工业机器人技术及编程 课件 项目6 ABB工业机器人的IO通信

昆明冶金高等专科学校

项目6

ABB工业机器人的I/O通信

任务

6.1配置I/O信号配置ABB标准I/O板任务6.2

关联I/O信号任务6.3任务6.4

I/O信号的仿真与强制项目任务项目分析本项目任务是对工业机器人加装一个启动按钮、一个停止按钮和一个工作状态指示灯。按下启动按钮，机器人开始工作，指示灯点亮；按下停止按钮，机器人停止工作，指示灯熄灭，具体实现步骤如下：1.配置工业机器人的标准I/O板“Broad_651_0”；2.配置I/O信号（包括启动信号Start、停止信号Stop和指示灯的信号Work_lamp）；3.关联工业机器人系统的控制信号MotorsOn和输入信号（启动信号Start）；4.关联工业机器人系统的控制信号MotorsOff和输入信号（停止信号Stop）；5.关联工业机器人系统的状态信号MotorsOn和输出（指示灯信号Work_lamp）；6.对I/O信号进行仿真操作。项目目标素质目标1.在介绍工业网络通信协议时，培养学生的标准意识，强调核心技术自主创新的重要性，培养学生的创新能力；2.在选择ABBI/O标准板的过程中，引导学生对具体问题具体分析，培养学生的系统思维能力；3.在实施阶段，通过团队协作完成通信调试任务，培养团队合作精神。知识目标1.了解I/O接口类型；2.掌握几种常用的ABB工业机器人I/O板；3.掌握ABBI/O标准板的设置；4.掌握各种I/O信号的配置；5.掌握工业机器人系统信号和I/O信号之间的关联；6.掌握I/O信号的仿真与强制操作。能力目标1.能够根据任务要求，确定所需的输入/输出信号；2.能够根据信号的种类和数目，选择合适的ABBI/O标准板；3.能够设置ABBI/O标准板和I/O信号，并对他们进行关联；4.能够对I/O信号进行仿真和强制操作，确认I/O信号的有效性。任务6.1配置ABB标准I/O板昆明冶金高等专科学校

任务引入工业机器人要与外围设备（如PLC、传感器等）构成一个协同工作的自动化系统，离不开可靠高效的I/O通信。本任务中知识链接环节系统讲解了ABB工业机器人常用的I/O接口类型及几种常用标准I/O板的硬件特性与功能，为硬件连接奠定了理论基础；在此基础上，任务实施环节通过对ABB标准I/O板的具体配置，将理论转化为实践技能，掌握让机器人与外界“对话”的关键能力。昆明冶金高等专科学校

6.1.1ABB工业机器人I/O接口概述工业机器人要与外围设备（如PLC、传感器等）构成一个协同工作的自动化系统，离不开可靠高效的I/O通信。ABB工业机器人设置了丰富的I/O接口，常用的I/O通信种类如表6-1所示。昆明冶金高等专科学校

表6-1

ABB工业机器人的I/O接口类型PC接口现场总线ABB标准I/O板RS-232串口DeviceNetDSQC651OPCServerEtherNet/IPDSQC652SocketMessageProfiBusDSQC653

ProfiBus-DPDSQC355A

ProfiNetDSQC377A昆明冶金高等专科学校

ABB工业机器人的I/O接口类型简介PC接口：用于ABB工业机器人和PC之间的通信，一般在调试ABB工业机器人系统时使用到此类接口。现场总线：当工业机器人系统的周围设备数量比较庞大时，通常采用现场总线的方式。ABB工业机器人系统采用的DeviceNet现场总线实现工业设备的网络化和远程控制。ABB标准I/O板：ABB标准I/O板是一种基于现场总线的、专用于机器人控制器的远程分布式I/O模块，安装在工业机器人的控制柜中，与DeviceNet现场总线连接，是最常用的一种接口方式。昆明冶金高等专科学校

6.1.2几种常用的ABB工业机器人I/O板1.ABB标准I/O板DSQC651昆明冶金高等专科学校

端口序号含义地址分配端口序号含义地址分配1数字输出通道1326数字输出通道6372数字输出通道2337数字输出通道7383数字输出通道3348数字输出通道8394数字输出通道43590V

5数字输出通道5361024V1.ABB标准I/O板DSQC651——X1数字输出端子的含义和地址分配昆明冶金高等专科学校

1.ABB标准I/O板DSQC651——X3数字输出端子的含义和地址分配端口序号含义地址分配端口序号含义地址分配1数字输入通道106数字输入通道652数字输入通道217数字输入通道763数字输入通道328数字输入通道874数字输入通道4390V

5数字输入通道541024V昆明冶金高等专科学校

1.ABB标准I/O板DSQC651——X1数字输出端子的含义和地址分配在X5接线端中，第6—12口是DSQC651的节点地址设置位，是专门用来设置DSQC651接口板在整个工作站DeviceNet现场总线网络中的节点地址（右图），只要把专门插6～12口插头中的相应插片剪去，就可设置DSQC651在整个DeviceNet现场总线网络中的节点地址。昆明冶金高等专科学校

1.ABB标准I/O板DSQC651——X5接线端子的含义和地址分配端口序号含义端口序号含义10V7模块IDbit0（20=1）2CAN_low低电平信号线BLUE8模块IDbit1（21=2）3屏蔽线9模块IDbit2（22=4）4CAN_high高电平信号线WHITE10模块IDbit3（23=8）524V11模块IDbit4（24=16）6GND地址选择公共端12模块IDbit5（25=32）昆明冶金高等专科学校

1.ABB标准I/O板DSQC651——X6模拟输出端子的含义和地址分配端口序号含义地址分配1NC（未使用）

2NC（未使用）

3NC（未使用）

40V

5模拟输出AO10-156模拟输出AO216-31昆明冶金高等专科学校

6.1.2几种常用的ABB工业机器人I/O板2.ABB标准I/O板DSQC652昆明冶金高等专科学校

2.ABB标准I/O板DSQC652——X1、X2数字输出端子端口序号含义地址分配端口序号含义地址分配1数字输出通道106数字输出通道652数字输出通道217数字输出通道763数字输出通道328数字输出通道874数字输出通道4390V

5数字输出通道541024V端口序号含义地址分配端口序号含义地址分配1数字输出通道186数字输出通道6132数字输出通道297数字输出通道7143数字输出通道3108数字输出通道8154数字输出通道41190V

5数字输出通道5121024V昆明冶金高等专科学校

2.ABB标准I/O板DSQC652——X3、X4数字输入端子端口序号含义地址分配端口序号含义地址分配1数字输入通道106数字输入通道652数字输入通道217数字输入通道763数字输入通道328数字输入通道874数字输入通道4390V

5数字输入通道541024V端口序号含义地址分配端口序号含义地址分配1数字输入通道186数字输入通道6132数字输入通道297数字输入通道7143数字输入通道3108数字输入通道8154数字输入通道41190V

5数字输入通道5121024V昆明冶金高等专科学校

3.其他几种常用的ABB标准I/O板ABB标准I/O板DSQC653提供了8个数字输入通道，8个数字输出通道，数字输出为无源信号，内置继电器。ABB标准I/O板DSQC355A提供了4个模拟输入通道（地址分别为0-15、16-31、32-47、48-63）和4个模拟输出通道（地址分别为0-15、16-31、32-47、48-63）。ABB标准I/O板DSQC377A为编译器专用输入输出板，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。昆明冶金高等专科学校

任务实施——DSQC651标准板的设置为了让工业机器人系统能够识别ABB标准I/O板，需要设置ABB标准I/O板在工业机器人系统中的名称、所连接的现场总线名称以及所在地址等参数，各参数的具体含义如下表所示。参数名称参数设置值参数含义NameBroad_651_0Broad_651_0为I/O板在工业机器人系统中的名称，“651”表示该I/O板为DSQC651类型，“0”表示该I/O板在总线中的地址为0。NetworkDeviceNetI/O板连接的总线类型，ABB机器人采用的是DeviceNet现场总线，在新建文件—创建机器人系统时已经进行了设定，所以此处“Network”值默认为“DeviceNet”。LabelDSQC651该I/O板的类型，根据任务需要进行选择，本任务中选择DSQC651板。Address0该I/O板在现场总线中的地址，范围为（0-63），根据任务需要进行设定，本任务中设定值为0。昆明冶金高等专科学校

任务实施——DSQC651标准板的设置昆明冶金高等专科学校

任务实施——DSQC651标准板的设置昆明冶金高等专科学校

任务实施——DSQC651标准板的设置昆明冶金高等专科学校

任务实施——DSQC651标准板的设置任务6.2配置I/O信号昆明冶金高等专科学校

正确理解数字量、组信号和模拟量等不同类型信号的特性和参数含义，是完成信号配置的基础。本任务中的知识链接环节讲解了各类I/O信号的关键参数及其功能，在任务实施中通过对启动、停止按钮及工作状态指示灯等信号的配置，从而掌握机器人与外部控制元件实现可靠通信的核心技能。昆明冶金高等专科学校

任务引入昆明冶金高等专科学校

6.2.1各种类型I/O信号的相关参数及其含义1.设置数字输入信号时涉及到的参数及其含义参数名称参数设置值参数含义NameStart设定I/O信号的名称,本任务启动按钮的名称设为“Start”。TypeofSignalDigitalInput设定I/O信号的类型，启动信号为数字输入信号。AssignedtoDeviceBroad_651_0设定I/O信号所在的ABB标准I/O板，本任务中启动输入信号挂在“Broad_651_0”I/O板下。DeviceMapping0设定I/O信号的地址昆明冶金高等专科学校

2.设置组输入/输出信号的参数及其含义组输入/输出信号是多个数字输入/输出信号的组合，用于和周围设备进行BCD编码的十进制数的通信。组输入/输出信号所能代表的十进制数范围由组合信号的个数决定。参数名称参数设置值参数含义NameGo1设定组输出信号的名称TypeofSignalGroupOutput设定组信号的类型AssignedtoDeviceBroad_651_0设定组信号所在的ABB标准I/O板DeviceMapping1～4该组信号由4个数字输入信号组成，所占用的地址为1、2、3、4，所能代表的十进制数范围为（0～15）昆明冶金高等专科学校

3.设置模拟输出信号的参数及其含义ABB工业机器人系统中的模拟信号采用的是16位模拟量信号，所能代表值的范围为216（0～65535）。参数名称参数设置值参数含义NameAo1设定模拟信号的名称TypeofSignalAnalogInput设定模拟信号的类型AssignedtoUnitBroad_651_0设定模拟信号所在的标准I/O板UnitMapping0-15设定模拟信号所占用的地址AnalogEncodingTypeUnsigned设定模拟编码类型MaximumLogicalValue10设定最大逻辑值MinimumLogicalValue0设定最小逻辑值MaximumPhiysicalValue10设定最大物理值MinimumPhysicalValue0设定最小物理值MaximumBitValue65535设定模拟信号的最大值昆明冶金高等专科学校

任务实施——1.配置按钮“Start”输入信号昆明冶金高等专科学校

任务实施——1.配置按钮“Start”输入信号昆明冶金高等专科学校

任务实施——2.配置工作指示灯“Work_lamp”输出信号昆明冶金高等专科学校

任务实施——2.配置工作指示灯“Work_lamp”输出信号任务6.3关联I/O信号昆明冶金高等专科学校

理解各类常用系统控制信号与状态信号的功能与特性，是实现信号正确配置的理论基础。本任务中的知识链接环节系统介绍了常用的工业机器人系统控制信号和状态信号的定义与作用；任务实施环节通过对输入信号与系统控制信号、输出信号与系统状态信号之间的关联配置操作，掌握构建机器人安全可靠控制逻辑的核心技能。昆明冶金高等专科学校

任务引入昆明冶金高等专科学校

6.3.1常用的工业机器人系统控制信号将输入信号与机器人系统控制信号进行关联，便可实现以输入信号来控制工业机器人的操作。昆明冶金高等专科学校

6.3.2常用的工业机器人系统状态信号将输出信号与机器人系统状态信号进行关联，便可实现以输出信号来表示工业机器人状态的操作。昆明冶金高等专科学校

任务实施——1.输入信号与机器人系统控制信号的关联昆明冶金高等专科学校

任务实施——1.输入信号与机器人系统控制信号的关联昆明冶金高等专科学校

任务实施——2.输出信号与机器人系统状态信号的关联昆明冶金高等专科学校

任务实施——2.输出信号与机器人系统状态信号的关联任务6.4I/O信号的仿真与强制昆明冶金高等专科学校

工业机器人的程序调试与故障诊断离不开对I/O信号的灵活操控。掌握各种信号的仿真与强制操作，能够使工程师在不依赖真实外围设备的情况下，高效完成逻辑验证和系统排错。本任务的知识链接环节主要介绍了I/O信号仿真与强制的核心概念、功能及区别；在任务实施环节中，通过对I/O信号进行仿真与强制操作，深化理解调试技能的实际应用方法与注意事项。昆明冶金高等专科学校

任务引入昆明冶金高等专科学校

6.4.1I/O信号的仿真与强制概述仿真与强制是对已经定义的I/O信号进行虚拟操作，仿真操作对输入信号和输出信号都可以进行；强制操作不能对输入信号进行，仅可以对输出信号进行。输出信号的强制操作与仿真操作不同的是：仿真操作时输出信号对应的设备不会有实际的动作，强制操作时输出信号对应的设备可以有实际的动作。6.4.2可编程按键