《工業(yè)機(jī)器人操作與編程（FANUC）》 課件 項(xiàng)目三.FANUC 工業(yè)機(jī)器人的 IO 通信

工業(yè)機(jī)器人操作與編程（FANUC）全國(guó)技工院校工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專(zhuān)業(yè)教材（高級(jí)技能層級(jí)）FANUC工業(yè)機(jī)器人的I/O通信項(xiàng)目三任務(wù)1工業(yè)機(jī)器人的I/O信號(hào)分配任務(wù)2工業(yè)機(jī)器人的I/O接線與控制298項(xiàng)目三FANUC工業(yè)機(jī)器人的I/O通信工業(yè)機(jī)器人的I/O信號(hào)分配任務(wù)1學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能敘述FANUC工業(yè)機(jī)器人I/O信號(hào)的分類(lèi)及各類(lèi)I/O信號(hào)的作用。2.能正確使用示教器進(jìn)行數(shù)字I/O信號(hào)的分配。3.能正確使用示教器進(jìn)行組I/O信號(hào)的分配。4.能正確使用示教器進(jìn)行模擬I/O信號(hào)的分配。300工作任務(wù)301FANUC工業(yè)機(jī)器人I/O信號(hào)是工業(yè)機(jī)器人與末端執(zhí)行器、外部裝置等設(shè)備進(jìn)行通信的電信號(hào)，分為通用I/O信號(hào)和專(zhuān)用I/O信號(hào)兩大類(lèi)。本任務(wù)要求通過(guò)學(xué)習(xí)，了解FANUC工業(yè)機(jī)器人I/O信號(hào)的分類(lèi)及各類(lèi)I/O信號(hào)的作用，掌握分配工業(yè)機(jī)器人通用I/O信號(hào)的方法，并能通過(guò)示教器完成工業(yè)機(jī)器人通用I/O信號(hào)的分配。一、通用I/O信號(hào)3021.數(shù)字I/O（DI/DO）信號(hào)數(shù)字I/O信號(hào)是外圍設(shè)備通過(guò)處理I/O印制電路板或I/O單元的數(shù)字I/O信號(hào)線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)，數(shù)字I/O信號(hào)的連接如圖3-1-1所示。圖3-1-1數(shù)字I/O信號(hào)的連接一、通用I/O信號(hào)3031.數(shù)字I/O（DI/DO）信號(hào)由于處理I/O印制電路板上的18個(gè)輸入信號(hào)（in1～in18）和20個(gè)輸出信號(hào)（out1～out20）被分配給外圍設(shè)備的輸入/輸出口（UI/UO），因此被分配數(shù)字輸入（DI）的物理編號(hào)從in19開(kāi)始，數(shù)字輸出（DO）的物理編號(hào)從out21開(kāi)始，CRM2A、CRM2B接口的連接器編號(hào)和物理編號(hào)如圖3-1-2所示，數(shù)字I/O信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定如圖3-1-3所示。圖3-1-2CRM2A、CRM2B接口的連接器編號(hào)和物理編號(hào)一、通用I/O信號(hào)3041.數(shù)字I/O（DI/DO）信號(hào)由于處理I/O印制電路板上的18個(gè)輸入信號(hào)（in1～in18）和20個(gè)輸出信號(hào)（out1～out20）被分配給外圍設(shè)備的輸入/輸出口（UI/UO），因此被分配數(shù)字輸入（DI）的物理編號(hào)從in19開(kāi)始，數(shù)字輸出（DO）的物理編號(hào)從out21開(kāi)始，CRM2A、CRM2B接口的連接器編號(hào)和物理編號(hào)如圖3-1-2所示，數(shù)字I/O信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定如圖3-1-3所示。圖3-1-3數(shù)字I/O信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定一、通用I/O信號(hào)3051.數(shù)字I/O（DI/DO）信號(hào)分配數(shù)字I/O信號(hào)的操作步驟見(jiàn)表3-1-1。表3-1-1分配數(shù)字I/O信號(hào)一、通用I/O信號(hào)3061.數(shù)字I/O（DI/DO）信號(hào)分配數(shù)字I/O信號(hào)的操作步驟見(jiàn)表3-1-1。表3-1-1分配數(shù)字I/O信號(hào)一、通用I/O信號(hào)3071.數(shù)字I/O（DI/DO）信號(hào)分配數(shù)字I/O信號(hào)的操作步驟見(jiàn)表3-1-1。表3-1-1分配數(shù)字I/O信號(hào)一、通用I/O信號(hào)3082.組I/O（GI/GO）信號(hào)組I/O信號(hào)可以將2～16個(gè)信號(hào)作為一組進(jìn)行定義。組I/O信號(hào)的值以十進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)表示。分配組I/O信號(hào)的操作步驟見(jiàn)表3-1-2。表3-1-2分配組I/O信號(hào)一、通用I/O信號(hào)3092.組I/O（GI/GO）信號(hào)組I/O信號(hào)可以將2～16個(gè)信號(hào)作為一組進(jìn)行定義。組I/O信號(hào)的值以十進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)表示。分配組I/O信號(hào)的操作步驟見(jiàn)表3-1-2。表3-1-2分配組I/O信號(hào)一、通用I/O信號(hào)3103.模擬I/O（AI/AO）信號(hào)模擬I/O信號(hào)是外圍設(shè)備通過(guò)處理I/O印制電路板或I/O單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的信號(hào)，模擬I/O信號(hào)的連接如圖3-1-4所示。CRW1、CRW2接口的連接器編號(hào)和物理編號(hào)如圖3-1-5所示，圖中ain*-C表示ain*的公共信號(hào)線，*為數(shù)字1、2、3、4、5。圖3-1-4模擬I/O信號(hào)的連接圖3-1-5

CRW1、CRW2接口的連接器編號(hào)和物理編號(hào)一、通用I/O信號(hào)3113.模擬I/O（AI/AO）信號(hào)通過(guò)模擬I/O信號(hào)的分配可以對(duì)模擬專(zhuān)用信號(hào)線的物理編號(hào)進(jìn)行再定義，具體操作步驟見(jiàn)表3-1-3。表3-1-3分配模擬I/O信號(hào)一、通用I/O信號(hào)3123.模擬I/O（AI/AO）信號(hào)通過(guò)模擬I/O信號(hào)的分配可以對(duì)模擬專(zhuān)用信號(hào)線的物理編號(hào)進(jìn)行再定義，具體操作步驟見(jiàn)表3-1-3。表3-1-3分配模擬I/O信號(hào)一、通用I/O信號(hào)3133.模擬I/O（AI/AO）信號(hào)通過(guò)模擬I/O信號(hào)的分配可以對(duì)模擬專(zhuān)用信號(hào)線的物理編號(hào)進(jìn)行再定義，具體操作步驟見(jiàn)表3-1-3。表3-1-3分配模擬I/O信號(hào)二、專(zhuān)用I/O信號(hào)314FANUC工業(yè)機(jī)器人的專(zhuān)用I/O信號(hào)包括外圍設(shè)備I/O信號(hào)、機(jī)器人I/O信號(hào)和操作面板I/O信號(hào)。其中，外圍設(shè)備I/O信號(hào)是系統(tǒng)中已經(jīng)確定了用途的專(zhuān)用信號(hào)；機(jī)器人

I/O信號(hào)是工業(yè)機(jī)器人作為末端執(zhí)行器進(jìn)行輸入/輸出時(shí)使用的信號(hào)；操作面板I/O信號(hào)是進(jìn)行操作面板按鈕和LED狀態(tài)數(shù)據(jù)交換的專(zhuān)用信號(hào)。二、專(zhuān)用I/O信號(hào)315在連接處理I/O印制電路板的情況下，外圍設(shè)備I/O信號(hào)已被自動(dòng)分配給第一塊處理I/O印制電路板的信號(hào)線。只有在連接I/O單元MODELA/B的情況下，才需要進(jìn)行外圍設(shè)備I/O信號(hào)的分配。1.外圍設(shè)備I/O（UI/UO）信號(hào)二、專(zhuān)用I/O信號(hào)316外圍設(shè)備I/O信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定如圖3-1-6所示，物理編號(hào)指定I/O模塊上的輸入/輸出引腳，為進(jìn)行信號(hào)線的映射而將物理編號(hào)分配給邏輯編號(hào)。例如，CRM2A接口中的in1為引腳1，UI1是其邏輯編號(hào)，對(duì)應(yīng)外圍設(shè)備急停指令*IMSTP的輸入；in2為引腳2，UI2是其邏輯編號(hào)，對(duì)應(yīng)外圍設(shè)備暫停指令*HOLD的輸入，上述信號(hào)均是低電平有效。1.外圍設(shè)備I/O（UI/UO）信號(hào)圖3-1-6外圍設(shè)備I/O信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定二、專(zhuān)用I/O信號(hào)317外圍設(shè)備I/O信號(hào)的具體說(shuō)明見(jiàn)表3-1-4和表3-1-5。1.外圍設(shè)備I/O（UI/UO）信號(hào)表3-1-4外圍設(shè)備輸入（UI）信號(hào)一覽表二、專(zhuān)用I/O信號(hào)318外圍設(shè)備I/O信號(hào)的具體說(shuō)明見(jiàn)表3-1-4和表3-1-5。1.外圍設(shè)備I/O（UI/UO）信號(hào)表3-1-4外圍設(shè)備輸入（UI）信號(hào)一覽表二、專(zhuān)用I/O信號(hào)319外圍設(shè)備I/O信號(hào)的具體說(shuō)明見(jiàn)表3-1-4和表3-1-5。1.外圍設(shè)備I/O（UI/UO）信號(hào)表3-1-5外圍設(shè)備輸出（UO）信號(hào)一覽表二、專(zhuān)用I/O信號(hào)320機(jī)器人I/O信號(hào)是經(jīng)由主CPU印制電路板，與工業(yè)機(jī)器人連接并執(zhí)行相關(guān)操作的數(shù)字信號(hào)，具體包括機(jī)械手?jǐn)嗔研盘?hào)（*HBK）、氣壓異常信號(hào)（*PPABN）、末端執(zhí)行器的通用信號(hào)（RI1～RI8、RO1～RO8）等，圖3-1-7所示為工業(yè)機(jī)器人M-10iA機(jī)構(gòu)部與末端執(zhí)行器之間的連接圖。根據(jù)機(jī)器人機(jī)型的不同，其末端執(zhí)行器的通用I/O信號(hào)數(shù)也不相同。2.機(jī)器人I/O（RI/RO）信號(hào)圖3-1-7M-10iA機(jī)構(gòu)部與末端執(zhí)行器之間的連接圖二、專(zhuān)用I/O信號(hào)321操作面板I/O信號(hào)是進(jìn)行操作面板按鈕和LED狀態(tài)數(shù)據(jù)交換的數(shù)字專(zhuān)用信號(hào)。用戶(hù)不能對(duì)操作面板I/O信號(hào)的編號(hào)進(jìn)行再定義，操作面板I/O信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定如圖3-1-8所示。3.操作面板I/O（SI/SO）信號(hào)圖3-1-8操作面板I/O信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定二、專(zhuān)用I/O信號(hào)322部分操作面板I/O信號(hào)的具體說(shuō)明見(jiàn)表3-1-6、表3-1-7。3.操作面板I/O（SI/SO）信號(hào)表3-1-6操作面板輸入（SI）信號(hào)一覽表二、專(zhuān)用I/O信號(hào)323部分操作面板I/O信號(hào)的具體說(shuō)明見(jiàn)表3-1-6、表3-1-7。3.操作面板I/O（SI/SO）信號(hào)表3-1-7操作面板輸出（SO）信號(hào)一覽表工業(yè)機(jī)器人的I/O接線與控制任務(wù)2學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能敘述FANUC工業(yè)機(jī)器人DI/DO信號(hào)的接線方法。2.能正確使用示教器進(jìn)行FANUC工業(yè)機(jī)器人DO信號(hào)的強(qiáng)制控制。3.能正確使用示教器進(jìn)行FANUC工業(yè)機(jī)器人I/O信號(hào)的連接。4.能正確使用示教器進(jìn)行FANUC工業(yè)機(jī)器人DI/DO信號(hào)的仿真。325工作任務(wù)326本任務(wù)要求通過(guò)學(xué)習(xí)，了解FANUC工業(yè)機(jī)器人外圍設(shè)備DI/DO信號(hào)的接線方法，并能通過(guò)示教器完成FANUC工業(yè)機(jī)器人DO信號(hào)的強(qiáng)制控制、I/O信號(hào)的連接和DI/DO信號(hào)的仿真。一、DI/DO信號(hào)的接線327處理I/O印制電路板與外圍設(shè)備數(shù)字信號(hào)的連接如圖3-1-1所示。下面給出外圍設(shè)備接口的DI/DO信號(hào)規(guī)格與連接實(shí)例。圖3-1-1數(shù)字I/O信號(hào)的連接一、DI/DO信號(hào)的接線3281.外圍設(shè)備輸入接口信號(hào)規(guī)格外圍設(shè)備輸入接口連接示例如圖3-2-1所示，使用時(shí)需注意供給接收器應(yīng)使用工業(yè)機(jī)器人側(cè)的24V電源，額定輸入電壓范圍為20～28V，輸入阻抗約為3.3kΩ，響應(yīng)時(shí)間為5～20ms，輸入信號(hào)通斷的有效時(shí)間在200ms以上。圖3-2-1外圍設(shè)備輸入接口連接示例一、DI/DO信號(hào)的接線3291.外圍設(shè)備輸入接口信號(hào)規(guī)格圖3-2-2所示為處理I/O印制電路板的端口CRM2A與外圍設(shè)備數(shù)字輸入接線圖，圖中用于公共切換的設(shè)定插腳（ICOM1）與0V端相連，24V電源來(lái)自工業(yè)機(jī)器人側(cè)。圖3-2-2處理I/O印制電路板的端口CRM2A與外圍設(shè)備數(shù)字輸入接線圖一、DI/DO信號(hào)的接線3302.外圍設(shè)備輸出接口信號(hào)規(guī)格外圍設(shè)備輸出接口分為源點(diǎn)型信號(hào)輸出和匯點(diǎn)型信號(hào)輸出兩種，連接示例如圖3-2-3所示。圖3-2-3外圍設(shè)備輸出接口連接示例a）源點(diǎn)型信號(hào)輸出b）匯點(diǎn)型信號(hào)輸出一、DI/DO信號(hào)的接線3312.外圍設(shè)備輸出接口信號(hào)規(guī)格使用繼電器、電磁閥等負(fù)載時(shí)，應(yīng)將續(xù)流二極管與負(fù)載并聯(lián)連接。圖3-2-4所示為處理I/O印制電路板的端口CRM2A與外圍設(shè)備數(shù)字輸出（匯點(diǎn)型）接線圖。圖3-2-4處理I/O印制電路板與外圍設(shè)備數(shù)字輸出（匯點(diǎn)型）接線圖二、DO信號(hào)的強(qiáng)制控制332DO信號(hào)的強(qiáng)制控制一般用于外部設(shè)備的手動(dòng)強(qiáng)制輸出或強(qiáng)制關(guān)閉。以數(shù)字輸出信號(hào)DO［1］的控制為例，其輸出控制的操作步驟見(jiàn)表3-2-1。表3-2-1DO信號(hào)的強(qiáng)制控制二、DO信號(hào)的強(qiáng)制控制333DO信號(hào)的強(qiáng)制控制一般用于外部設(shè)備的手動(dòng)強(qiáng)制輸出或強(qiáng)制關(guān)閉。以數(shù)字輸出信號(hào)DO［1］的控制為例，其輸出控制的操作步驟見(jiàn)表3-2-1。表3-2-1DO信號(hào)的強(qiáng)制控制三、I/O信號(hào)的連接334I/O信號(hào)的連接功能可以將RI或DI的狀態(tài)直接傳送至DO或RO，從而達(dá)到向外部通知信號(hào)輸入狀態(tài)的目的。例如，在設(shè)定了“ENABLERI［1］→DO［1］”的情況下，RI［1］值被周期性地輸出至DO［1］，因此當(dāng)RI［1］為ON時(shí)，DO［1］也為ON。I/O信號(hào)連接功能的設(shè)定步驟見(jiàn)表3-2-2。表3-2-2I/O信號(hào)連接功能的設(shè)定四、DI/DO信號(hào)的仿真335利用DI/DO信號(hào)的仿真功能，可以在外部設(shè)備尚未與工業(yè)機(jī)器人連接的情況