Profinet 转 EthernetIP 靠网关模块实现力士乐数控系统和安川机器人通信协议转换

2025-02-26ASPCMS社区 - fjmyhfvclm

️一、引言

分享来自于大族激光集团公司使用profinet网关模块使用案例，现场需求是力士乐数控系统是profinet协要与的安川机器人Ethernet/IP从站通讯，工程部门在市场部寻了多个品牌测试设备，经过产品配置、性能、服务等多维护的筛选对比，最终捷米特品牌脱颖而出。本次使用型号为JM-EIPM-PN网关模块(与NT 151-RE-RE, AB7670有相同功能)解决了profinet转Ethernet/IP协议的难题。

️二、汽车制造生产线需求分析

汽车制造涉及多种复杂的生产工艺，从零部件的精密加工到整车的装配，每个环节都对设备的协同工作能力和运行稳定性提出了极高要求。在零部件加工阶段，数控系统需要精确控制机床的运动轨迹，确保加工精度；在装配和搬运环节，机器人需要准确抓取和放置零部件，与加工设备实现无缝对接。这就要求力士乐数控系统和安川机器人之间能够实时、稳定地交换数据，包括加工指令、位置信息、设备状态等，以实现整个生产线的高效运行。

️三、案例背景与项目目标

某汽车制造企业计划对其发动机缸体生产线进行升级改造。原生产线中，力士乐数控系统控制的加工中心负责缸体的精密加工，安川机器人负责将加工好的缸体搬运至下一工序。但由于两者通信不畅，导致生产效率低下，产品质量波动较大。此次改造旨在通过建立力士乐数控系统与安川机器人 Ethernet/IP 从站的稳定通讯，提高生产线的自动化程度和生产效率，降低产品不良率。

️四、系统架构设计

选用力士乐数控系统作为加工中心的核心控制单元，该系统具备强大的运算能力和丰富的 Profinet接口，能够满足高精度加工的控制需求。安川机器人作为搬运设备，配置 Ethernet/IP 从站模块，使其能够接入 Ethernet/IP 网络。同时，引入一台支持 Profinet 和 Ethernet/IP 双协议的网关设备，负责实现两种协议之间的转换。

构建了基于 Profinet 和 Ethernet/IP 的混合网络。Profinet 网络用于连接力士乐数控系统、网关以及上位机监控系统，实现高速、实时的数据传输和远程监控；Ethernet/IP 网络则通过以太网连接安川机器人、网关以及部分现场设备，确保机器人与其他设备之间的稳定通信。通过️JM-EIPM-PN网关模块的协议转换功能，实现了 Profinet 网络和 Ethernet/IP 网络之间的数据交互，从而建立起力士乐数控系统与安川机器人之间的通讯桥梁。

️五、功能实现

在发动机缸体加工过程中，力士乐数控系统根据预设的加工程序，通过 Profinet网络将加工指令发送给网关。JM-EIPM-PN网关模块将Profinet协议的指令转换为Ethernet/IP协议，再发送给安川机器人。机器人接收到指令后，根据加工进度和位置信息，准确地抓取加工好的缸体，并搬运至指定位置。同时，机器人将自身的运行状态和位置信息通过Ethernet/IP网络反馈给网关，网关再将其转换为Profinet协议，传输给力士乐数控系统，实现加工与搬运过程的实时协同。

力士乐数控系统和安川机器人通过各自的网络，实时采集设备的运行数据，如电机转速、温度、电流等。这些数据通过网关进行协议转换后，上传至上位机监控系统。监控系统利用数据分析算法，对设备的运行状态进行实时监测和分析，当检测到设备出现异常时，立即发出报警信号，并通过故障诊断算法快速定位故障点，提示维护人员进行维修。例如，当检测到加工中心的主轴电机温度过高时，系统会自动判断是由于负载过大还是散热不良导致的，并给出相应的故障提示。

上位机监控系统对接收到的生产数据进行存储、分析和统计，生成各种报表和图表，为企业的生产决策提供数据支持。例如，通过分析生产数据，企业可以优化生产工艺，调整设备参数，提高生产效率和产品质量。同时，生产数据还可以用于追溯产品的生产过程，确保产品质量的可追溯性。

️六、应用效果

改造后的生产线生产效率提高了，有效缩短了发动机缸体的生产周期，满足了企业日益增长的生产需求。

产品质量改善：产品的不良率降低了，提高了产品的市场竞争力。