基于ABB機(jī)器人的I/O模塊與信號配置*

張寧菊，俞張勇

（無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇無錫 214121）

0 引言

《中國制造2025》（國發(fā)〔2015〕28號）提出工業(yè)機(jī)器人是我國十個重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一，是典型的智能裝備，是智能制造的關(guān)鍵切入點(diǎn)[1-2]。目前使用工業(yè)機(jī)器人的品牌眾多，就其所在的行業(yè)內(nèi)部而言，主要有國際知名的4大家族：KUKA、ABB、FANUC、安川，國內(nèi)則有以新松為代表的國產(chǎn)機(jī)器人的“四小家族”。就長三角地區(qū)來講，ABB機(jī)器人以其重復(fù)定位精度高、手臂剛性好、便于系統(tǒng)二次開發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，在自動化領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛。

圖1 機(jī)器人項(xiàng)目實(shí)施流程

ABB機(jī)器人從結(jié)構(gòu)來講是由機(jī)械部分、控制部分、傳感部分有機(jī)組成，其常規(guī)型號包括IRB120、IRB1410、IRB1600、IRB2400等。對于工業(yè)自動化生產(chǎn)線來講，機(jī)器人的項(xiàng)目實(shí)施流程一般有8個環(huán)節(jié)[3]，如圖1所示，8個環(huán)節(jié)中I/O信號配置在工業(yè)現(xiàn)場尤為重要，本研究重點(diǎn)結(jié)合ABB的IRB120工業(yè)機(jī)器人的搬運(yùn)系統(tǒng)，研究I/O模塊與信號配置。

1 I/O模塊

ABB工業(yè)機(jī)器人有豐富的I/O通訊接口，其通訊種類如表1所示，它可以方便地與其他設(shè)備相連。ABB可以選配標(biāo)準(zhǔn)的PLC，可以省去與外部PLC進(jìn)行通訊設(shè)置的麻煩，并且在機(jī)器人示教器上就能實(shí)現(xiàn)與PLC相關(guān)的操作。ABB標(biāo)準(zhǔn)的I/O板（表2）提供的常用信號處理有：數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、模擬輸入、模擬輸出等。本設(shè)計(jì)以常用的ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板DSQC652和Profibus-DP為例進(jìn)行研究。

表1 常用ABB工業(yè)機(jī)器人I/O通訊種類

表2 常用ABB工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)I/O板

DSQC652型為分布式I/O模塊，如圖2所示，X1/X2為機(jī)器人數(shù)字輸出端口，X3/X4為機(jī)器人數(shù)字輸入端口，ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板是掛在DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上的，通過總線接口X5與DeviceNet總線進(jìn)行通訊，X5上6～12的跳線用于決定模塊的地址，地址可用范圍為10～63。

圖2 I/O模塊

圖3 獲得模塊地址10

IRB 120默認(rèn)標(biāo)配為DSQC 652，它的地址為10，可將第8腳和第10腳的跳線剪去，2+8=10，就可獲得10的地址，如圖3所示。

2 輸入及輸出信號的配置

搬運(yùn)機(jī)器人一般用于上下料，負(fù)荷較大，運(yùn)動速度快，搬運(yùn)工件的方式主要采用抓取和吸取2種方式，一般吸取操作流程如圖4所示。首先選擇真空吸盤安裝到機(jī)器人法蘭盤的末端，連接氣動電氣系統(tǒng)，并將信號線連接到輸出端口X2上。

ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板安裝后，需要對各信號進(jìn)行一系列配置后才能在軟件中使用。IRB 120默認(rèn)標(biāo)配為DSQC 652板，配有16位數(shù)字量輸入16位數(shù)字量輸出（表2），設(shè)置步驟有2步。

圖4 機(jī)器人搬運(yùn)的操作流程

2.1 定義DSQC652板的總線連接

定義DSQC652總線連接的相關(guān)參數(shù)說明如表3所示。操作步驟如下所示。

表3 相關(guān)參數(shù)說明

（1）點(diǎn)擊[主菜單]下[控制面板]，進(jìn)入控制面板界面，如圖5所示；點(diǎn)擊[配置]，進(jìn)入配置界面，如圖6所示。

（2）點(diǎn)擊[DeviceNet Device]，進(jìn)入配置界面，如圖7所示；點(diǎn)擊添加，選擇默認(rèn)中DSQC652模板，如圖8所示。

（3）更改Name參數(shù)名稱，如圖9所示；箭頭向下移動到Address，雙擊輸入“10”，點(diǎn)擊“確定”，如圖10。

此時系統(tǒng)提醒，重新啟動控制器，參數(shù)配置在控制器重新啟動后才能生效。

2.2 I/O信號配置

搬運(yùn)機(jī)器人一般用于上下料，現(xiàn)需配置di-jg（用于工作原點(diǎn)檢測）和do-xp（用于吸盤搬運(yùn)工件）。

（1）點(diǎn)擊[主菜單]下[控制面板]，進(jìn)入控制面板界面；點(diǎn)擊[配置]，進(jìn)入配置界面；點(diǎn)擊[Signal]，進(jìn)入信號界面，如圖11所示；點(diǎn)擊“添加”，如圖12所示。

（2）對Name、Type of Signal、Assigned to Device、Device Mapping進(jìn)行配置，設(shè)置后的di-jg如圖13所示；再次點(diǎn)擊“添加”，對Name等4個參數(shù)進(jìn)行配置，設(shè)置后的do-xp，如圖14所示。全部設(shè)置完成后，務(wù)必重新啟動控制器，參數(shù)配置才能生效。此時如前面配置有錯誤，會提示錯誤。

圖5 “控制面板”界面

圖6 配置界面

圖7 DeviceNet Device界面

圖8 DSQC652模板

圖9 更改Name參數(shù)名稱

圖10 Address設(shè)置

（3）信號查看

點(diǎn)擊主菜單，進(jìn)入“輸入輸出”界面，點(diǎn)擊“視圖”，點(diǎn)擊“數(shù)字輸入”，選擇剛才配置的di-jg，設(shè)置為“1”，如圖15所示，查看機(jī)器實(shí)際的激光是否亮，如亮則信號配備正確。

實(shí)際使用時，可以將常用信號添加到常用列表中。點(diǎn)擊主菜單，進(jìn)入“I/O”界面，勾中di-jg和do-xp等信號，點(diǎn)擊“關(guān)閉”，點(diǎn)擊“是”，這樣便于后面的操作。

圖11 Signal界面

圖12 4個參數(shù)

圖13 di-jg設(shè)置

圖14 do-xp設(shè)置

圖15 信號查看

通過以上步驟，完成了對ABB機(jī)器人的輸入、輸出信號配置，配置后的機(jī)器人可直接用于自動化生產(chǎn)實(shí)踐中。

3 結(jié)束語

目前工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的研究范圍比較寬，但對于如何基于某種機(jī)器人，進(jìn)行I/O模塊與信號配置的闡述較少[5-6]。智能制造時代的到來，在自動化生產(chǎn)線中用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行集成時，對于I/O模塊及輸入、輸出信號配置尤為重要，本研究對于其他品牌機(jī)器人的使用也一定有借鑒意義。