工业机器人技术控制系统的连接

如图8，磁性感应开关 用于气动手指气缸，开关发出信号时，说明活塞
运动到气缸的底部，手指完全并拢，没有抓到零件， 此时机器人将末端执行器退回，然后重复抓取动作， 重复达到程序规定的次数后，终止并报错。
图7 例3
图8 例3
知识准备
一、I/O信号的连接
（三） 处理IO板的连接
2）向执行器发出的输出信号 例如，气动电磁阀
RS-232传输距离一般不超过20m， 并且只允许一对一通信，适合本地设 备之间的通信。
而RS-485的传输距离为几十米到 上千米，并且在总线上允许连接多达 128个收发器。
主板上RS232C接口位置如图（位 置号JD17）。
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二、通讯接口的连接
（一）串行接口RS232C RS232C接口规格：
CRMA5B
CRMA5A
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一、I/O信号的连接
（三） 处理IO板的连接
CRMA5A，CRMA5B接口采用 HONDA/MR-50L型50针连接器；
该连接器与50针端子台插接，可以将 CRMA的50个端子引出到端子台对应的接 线孔中；
插接后，端子台的1～50号接线孔与连 接器的1～50号端子（见端子排列表），相 同编号一一对应相通；
（二）处理IO板JA和JB的安装位置 处理IO板JA和JB安装在后面板（安装框）
的可选插槽上，与主板与电源单元并排安装
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一、I/O信号的连接
（三） 处理IO板的连接
1. 分为三种情况： 1）IO板与主板连接； 2）IO板之间连接； 3）IO板与外围设备之间连接；
如图： 情况:1）：处理IO板JA、JB与主板之间的 连接电缆（1）； 情况2）：处理IO板之间的连接电缆（2）
将这两个传感器信号输入机器人，用机wk.baidu.com人 程序的逻辑判断语句进行分析，指令机器人是否 执行抓取动作。
也可以将信号输入PLC，由PLC进行逻辑判断。
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一、I/O信号的连接
（三） 处理IO板的连接 1）传感器的输入信号 例3：如图7，气缸磁性感应开关。 用于判断气缸中活塞运动到达指定位置，表 明活塞运动到位。
6. 输入、输出信号的连接方法
1）输入信号的连接 篮框：14个系统输入UI;
红框：22个数字输入DI。
输入信号电源来自控制系统内部提 供的24V电源： CRMA5A（49、50）CRMA5B （49、50）端子提供正极，0V已在 系统内部连接。
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一、I/O信号的连接
6. 输入、输出信号的连接方法 2）输出信号的连接
CRMA5B
CRMA5A
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一、I/O信号的连接
2）输入、输出端子：
除去上述10个电源端子和备用端子，2个接口共剩下80个输入、输出端子，这些端子由下面3部分构成： （1）供用户自定义的数字输入DI有22个：
CRMA5A：DI(01)，DI(02) ; CRMA5B：DI(03)～DI(22)。
2）指定程序名信号8个： 通过设置程序选择信号UI(9)～UI(16)指定要调用的机器人程序名；
3）读取程序名信号1个： 信号UI(17)置ON，读取UI(9)～UI(16)信号，使机器人获取要执行的程序名；
4）启动程序信号信号1个： UI(18)置ON，然后OFF，间隔时间大于100ms（毫秒），通过信号的下降沿启动所指定
外部设备的信号线全部连接在端子台的 接线孔中，并用螺钉固定，接线十分方便。
图16 50针端子台
图15 50针连接器
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一、I/O信号的连接
（三） 处理IO板的连接
4. CRMA5A，CRMA5B接口中端 子的构成及分配 1）电源端子：
每个接口都有50个端子，其 中包含有9个电源端子和1个备用 端子，这9个电源端子是： （1）内部供电+24V—2个；（2） 内部供电0V—2个； （3）外部供电正极DOSRC1—5 个，给输出信号供电。
绿框：20个数字输出DO。
数字输出信号只是一个晶体管开关量，要通过该开关量驱动外部 设备工作（如给电磁阀线圈通电），就必须在回路中接入外部24V电源。
外部24V电源的正极通过CRMA5A和CRMA5B接口中的DOSRC1 端子（每个接口5个）向控制装置的驱动器电路供电，当系统输出某个 DO信号时，对应的驱动电路导通，外部电源向负载（如电磁线圈）供 电，该负载对应的执行器产生动作。
定义 信号为OFF时紧急停机 信号为OFF时机器人暂停 信号为OFF时机器人被限速 信号为OFF时禁止机器人运动 通过RSR或PNS指定要自动运行的程序 名。其中RSR只能指定8个程序，PNS 可以指定255（2的8次方）个程序。
读UI(9)～UI(16)信号 启动所选定的程序
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一、I/O信号的连接
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一、I/O信号的连接
2）输入、输出端子： （2）供用户自定义的数字输出DO有20个：CRMA5B：DO(01)～DO(20)。
CRMA5A
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一、I/O信号的连接
2）输入、输出端子： （3）被定义了特殊含义的输入输出端子38个（如图篮圈）：称为“系统输入UI”和“系统输出UO”， 用户不能定义。
每个接口的5个DOSRC1端子（端子号：23,28,37,42,47）分别向 不同的输出驱动电路供电，因此要求所有DOSRC1端子都要和外部电 源的正极连接。
外部电源的负极除了与负载的负极连接，同时还需与0V端子 CRMA5B（17,18）连接。
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一、I/O信号的连接
6. 输入、输出信号的连接方法
电源端子台TBSRC1
1
DOSRC1
2
0V
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一、I/O信号的连接
（四）关于其它IO接口 以上介绍了最常用的处理IO板JA、处理IO板JB
中，CRMA5A，CRMA5B的接线方法; FANUC机器人的R-30iB控制系统与外围设备的IO 接口有下列4种类型： 1）处理IO板JA，处理IO板JB； 2）处理IO板MA； 3）处理IO板KA，处理IO板KB（用于焊机连接）； 4）IO单元A型；
处理IO板JB提供两个接口： CRMA5A，CRMA5B；
处理IO板JA提供六个接口： CRMA5A，CRMA5B； CRMA5C，CRMA5D； CRMA6A，CRMA6B.
处理IO板JA
处理IO板JB
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一、I/O信号的连接
（四）关于其它IO接口 以上介绍了最常用的处理IO板JA、处理IO板
JB中，CRMA5A，CRMA5B的接线方法; 其它IO接口的接线方法见“FANUC控制
系统R-30iB说明书”（资料编号：B83195CM/07）。
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二、通讯接口的连接
（一）串行接口RS232C 如图中篮框 RS232C接口位
置在主板和操作面 板上。
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二、通讯接口的连接
（一）串行接口RS232C
工业机器人技术与应用
任务二
项目四 工业机器人的控制系统
控制系统的连接
导入
控制系统与周边设备的连接接口位置？ 主要接口的外部电路如何连接？
目录
学习目标
知识准备
任务实施
主题讨论
学习目标
学习目标
知识目标
1 掌握主要电路板连接接口的位置 2 掌握接口外部电路的连接方法
学习重点
IO板、急停板接口外部电路的连接方法
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一、I/O信号的连接
（三） 处理IO板的连接
3. 处理IO板连接的第三种情况 ——IO板与外围设备之间连接；接口及连接器
通过上面几个例子可以看出： 在机器人程序中，除了运动指令外，另外一个
重要内容就是，机器人与外围设备之间的信号输入 输出指令，这些指令通过处理IO板JA、JB的连接端 子与外围设备连接。
3）TBSRC1接口的作用
TBSRC1被称为电源端子台，见左图。 其中1号端子DOSRC1与CRMA5B的所有 DOSRC1端子（23,28,37,42,47）在控制器内部连 通（见右图）； 其中2号端子0V与CRMA5B的所有0V端子 （17,18）在控制器内部连通（见右图）。 当由于外部电源与机器人控制器距离较远，导 致施加于负载的电压较低时，应从TBSRC1端子台 供电，即将外部电源的正、负极通过电阻较低的 TBSRC1电缆与TBSRC1端子台连接（见右图虚线）， 再通过控制器内部向DOSRC1和0V端子供电。
的程序。
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一、I/O信号的连接
5. 自动运行程序的方法
14个系统输入信号UI的定义内容见下表
端子号 1 2 3 8 9 10 11 12 13 14 15 16 29 30
系统输入 名称 UI（1） *IMSPT UI（2） *HOLD UI（3） *SFSPD UI（8） ENBL UI（9） RSR1/PNS1 UI（10） RSR2/PNS2 UI（11） RSR3/PNS3 UI（12） RSR4/PNS4 UI（13） RSR5/PNS5 UI（14） RSR6/PNS6 UI（15） RSR7/PNS7 UI（16） RSR8/PNS8 UI（17） PNSTROBE UI（18） PROD START
（三） 处理IO板的连接 ▲处理IO板连接的第三种情况 ——3）IO板与外围设备之间连接； 这是我们在机器人应用和系统集成工作中，
要学习的主要内容。
2. 首先要了解外围设备信号都有哪些？ 1）传感器的输入信号
例1：输送带旁边的光电传感器。 当物料到位时，传感器发出信号给机器人，
机器人接收到信号后，执行运动指令，抓取物料。 如果未接到该信号，则机器人处于静止等待状态。
处理IO板JB提供两个接口： CRMA5A，CRMA5B；
处理IO板JA提供六个接口： CRMA5A，CRMA5B； CRMA5C，CRMA5D； CRMA6A，CRMA6B，
处理IO板JA
处理IO板JB
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一、I/O信号的连接
（三） 处理IO板的连接
CRMA5A、CRMA5B、CRMA5C、CRMA5D——有50个端子（见下图，端子排列表）； CRMA6A，CRMA6B——有20个端子。
——均采用IO-Link电缆。
如图： 主板与处理IO板为串联连接，JD1B接
口与上游部件连接，JD1A接口与下游部件 连接。
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一、I/O信号的连接
（三） 处理IO板的连接 ▲JD1B和JD1A： IO-Link电缆通过这两个接口 进行连接。接口的位置如图。
▲IO-Link IO-Link是独立于现场总线的二进
当机器人运动到物料上方时，使输出信 号DO为”ON“，气动回路中的电磁阀通电， 产生动作，向机器人末端执行器气缸活塞的 一侧供气，使气动手指张开，为抓取做好准 备；
随后，机器人下移到抓取位置，程序中 使DO信号为”OFF“，电磁阀断电回位，向 末端执行器气缸活塞的另一侧供气，活塞反 方向移动，使手指闭合，抓取零件。
制信号接口，它可以传输IO数据到通讯 协议，采用串行双向的点对点连接方式 ，它与现有的通信接口和布线技术 100%兼容，利用了现有的现场总线通 信平台（FROFIBUS、 FROFINET等） 。所有连接都采用简单、低成本、非屏 蔽的标准3线电缆。
处理IO板JA
处理IO板JB
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一、I/O信号的连接
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一、I/O信号的连接
如图中篮框
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一、I/O信号的连接
（一） I/O信号的种类： 1）处理IO板JA，处理IO板JB； 2）处理IO板MA； 3）处理IO板KA，处理IO板KB（用于焊机连
接）； 4）IO单元A型； 其中最常用的是处理IO板JA和JB，其它均为
扩展IO接口，根据外围设备类型及所需的IO点数 量来选用。
HONDA20针连接器PCR-E20FS， 盖板是PCR-V20LA（如图）。 端子定义见表1
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二、通讯接口的连接
（二）以太网接口及连接 接口在主板上，如图中篮框。
其中最常用的是14个系统输入信号UI（如图红圈），与机器人程序自动运行有关。
CRMA5B
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一、I/O信号的连接
5. 自动运行程序的方法
设置这14个UI信号来自动启动指定的机器人程序，使生产线自动运行。 信号设置步骤如下： 1）基础信号4个：
给UI(1)、UI(2)、UI(3)、UI(8)信号置ON，使机器人处于非急停、非暂停、非限速的正常 运行状态；
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一、I/O信号的连接
（三） 处理IO板的连接
1）传感器的输入信号
例2：需要判断啤酒瓶是否倾倒的情况。 通过一高一低两个光电传感器信号进行判断。 如果上下信号都有，说明酒瓶正常站立，机
器人执行抓取； 如果只有下面信号，没有上面信号，说明酒
瓶翻倒，机器人不抓取； 如果上下信号都没有，说明没有酒瓶。