基于ABB机器人的I/O模块与信号配置*

2020-02-25张宁菊俞张勇

机电工程技术 2020年1期

张宁菊，俞张勇

（无锡职业技术学院，江苏无锡 214121）

0 引言

《中国制造2025》（国发〔2015〕28号）提出工业机器人是我国十个重点发展领域之一，是典型的智能装备，是智能制造的关键切入点[1-2]。目前使用工业机器人的品牌众多，就其所在的行业内部而言，主要有国际知名的4大家族：KUKA、ABB、FANUC、安川，国内则有以新松为代表的国产机器人的“四小家族”。就长三角地区来讲，ABB机器人以其重复定位精度高、手臂刚性好、便于系统二次开发等优点，在自动化领域中应用较为广泛。

图1 机器人项目实施流程

ABB机器人从结构来讲是由机械部分、控制部分、传感部分有机组成，其常规型号包括IRB120、IRB1410、IRB1600、IRB2400等。对于工业自动化生产线来讲，机器人的项目实施流程一般有8个环节[3]，如图1所示，8个环节中I/O信号配置在工业现场尤为重要，本研究重点结合ABB的IRB120工业机器人的搬运系统，研究I/O模块与信号配置。

1 I/O模块

ABB工业机器人有丰富的I/O通讯接口，其通讯种类如表1所示，它可以方便地与其他设备相连。ABB可以选配标准的PLC，可以省去与外部PLC进行通讯设置的麻烦，并且在机器人示教器上就能实现与PLC相关的操作。ABB标准的I/O板（表2）提供的常用信号处理有：数字输入、数字输出、模拟输入、模拟输出等。本设计以常用的ABB标准I/O板DSQC652和Profibus-DP为例进行研究。

表1 常用ABB工业机器人I/O通讯种类

表2 常用ABB工业机器人标准I/O板

DSQC652型为分布式I/O模块，如图2所示，X1/X2为机器人数字输出端口，X3/X4为机器人数字输入端口，ABB标准I/O板是挂在DeviceNet网络上的，通过总线接口X5与DeviceNet总线进行通讯，X5上6～12的跳线用于决定模块的地址，地址可用范围为10～63。

图2 I/O模块

图3 获得模块地址10

IRB 120默认标配为DSQC 652，它的地址为10，可将第8脚和第10脚的跳线剪去，2+8=10，就可获得10的地址，如图3所示。

2 输入及输出信号的配置

搬运机器人一般用于上下料，负荷较大，运动速度快，搬运工件的方式主要采用抓取和吸取2种方式，一般吸取操作流程如图4所示。首先选择真空吸盘安装到机器人法兰盘的末端，连接气动电气系统，并将信号线连接到输出端口X2上。

ABB标准I/O板安装后，需要对各信号进行一系列配置后才能在软件中使用。IRB 120默认标配为DSQC 652板，配有16位数字量输入16位数字量输出（表2），设置步骤有2步。

图4 机器人搬运的操作流程

2.1 定义DSQC652板的总线连接

定义DSQC652总线连接的相关参数说明如表3所示。操作步骤如下所示。

表3 相关参数说明

（1）点击[主菜单]下[控制面板]，进入控制面板界面，如图5所示；点击[配置]，进入配置界面，如图6所示。

（2）点击[DeviceNet Device]，进入配置界面，如图7所示；点击添加，选择默认中DSQC652模板，如图8所示。

（3）更改Name参数名称，如图9所示；箭头向下移动到Address，双击输入“10”，点击“确定”，如图10。

此时系统提醒，重新启动控制器，参数配置在控制器重新启动后才能生效。

2.2 I/O信号配置

搬运机器人一般用于上下料，现需配置di-jg（用于工作原点检测）和do-xp（用于吸盘搬运工件）。

（1）点击[主菜单]下[控制面板]，进入控制面板界面；点击[配置]，进入配置界面；点击[Signal]，进入信号界面，如图11所示；点击“添加”，如图12所示。

（2）对Name、Type of Signal、Assigned to Device、Device Mapping进行配置，设置后的di-jg如图13所示；再次点击“添加”，对Name等4个参数进行配置，设置后的do-xp，如图14所示。全部设置完成后，务必重新启动控制器，参数配置才能生效。此时如前面配置有错误，会提示错误。