握手信号与通信协议
机器人单元与外围设备（如PLC、输送线、安全门）之间的握手信号是实现自动化协调的基础。典型信号包括：周期就绪、启动请求、运行中、故障报警、急停状态等。
常用通信协议包括：数字I/O（24V DC）、EtherCAT、PROFINET、Modbus TCP。数字I/O适用于简单信号交换，而现场总线可实现更复杂的状态字和命令字传输。
建议采用标准化的信号映射表，例如：字节0为控制字（启动、停止、复位），字节1为状态字（就绪、运行、故障），字节2-3为自定义信号（如夹具夹紧确认、工件到位检测）。
- 数字I/O：响应时间<10ms，适用于安全相关信号
- EtherCAT：循环时间<1ms，支持分布式时钟同步
- PROFINET：符合PROFIsafe安全协议，可集成STO功能
- Modbus TCP：易于与SCADA或MES系统对接
安全PL接口与风险评估
根据ISO 13849-1标准，机器人单元的安全性能等级（PL）需达到PL d或PL e，具体取决于风险评估结果。安全接口包括：急停回路、安全门开关、光幕、双手控制按钮等。
安全信号必须通过硬接线安全继电器或安全PLC（如Siemens F系列、Beckhoff TwinSAFE）处理，不得仅依赖现场总线通信。安全输出需采用双通道冗余结构，并定期进行测试脉冲检测。
典型安全功能：安全停止（STO）、安全限速（SLS）、安全门监控（SGM）。对于协同机器人，还需实现安全扭矩关断（STO）和安全速度监控（SSM）。
- PL d：适用于一般工业机器人单元，单故障容错
- PL e：适用于高风险应用（如重载机器人、高速运动），需双通道冗余
- 安全PLC编程需遵循TÜV认证的功能块库
- 定期进行安全验证测试（如IQ/OQ）
产线协调与集成流程
机器人单元与上下游设备的协调通过主PLC实现。主PLC负责管理整个产线的节拍，向机器人发送启动/停止命令，并监控其状态。
集成步骤：1) 定义信号接口表；2) 配置机器人控制器（如KUKA KRC4、ABB IRC5）的I/O映射；3) 编写PLC程序，包括握手逻辑、超时处理、故障恢复；4) 联机调试，验证信号时序。
常见问题：信号抖动（需添加滤波时间）、通信中断（需设置看门狗定时器）、安全回路冲突（需确保安全信号优先级高于自动信号）。
- 握手时序：PLC发送启动→机器人回复就绪→PLC发送运行→机器人开始工作→完成后发送完成信号
- 超时设置：一般设为5-10秒，根据工艺节拍调整
- 故障恢复：机器人故障后需手动复位，PLC检测到故障后停止后续工位
Frequently Asked Questions
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