一、案例背景

在電子制造行業(yè)，隨著產(chǎn)品迭代速度加快和質(zhì)量要求提高，自動(dòng)化生產(chǎn)成為企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。某知名電子制造企業(yè)為提高生產(chǎn)效率、降低人力成本并保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，決定對(duì)其SMT（表面貼裝技術(shù)）生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)化升級(jí)改造。在改造方案中，企業(yè)引入了ABB的IRB1200系列機(jī)器人作為ProfiNet協(xié)議從站，負(fù)責(zé)電子元件的精確拾取和貼裝任務(wù)；同時(shí)采用禾川M485系列PLC作為EtherCAT協(xié)議主站，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線進(jìn)行集中控制和調(diào)度。然而，由于ProfiNet和EtherCAT協(xié)議的差異，兩者無(wú)法直接通信，這給系統(tǒng)集成帶來(lái)了挑戰(zhàn)。為解決這一問(wèn)題，企業(yè)選用了捷米特的JM-PNM-ECT協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，從而解決ProfiNet轉(zhuǎn)EtherCAT的協(xié)議通訊。

二、設(shè)備連接與配置

硬件連接

·將捷米特EtherCAT轉(zhuǎn)ProfiNet協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)模塊安裝在生產(chǎn)線的電氣控制柜內(nèi)，通過(guò)24V直流電源適配器為其供電，確保電源穩(wěn)定。

·使用超五類(lèi)以太網(wǎng)網(wǎng)線將網(wǎng)關(guān)的ProfiNet端口與ABBIRB1200機(jī)器人的ProfiNet接口相連，注意網(wǎng)線的水晶頭制作要規(guī)范，以保證良好的通信質(zhì)量。

·采用專用的EtherCAT網(wǎng)線將網(wǎng)關(guān)的EtherCAT端口與禾川M485系列PLC的EtherCAT接口連接，構(gòu)建起穩(wěn)定的通信鏈路。在連接過(guò)程中，要注意網(wǎng)線的長(zhǎng)度和布線方式，避免信號(hào)干擾。

參數(shù)配置

·ProfiNet側(cè)配置：運(yùn)用捷米特提供的專業(yè)配置軟件，設(shè)置網(wǎng)關(guān)ProfiNet端口的IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)地址等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，使其與ABB機(jī)器人所在的ProfiNet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相匹配。添加ABBIRB1200機(jī)器人的設(shè)備描述文件，配置通信周期為10ms，超時(shí)時(shí)間為500ms，以確保穩(wěn)定、高效的通信連接。

·將PROFINET 從站GSDML文件復(fù)制至軟件安裝路徑下的GSDML文件夾中，例如：C:Program Files (x86)1PROFINET ManagerGSDML或者通過(guò)菜單欄“選項(xiàng)”中的“操作”選擇導(dǎo)入GSDML實(shí)現(xiàn)GSDML加載；點(diǎn)擊“導(dǎo)入GSDML”彈出“選擇導(dǎo)入的文件”對(duì)話框，查找GSDML的路徑文件打開(kāi)即可；或者點(diǎn)擊

來(lái)進(jìn)行快捷添加GSDML文件導(dǎo)入完成之后可以選擇重啟軟件進(jìn)行更新GSDML目錄文件，也可以點(diǎn)擊快捷欄

來(lái)進(jìn)行更新GSDML目錄文件

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·圖 8添加GSDML文件

·查看PROFINET 從站GSDML已添加至設(shè)備窗口“從屬設(shè)備”樹(shù)狀結(jié)構(gòu)下，如下圖所示 :

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·EtherCAT側(cè)配置：在EtherCAT側(cè)，設(shè)置網(wǎng)關(guān)的從站地址為0x02，使其與禾川M485系列PLC的通信地址相匹配。根據(jù)PLC的控制需求，配置數(shù)據(jù)傳輸格式為標(biāo)準(zhǔn)的EtherCAT數(shù)據(jù)幀格式，建立數(shù)據(jù)映射關(guān)系，將機(jī)器人的位置、姿態(tài)、工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)映射到PLC的特定寄存器中，方便PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制。

三、系統(tǒng)集成與功能實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)交互

·捷米特JM-PNM-ECT網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了禾川M485系列PLC與ABBIRB1200機(jī)器人之間的數(shù)據(jù)透明傳輸。PLC能夠?qū)崟r(shí)獲取機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)、位置信息、剩余工作時(shí)間等數(shù)據(jù)，同時(shí)向機(jī)器人發(fā)送控制指令，如運(yùn)動(dòng)軌跡、速度、加速度等參數(shù)。

·通過(guò)這種高效的數(shù)據(jù)交互，生產(chǎn)線能夠根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況及時(shí)調(diào)整機(jī)器人的工作任務(wù)，提高生產(chǎn)效率和靈活性。例如，當(dāng)某一工序的生產(chǎn)進(jìn)度加快時(shí)，PLC可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)及時(shí)調(diào)整機(jī)器人的工作速度，確保生產(chǎn)線的整體平衡。

協(xié)同作業(yè)

·在電子元件貼裝過(guò)程中，禾川M485系列PLC通過(guò)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)ABBIRB1200機(jī)器人的動(dòng)作。例如，當(dāng)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到電子元件的位置偏差時(shí)，PLC通過(guò)網(wǎng)關(guān)向機(jī)器人發(fā)送補(bǔ)償指令，機(jī)器人根據(jù)指令調(diào)整拾取和貼裝位置，保證元件貼裝的準(zhǔn)確性。各機(jī)器人之間的動(dòng)作配合緊密，誤差控制在±0.05mm范圍內(nèi)，大大提高了產(chǎn)品的貼裝質(zhì)量。

故障診斷與預(yù)警

·網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通信狀態(tài)和設(shè)備運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即將故障信息反饋給禾川M485系列PLC。PLC根據(jù)預(yù)設(shè)的故障處理策略，及時(shí)采取措施，如暫停生產(chǎn)線、發(fā)出聲光警報(bào)等，避免故障擴(kuò)大化，減少停機(jī)時(shí)間。例如，當(dāng)機(jī)器人出現(xiàn)過(guò)載故障時(shí)，網(wǎng)關(guān)會(huì)迅速將故障信息傳遞給PLC，PLC立即停止機(jī)器人的運(yùn)行，并通知維修人員進(jìn)行處理。

四、項(xiàng)目效果

·提高生產(chǎn)效率：EtherCAT轉(zhuǎn)ProfiNet協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)模塊通過(guò)實(shí)現(xiàn)PLC與機(jī)器人的高效通信和協(xié)同作業(yè)，生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率提高了40%以上，每小時(shí)的貼裝元件數(shù)量從原來(lái)的5000個(gè)提升到7000個(gè)以上，大大縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。

·提升產(chǎn)品質(zhì)量：精確的控制和緊密的協(xié)同使得電子元件的貼裝精度大幅提高，產(chǎn)品的不良率從原來(lái)的1%降低到0.2%以下，提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

·降低維護(hù)成本：及時(shí)的故障診斷和預(yù)警功能，使得設(shè)備維護(hù)人員能夠快速定位和解決問(wèn)題，減少了設(shè)備的維修時(shí)間和成本。設(shè)備的平均維修時(shí)間從原來(lái)的2小時(shí)縮短到30分鐘以內(nèi)，維修成本降低了30%。

·（具體內(nèi)容配置過(guò)程及其他相關(guān)咨詢可聯(lián)系楊工。）


審核編輯 黃宇