基于CC-Link總線的ABB機器人控制方法研究

（上海電子信息職業技術學院，上海 201411）

0 引言

隨著中國工業的迅猛發展，對工業機器人的需求也日益增加。特別是近年來，隨著產業升級，機器越來越多的代替人工。ABB作為世界四大機器人之一，自1994年進入中國以來，得到了迅猛的發展，在汽車、鑄造、塑料、金屬加工及3C等行業應用廣泛。近年來，中小企業中機器人也得到了越來越多的應用。

現代工業控制領域，網絡化是一個必然趨勢，現場總線應用越來越多，例如Profi-bus、CAN、CC-Link等總線都得到了廣泛的應用。如何在ABB機器人與三菱小型PLC之間建立一種可靠的、低成本的網絡通信是值得研究的一個問題。本文以ABB機器人和三菱FX3U系列PLC為例，介紹一種在兩者之間建立基于CC-Link網絡通信的方法，實現機器人的遠程控制。

1 CC-Link網絡

CC-Link（控制與通信鏈路系統）是三菱電機推出的開放式現場總線，是一個以設備層為主的網絡。具有數據容量大，通信速度多級可選擇的有點，同時也可覆蓋較高層次的控制層和較低層次的傳感層。一般情況下，CC-Link整個一層網絡可由1個主站和64個從站組成。網絡中的主站由PLC擔當，從站可以是遠程I/O模塊 、特殊功能模塊 、帶有CPU和PLC本地站、人機界面、變頻器及各種測量儀表 、閥門等現場儀表設備。

圖1 CC-Link網絡系統圖

圖1是一個典型的CC-Link網絡系統，由1個Ver.1版本的遠程設備站和1個Ver.2版本的遠程設備站組成。

2 系統配置

三菱PLC與ABB機器人CC-Link系統配置如圖2所示，具體設備如表1所示。

圖2 系統配置圖

表1 系統配置表

1）網絡硬件及連接

這是一個1個主站和1個從站構成的CC-Link網絡，FX3U-16CCL-M作為主站，DSQC378模塊作為從站。

DSQC378是ABB機器人的一個通信模塊，它為CC-Link網絡和ABB機器人上使用的DeviceNet總線提供了一個接口，實現CC-Link和DeviceNet之間信號的轉換。這個設備可作為CC-Link網絡中的智能設備站。DSQC378如圖3所示，X3為電源接口，X5為DeviceNet接口，用于設定DeviceNet總線地址和在信號線連接，端口說明如表2所示，1-5端口用于電源和信號傳輸，6-12端口用于DeviceNet地址設置。X8為CC-Link接口。

圖3 DSQC378

表2 X5端子說明

作為主站的FX3U-16CCL-M與ABB機器人從站的DSQC378模塊接線圖如圖4所示。

圖4 CC-Link連線

2）CC-Link主站設置

CC-Link主站FX3U-16CCL-M模塊開關類設定如圖所示，主要設定站號為0（主站），傳輸速率模式設定為2（2.5Mbps）。

圖5 FX3U-16CCL-M模塊開關設定

使用GX Works2進行網絡參數設置如圖6、圖7所示。

圖6 網絡參數設置

圖7 從站信息設置

3）CC-Link從站設置

（1）DeviceNet設定

根據DSQC378模塊X5接口6-12端子的連接情況確定的地址（例如地址為10），在機器人系統中，使用模板設置DSQC378在DeviceNet總線上的參數。完成如圖8所示，板卡名稱（Name）可不修改，默認為D378B，只需修改地址，DSQC即可作為DeviceNet總線的一站，與機器人系統進行通信。

圖8 DSQC378的DeviceNet設定

（2）CC-Link參數設置

需要設置的參數如表3所示，包括:StationNo（站號）、BaudRate（傳輸速率）、OccStat（占用的站數）、BasicIO（IO類型）、Reset（復位）。

DSQC378的CC-Link參數是在完成其DeviceNet設定基礎上進行的，可在機器人DeviceNet Command菜單下添加表4的5個參數，StationNo的設定如圖所示，其余設置方法相同，本次設定的參數值如表。

表3 CC-Link參數

圖9 參數設置

表4 CC-Link設定值

DSQC378在CC-Link網絡中輸入/輸出數據的設定數量是由 “Occstat”和“BasicIO”兩個參數決定的，在設置時可參考表5設置2個參數的值。

表5 IO數據量

3 通信數據規劃

完成CC-Link參數設定后，需要進行數據通信的規劃，PLC、主站緩沖存儲區、DSQC輸入輸出之間的數據關系如圖10所示。PLC和DSQC378之間可進行48bit和2word的信息交換。

圖10 PLC與機器人數據交換

1）PLC讀取、發送數據方法

通過From指令PLC可讀取機器人的發來的數據，通過To指令發送數據給機器人。

圖11 PLC讀取、發送程序圖1

例如，PLC的X0端接了一個按鈕，是機器人電機上電信號，通過下面指令將X0這個信號轉換為M800信號，然后通過上面的To指令就發送到了機器人DSQC的DI1位置。

圖12 PLC讀取、發送程序圖2

2）機器人讀取、發送數據方法

在機器人系統中建立需要的數字輸入/輸出信號，然后將每個信號與DSQC378上的信號一一做關聯，關聯完成，機器人即可使用這些信號。其設置方法如表6所示，定義了一個Mort_on信號，這個信號被分配在DSQC378的第一個網絡輸入端口上，至此，當PLC的X0按鈕按下，Mort_on這個信號就發生變化，機器人中就可以使用Mort_on這個信號了。

表6 DSQC378上數字信號設置方法

4 結論

ABB機器人通過安裝DSQC378B CC-Link Adapter通信模塊，可以輕松的與主站CC-Link模塊進行字和位信息的交互。與通過硬件IO交流相比，省配線，省工時，好維護。并且在進行字信息交流時，只能選擇CC-Link通信模塊。