道了它的大致结构与它的工作流程。THANKS4.1.2分拣工作站I/O信号配置与库程序设计情景导入图2-1工业机器人操作主界面图2-2控制面板1、工业机器人分拣I/O信号配置ABB工业机器人提供了丰富的I/O通信接口，可以轻松的与周边设备进行通信。表2-1ABB工业机器人I/O通信接口的说明ABB标准I/O板提供的常用信号处理有数字输入di、数字输出do、模拟输入ai、模拟输出ao，以及输送链跟踪。序号型号说明1DSQC

651分布式I/O模块di8、do8、ao22DSQC

652分布式I/O模块di16、do163DSQC

653分布式I/O模块di8、do8带继电器4DSQC

355分布式I/O模块ai4、ao45DSQC

377输送链跟踪单元1、工业机器人分拣I/O信号配置表2-2DSQC652板参数设置ABB标准I/O板都是放置在DeviceNet现场总线下的设备，通过X5端口与DeviceNet现场总线进行通信。本次轮毂分拣入位的操作使用的是DSQC652型I/O接口，所以本节主要讲述DSQC652型I/O接口的具体信号配置图2-3添加通信设备1、工业机器人分拣I/O信号配置图2-4选择DSQC652I/O设备图2-5配置DSQC652板1、工业机器人分拣I/O信号配置表2-4ABB工业机器人I/O通信接口的说明配置DSQC652板的I/O信号TypeSignalNameAction

Status说明SystemInputD652_in1MotorOn电机上电SystemInputD652_in2StartMain主程序运行（初始化）SystemInputD652_in3Start程序启动SystemInputD652_in4Stop程序停止SystemInputD652_in5MotorOff电机下电SystemoutputD652_out9_redEmergencyStop急停信号灯SystemoutputD652_out10_yellowMotorOnState上电信号灯SystemoutputD652_out11_greenMotorOffState下电信号灯表2-3系统I/O配置系统I/O与I/O信号的关联NameTypeofSignalAssignedtoUnitInvertPhysicalValueUnitMapping说明D652_in1DigitalInputD652On0电机上电D652_in2DigitalInputD652On1程序复位并运行D652_in3DigitalInputD652On2程序停止D652_in4DigitalInputD652On3程序启动D652_in5DigitalInputD652On4电机下电D652_out6DigitalOutputD652On5控制吸嘴吸气D652_out9_redDigitalOutputD652Yes8控制工业机器人急停信号灯D652_out10_yellowDigitalOutputD652Yes9控制工业机器人电机下电信号灯D652_out11_greenDigitalOutputD652Yes10控制工业机器人电机上电信号灯2、库程序设计图2-6分拣程序设计

知识回顾图2-7DSQC652板块配置经过本小节的学习我们初步了解了工业机器人分拣I/O信号配置与它的库程序设计，为后面的学习打下了良好的基础。THANKS4.2.1分拣工作站的工作过程情景导入图2-1分拣工作站轮毂分拣工作站的工作过程轮毂分拣入位模块由ABB六自由度串行关节工业机器人、伺服模组、PLC、远程I/O模块，以及真空压力表、真空发生器等配件组成。其中，分拣刀位的选择，一般根据轮毂编号大小选择相应的分拣道口，由大到小或由小到大的顺序选择道口数。图2-2轮毂分拣刀位工作流程图轮毂分拣工作站的工作过程图2-3工业机器人安全姿态图2-4滑台200mm的位置工业机器人保持安全姿态，滑台平行移动到200mm的位置。轮毂分拣工作站的工作过程图2-5传送带入口处图2-6分拣一号道口处轮毂分拣工作站的工作过程图2-7推出气缸推出图2-8推出气缸推出轮毂分拣工作站的工作过程图2-9定位气缸推出图2-10定位气缸复位知识回顾图2-11轮毂分拣入库

本小节我们学习了轮毂分拣工作站的工作过程：将轮毂放置在传送带入口传感器检测处，传送带开始转动，分拣道口1挡料气缸降下，轮毂运动至道口1时推出气缸推出，将轮毂推入道口，再由定位气缸将轮毂固定在道口最深处。THANKS4.3.1数字信号与组信号的配置情境导入图2-1

数字信号添加图2-2

数字信号配置1、建数字输入信号DI1表2-1

数字输入信号DI1参数设置图2-3

数字输入信号DI1参数设置创建数字输入信号DI1，其具体参数设置如表2-1所示图2-4

数字输入信号DI1参数设置具体操作过程如图2-3、2-4所示参数名称设定值说明NameDI1设定数字输入信号的名称TypeofSignalDigitalInput设定输入信号的类型AssignedtoDeviced652

65224VDCI/ODevice设定输入信号所在的I/O模块DeviceMapping1设定输入信号所占用的地址InvertPhysicalValueNO如果对信号取反，则选Yes2、创建数字输出信号DO1表2-2

数字输入信号DO1参数设置图2-5

创建DO1信号创建数字输入信号DO1，其具体参数设置如表2-2所示其具体操作过程如图2-5所示参数名称设定值说明NameDO1设定数字输出信号的名字TypeofSignalDigitalOutput设定信号的类型AssignedtoDeviced652DSQC65224VDCI/ODevice设定信号所在的I/O模块DeviceMapping1设定信号所占用的地址InvertPhysicalValueNO如果想将信号取反，可选Yes3、创建组输入信号GI1创建组输入信号GO1，其相关参数设置如表2-3所示。表2-3

输出信号GO1参数设置图2-6

创建GO1信号参数名称设定值说明NameGI1设定组输入信号的名称TypeofSignalGroupInput设定组输入信号的类型AssignedtoDeviced652DSQC65224VDCI/ODevice设定组输入信号所在的I/O模块DeviceMapping1、2、4-3设定组输入信号所占用的地址InvertPhysicalValueNO如果对信号取反，则选Yes知识回顾图2-7创建DO1信号本小节我们学习了数字信号与组信号的配置,知道了如何创建数组输入信号DI1、数字输出信号DO1、创建组输入信号GI1。THANKS4.3.2外部关联I/O信号与系统变量情景导入图2-1SystemInput参数设置外部关联I/O信号与系统变量表2-1关联外部I/O信号与系统变量的参数设置外部I/O信号与系统变量的关联，以输入信号为例进行讲解，将IN1信号关联到“Motoron”，其相关参数设置如表4-13所示。参数名称设定值说明SignalNameIN1设定输入信号的名称ActionMotoron设