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硬件接口详细说明

机械臂系统组成

睿尔曼协作机器人系统主要由机器人本体、控制器(集成于本体基座内)和平板示教器(选配)组成。

控制器

控制器

序号接口功能
1电源开关控制机器人电源,开启后亮起蓝灯
2电源插头插入电源线缆
3扩展插头引出控制器RS485、I/O等接口
4WIFI/蓝牙天线无线通讯使用
5USB接口1扩展接口,可外接手柄接收器
6USB接口2作为虚拟网口使用
7网口通讯网口
8状态提示灯根据机械臂不同状态分别显示蓝色、白色、绿色、黄色、红色。
为控制器启动初始化;
②白色为各关节启动初始化;
为机械臂正常运行;
为机械臂发出警告信息,为普通故障,需立即处理;
为机械臂发生严重故障,需立即处理。

在机器人控制器面板上有一个16芯的连接器,机器人所有的I/O即从该连接器引出,请参见下图。

注意

在进行线路连接时,禁止带电插拔航插插头。插入航插时请用户务必保证插针与孔位对齐,并检查插针是否正常.

I/O接口图

其中,线缆定义如下表4所示。

序号颜色定义说明备注
1粉色加棕色VOUT对外输出正12V/24V
2灰色加紫色P_IO_GND对外输出负
3黄色485A
4黄绿色485B
5紫白IO1可复用IO
6红白IO2可复用IO
7绿白IO3可复用IO
8黄白IO4可复用IO
9蓝白OUT_P_IN外部输入数字电源0~24V
10浅蓝OUT_P_OUT外部输出数字电源0~24V
11深蓝OUT_P_GND外部数字地
12绿FDCAN_ACAN_H
13FDCAN_BCAN_L
14预留
15预留
16预留

注意

数字量输入输出的电压值由接入的参考电压决定,机械臂16芯扩展接口线缆仅提供了12V和24V电源电压。数字量输入输出若需要输出其他电压值,则需要从外部对OUT_P_OUT+、OUT_P_IN+和OUT_P_GND引脚引入参考电压。

电源输出

机器人16芯线可对外输出12V/24V电源(当输出24V电压时,实际输出电压与机器人电源电压一致,若电源电压不稳定,输出电压会受到影响),电源输出类型可通过示教器或者JSON协议进行配置和控制通断,电气特性如下表所示。

参数最小值典型值最大值单位
电源电压0——24V
电源电流——10001500mA

注意

在通过控制器电源为外部设备进行供电时,参考上表电流参数限制,以防过载,烧毁控制器。

数字输入

控制器接口共有4路数字输入,用户使用时需要分别接通外部输入数字电源通道(OUT_P_IN+)和外部数字地通道(OUT_P_GND),为数字输入提供电平参考。电气特性如下表所示:

数字输入最小值典型值最大值单位
输入电源Vin024V
输入电压-0.524V
逻辑低电平1V
逻辑高电平Vin-0.5V

以NPN型光电传感器接线为例,机械臂输入参考电平采用16芯航插线上的12V电源,其接线方式如下图所示:

采用内部供电的数字输入

数字输出

控制器接口共有4路数字输出,用户使用时需要分别接通外部输出数字电源通道(OUT_P_OUT+)和外部数字地通道(OUT_P_GND),为数字输出提供电平参考。电气特性如下表所示:

数字输出最小值典型值最大值单位
输入电源Vin024V
输出电流2mA

机械臂数字输出信号与外部设备连接时,可采用外部设备电源作为机械臂输出端的参考电平,但参考电压最大不能高于24V。接线方式如下图所示:

采用外部供电的数字输出

注意:数字输出信号最大输出电流为2mA,可以选择加装场效应模块放大电流。

IO复用功能

16芯线中的IO具备复用功能,可以通过程序指令或者web端示教器切换为:

输入(NPN型)
输出(最大电流2mA)
输入开始功能复用模式
输入暂停功能复用模式
输入继续功能复用模式
输入急停功能复用模式
输入进入电流环拖动模式
输入进入力只动位置拖动模式(六维力版本可配置)
输入进入力只动姿态拖动模式(六维力版本可配置)
输入进入力位姿结合拖动复用模式(六维力版本可配置)
输入外部轴最大软限位复用模式(外部轴模式可配置)
输入外部轴最小软限位复用模式(外部轴模式可配置)

末端拓展

为方便用户在机器人末端添加工具,预留了安装法兰和通信末端接口,在法兰外壳上有两个按钮,分别控制机器人进行拖动示教和轨迹复现。下面是末端的尺寸和法兰安装说明:

通信末端接口

通信末端接口是一个6芯的连接器,它为连接到机器人的不同夹持器和传感器提供电源和控制信号。

末端工具接口

注意

在插拔末端接口板的航插线缆时,请确保末端的电源输出处于关闭状态,否则有造成硬件损坏的风险!插入航插时请用户务必保证插针与孔位对齐,并检查插针是否正常。

接口板的功能接口如下表5所示:

序号接口类型数量功能
1电源输出1路可配置为12V/24V,可控制通断
2数字输出最大支持2路参考电平与电源输出一致,仅支持12V/24V
3数字输入最大支持2路参考电平与电源输出一致,仅支持12V/24V
4RS4851路与RS485接口外设通信
5拖动示教按钮(绿色)1路长按,机器人开始进入拖动示教模式
6轨迹复现按钮(蓝色)1路短按,机器人复现拖动示教轨迹

末端工具接口通过1个6芯航插对外连接,航插引脚及定义如下所示。

工具端航插对外引脚定义

针脚编号接线颜色功能
1RS485_A
2RS485_B
3数字接口1(DI1/DO1)
4数字接口2(DI2/DO2)
5绿电源GND
6电源输出: 0V/12V/24V,可进行程序控制

备注

上表中的复用功能通过程序指令进行切换。出厂时默认引脚3和引脚4为数字输入通道(DI1和DI2),引脚6的电源输出为0V(可通过程序设置)。

注:电源输出设置为 5V 时,工具端的IO 暂不支持输入输出功能。

数字I/O输入

工具数字输入通道共2路,电气特性如下表所示。

数字输入最小值典型值最大值单位
输入电源Vin0——24V
输入电压-0.524V
逻辑低电平1V
逻辑高电平Vin-0.5V

数字I/O输出

工具端数字输出通道共2路,可通过示教器或者JSON协议直接通过控制器进行配置,电气特性如下表所示。

数字输出最小值典型值最大值单位
输入电源Vin0——24V

电源输出

机器人末端可对外输出12V/24V电源(当输出24V电压时,实际输出电压与机器人电源电压一致,若电源电压不稳定,输出电压会受到影响),电源输出类型可通过示教器或者JSON协议进行配置和控制通断,电气特性如下表所示。

参数最小值典型值最大值单位
电源电压0——24V
电源电流——10001500mA

注意

在通过末端电源为末端工具进行供电时,参考上表电流参数限制,以防过载,烧毁末端接口板。

通讯接口

机器人在控制器的16芯航插和末端接口板6芯航插处,各有1路RS485通讯接口(仅用于机器人控制外部设备,不支持外部设备进行机器人运动控制),这两个RS485端口可通过JSON协议配置为标准的Modbus RTU模式(为保证RS485通讯稳定,尽可能将设备与机械臂的GND连接)。然后通过 JSON 协议对端口连接的外设进行读写操作。