机器人自动化集成系统设计(NX MCD) 课件 第1章 机器人集成技术.ppt

1.2.2通信系统1.2.2.3数据传递与信息交互自动化集成系统中的数据指生产过程中采集、保存在自动化设备存储器中的过程变量，这些数据反映了设备状态。通过数据传递，将各种自动化设备有机连接在一起。同时，操作者需对自动化设备进行控制管理，通过人机界面实现人和设备之间的信息交互。1.2.2通信系统机器人通信I/O信号是机器人与末端执行器、外部装置等系统的外围设备进行通信的电信号。可分为通用I/O和专用I/O。

①通用I/O是由用户自定义而使用的I/O，包括数字输入输出DI/DO、群组输入输出GI/GO和模拟输入输出AI/AO。②专用I/O是用途已经确定的I/O，包括外围设备专用信号UI/UO（用户操作面板输入/用户操作面板输出）、操作面板SI/SO（标准操作面板输入/标准操作面板输出）、机器人RI/RO（机器人输入/机器人输出）。1.2.2通信系统PLC通信机器人自动化集成系统根据使用环境的不同，除了机器人外还会配备各种外围设备，通常需要大量的信号通信和指令控制，PLC的使用成为了必然。

PLC通过执行用户预先编制好的程序指令，根据接收到的输入信号，经过逻辑运算和判断后输出相应信号，并将PLC的输出信号转化为机器人I/O板的输入信号。

在机器人自动化系统中，PLC可通过TCP通信与机器人交互数据，在机器人的存储器中设置一些共用的存储空间，让通信双方都可以对其进行访问。但是PLC和机器人对同一个存储空间进行访问时，访问的级别是不一样的，PLC能够进行写操作的存储空间，机器人只能以只读的方式访问；反之，机器人能够进行写操作的存储空间，PLC也只能以只读的方式访问。这样避免了PLC和机器人同时对同一存储空间进行写操作时，造成数据冲突。1.2.2通信系统机器视觉通信机器人自动化集成系统中，视觉系统的检测结果可通过TCP通信发送至主控PLC，由主控PLC处理后发送至工业机器人，驱动机器人按照规定的工作流程执行相应操作。

对被检测工件进行处理的时候，需要先从视觉系统中获取测量数据。在主控PLC中建立一个视觉系统输入数据块，PLC从视觉系统读入视觉检测数据后，对工件信息进行处理，把工件在视觉系统坐标系下的坐标数据转换为在工业机器人坐标系下的坐标数据，再发送给机器人控制器。机器人控制器接收PLC发送的工件坐标数据后，对工件进行定位补偿，最终实现对工件的准确抓取。1.2.2通信系统人机交互通信①人机交互主要功能包括显示和状态监视功能、数字输入功能、控制功能、实时报警功能和网络通信功能。

人机界面（HMI）如图1-13所示，又称用户界面，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口。人机界面是系统和用户之间进行交互的媒介，它可实现信息的内部形式与人类可以接受的形式之间的转换。图1-13人机界面1.2.2通信系统人机交互通信在控制领域，HMI一般指用于操作人员与控制系统之间进行对话和相互作用的专用设备。人机界面按工业现场环境应用来设计，它是各种控制器的最佳搭档。②人机界面的主要任务有：a．动态显示过程数据和开关量的状态；b．用图形界面来控制过程，用按钮控制设备、修改参数；

c．显示报警和数据记录，打印报表和报警记录；d．控制程序指令输入与系统参数组态管理。

HMI用组态软件设计画面，实现与控制器的通信。③人机界面的工作原理有：a．对画面组态。b．人机界面的通信功能。c．编译和下载项目文件。d．运行阶段。1.2.3视觉系统1.2.3.1概述机器视觉系统指通过摄像头将被摄取目标转换成图像信号，传送给图像处理系统，根据像素（Pixel）分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像处理系统对这些信号进行各种运算来提取目标的特征，根据判别结果控制现场的设备动作。

目前，机器人涉及的技术领域越来越广，让机器人具有“视觉”，使用机器视觉系统让机器人“观察”并适应不同工作环境的需要，增强机器人的柔性和智能性，让机器人根据工作时的具体情况进行自我调整，从而提高机器人的技术性能和经济效益。

机器视觉系统可以快速获取大量信息，而且易于自动处理，也易于同设计信息及加工控制信息集成，因此，在自动化生产过程中机器视觉系统得到了广泛应用。机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，人工视觉检测效率低且精度不高，机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。机器视觉易于实现信息集成，是实现自动化集成制造的基础技术。机器视觉系统正成为机器人自动化集成制造系统若干领域的行业标准。1.2.3视觉系统1.2.3.1概述机器视觉将摄像