有“贝”而“莱” 强势围观 | 基于ABB智能技术指示灯柔性生产教学工作站 016

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基于ABB智能技术指示灯柔性生产教学工作站

王丽鸰

一、概述

基于ABB智能技术指示灯柔性生产教学工作站覆盖了工业机器人技术、互联控制技术、传动技术、人机交互（HMI）技术、视觉检测技术（可自行开发视觉算法）、机械技术、传感与气动技术、多种工业现场总线技术等。其中，互联控制、人机交互（HMI）采用贝加莱产品，工业机器人、传动采用ABB产品；同一品牌的产品保证了工作站系统教学稳定性。

工作站以真实指示灯为载体，对指示灯进行的装配、检测、数据采集与上传等，在实际生产线中有广泛应用。设备还可配备VR系统，实现虚拟技术在现实工程开发中的应用。工作站中所有应用场景都来源于工业现场，各个场景包含“传统场景--工业现场场景--教学场景”，三景融合的方式可以让老师更直观的展示技术技能点，使学员更快速有效接受具有价值的能力。

本文档重点展示贝加莱人机交互（HMI）技术应用。为尽可能覆盖更多系列的控制器应用，故工作站中使用了本地终端显示和移动端显示，分别采用了集成于Automation Studio平台可视化组件（visual component VC4）和mapp View两种人机交互（HMI）技术。

二、设备简介

基于ABB工业机器人基础教学工作站由电气控制系统、IRB1100机器人、供料单元、装配单元、原材料压铸单元、装配单元、视觉检测单元、成品检测单元、包装单元、夹具库单元等组成。桌面各工作单元均为模块化结构，可灵活拆卸自由组装、可独立开展工作、也可多个组合、全部组合构成一条完整指示灯装配、检测的产线。

通过该工作单元可培养学生（社会培训人员）工业组态、电气控制编程、工业机器人仿真与编程、工业机器人工作站集成、机器人与工业互联、智能设计与仿真等综合工业现场能力。

图1 设备效果图

设备整体结构呈桌式结构，可自由安装机器人本体、工作单元模块、电气控制系统，便于学生自由拆装、更换单元模块。桌面两侧装有安全防护装置，该装置装有对射型安全光幕。在设备运行状态起到安全防护作用的同时该装置有机玻璃侧板也不影响观察机器人的运行轨迹。

图2 网络拓扑图

2.1 设备特点

2.1.1集成化开发化

• 集成机器人系统、贝加莱PLC控制系统、HMI、传感器、气动气路系统。
• 开放的结构，扩展性强。
• 开放的人机界面，可以设置系统内部参数等管理。

2.1.2模块化

• 拥有机器人典型应用功能的工作单元模块。
• 各工作单元模块结构紧凑。模块内部集成本单元的电气及气动信号模块化利于更换、方便学生认识学习、系统集成。

三、HMI人机交互

在本方案中，控制器、触摸屏采用贝加莱X20系列及T系列，本地终端显示采用VC4技术、移动端显示采用基于WEB浏览器呈现效果，支持OPC UA访问的mapp View技术。mapp View使用HTTPS和OPC UA标准，能确保数据传输安全，应用中可以直接使用任何来自于OPC UA服务器的数据。

3.1 本地终端显示

本地终端HMI界面整体分为菜单栏及状态显示界面，左侧菜单栏分为设备（包含：主页、变频器、伺服、机器人、控制器）、站点（包含：供料单元、压铸及装配单元、检测单元）、手自动运行切换按钮、系统时间实时显示；右侧为状态显示页面。下面截选部分本地终端HMI界面介绍。

设备—主页：显示设备运行状态及各单元当前是否就绪状态。

设备—变频器：显示变频器通讯状态、变频器当前是否就绪状态、当前电机电压及电流显示、当前电机速度百分比显示（电机最大频率为40Hz）、当前电机速度与电机扭矩趋势图、手动控制（变频器频率给定、电机启停控制）。

设备—机器人：机器人页面包含3个子页面，分别为机器人实时状态页、各轴数据页、服务时间页。实时状态页显示当前机器人实时状态及手动设置机器人运行百分比速度；各轴数据页显示当前机器人各种数据显示；服务时间页则显示当前各轴使用时长。

设备—控制器：控制器页面显示当前控制器—贝加莱X20CP1382控制器状态网页显示以及HMI界面中、英文切换，并且包含一个手机移动端显示访问子页面。如页面所示，连接当前设备所属WIFI使用浏览器即可用移动设备访问及控制该工作站。

站点—供料：供料单元页面，该页面显示供料单元结构及单元当前状态。手动控制部分可控制供料气缸动作、变频器给定频率启停等操作。

站点—检测：页面显示当前伺服检测单元所有气缸及传感器状态，手动控制可控制各气缸动作。

3.2 移动端显示

mapp View采用Web技术，可以实现对多种文件的处理：

（1）.动画—更为直观的为机器提供状态显示，易于学习，掌控；

（2）.多点触摸—支持最新的大幅面多点触摸屏，更为易于使用，设计更为简洁；

（3）.视频/音频/PDF—用于设备的快速服务支持，如提供设备使用手册、安装指南、维修指南；

（4）.产线集成—多个设备的集成显示，独立显示，自由组合。

图3-mapp View功能特点

因本方案中采用的X20CP1382控制器内存容量有限，故移动端HMI仅体现主要设备信息。移动端HMI主页界面分为菜单栏及设备显示界面；左侧为菜单栏，右侧为设备显示页面。左侧菜单栏中包含设备信号、机器人信号、机器人服务信息、控制器状态（SDM）、设备使用手册五个子页面图标。点击主页面菜单栏中的图标，即可切换至对应子页面，通过点击子页面home键即可返回至主页面。下图为移动端HMI界面展示。

主页面

左侧菜单栏

设备信号页面

机器人信号页面

机器人服务信息页面

控制器状态（SDM）页面

设备使用手册页面

END