工控运动控制技术革新FANUC工业以太网机器人上下料单元系统集成应用
为了实现数控机床上下料无人化加工，更是机械加工智能制造的必要条件。作者深入研究了国内外知名数控机床如FANUC、西门子和广数等的上下料功能，发现上下料设备通常采用桁架或机器人，可以对单台或多台加工设备进行上下料操作。而这些设备之间的交互信号，大多通过I/O物理开关量连接；也有通过Profibus、CC-Link等现场总线进行设备间互联。然而，在机械加工中，上下料设备之间采用工业以太网进行互联和信号交换的文献介绍相对较少。
尽管选择I/O物理开关量连接集成开发简单，但施工和维护麻烦，功能不易扩展，特别是在满足智能制造网络化和智能化需求时显得不足。因此，本文将主要介绍基于EtherNet/IP工业以太网的面向机械加工的上下料设备之间连接关系、系统集成方案、设备之间通信关系、工艺流程设计、机器人快换夹具功能以及上下料程序等。
系统方案
1.1 智能制造生产线组成
在本文中，我们设计了一套自动化上的自动上下料加工单元，这个单元构成了一个完整的智能制造生产线。这个生产线由几大区域组成：包括处理区（即装配区）、搬运区（即传送带）、仓储区以及中央控制室，如图所示。这一系统能够实现在计算机或移动终端下的订单选择，并根据不同规格自动选择夹具并完成精确的零件切割，再通过并行式机器人的分拣搬运至半成品传送带。在组装站完成后，再次利用并行式机器人将半成品搬运到另一个传送带，然后再由堆垛机最终将产品搬运至立体仓库。在看板实时展示着订单状态、零件切割情况及每个部位运行状况。此外，该系统还支持云平台监控，使得远程人员可以随时查看生产进度。
整个生产线依托于 EtherNet/IP 工业以太网互联，每一块关键部件都与可编程逻辑控制器 (PLC) 结合使用，以实现更高效率与灵活性。此外，我们还融合了数控车床、高级运动控制技术、大型触摸屏显示界面，以及高度集中的数据管理系统，使得整体流程更加精细、高效，同时也为未来可能发生的问题提供了更多解决方案。
设备间通信
2.1 EtherNet/IP 工业以太网
在现代自动化领域，有许多不同的现场总线被广泛应用，如 Foundation Fieldbus, Modbus, CAN, DeviceNet 等。但是，对于更高层次监控和管理需求，比如工厂内部各个车间甚至整个工厂级别管理，EtherNet/IP 证明了其优势。它是一个基于TCP/IP协议栈的一种工业通信标准，它结合了网络技术与通用工业协议，为用户提供了一种灵活且强大的解决方案来满足各种复杂应用需求。
2.2 PAC 与 上下料单元设备信号关系
为了实现PAC与其他相关硬件设施（如数控车床及七轴万能转弯工作中心）的信息交换，我们需要先配置PAC软件中的硬件组态。在这里，我们首先创建一个新的模块，并添加“Fanuc CNC”接口模块来定义该模块用于数字输入/输出操作。此外，还需设置PAC与PCB板上的IP地址，以便两者能够成功建立起数据交流渠道。
PAC 与 数控车床系统侧信号功能
3.1 数控系统侧通信设置
若要使数控车床系统有效地与PAC协同工作，不仅需要正确配置PAC软件，还必须确保数控车床自身具备支持EtherNet/IP 协议。如果已有这样的支持，那么我们只需在PCB板设定适当参数就可以开始数据交流过程。这涉及到确定IP地址，与哪些对象进行通信，以及如何解析输入输出信息等步骤。
4 数据采集 & 控制策略
4.1 实时数据采集策略
为了提高整体性能，我们实施了一系列实时数据采集中心点。一方面，将所有相关参数从测量仪表直接导入到数据库，从而减少延迟时间；另一方面，将收到的实时数据分析引擎中进一步处理，以便提取出有助于决策制定的关键指标。这意味着我们的作业流程变得更加敏捷响应市场变化，同时也降低了成本因素，因为我们不必频繁地手动检查结果，而是让软件做出准确预测给予指导。
