核心:末端电动旋转单元作为机器人附加轴(S 轴 / T 轴),由爱普生控制器统一插补闭环;法兰不动,夹爪相对法兰独立旋转。和 ABB 附加轴思路一致,但硬件板卡、配置菜单、SPEL + 语法完全不同。爱普生附加轴一般叫PG Motion 附加轴选项(脉冲运动板卡 H756),RC90 最多支持 2 块 H756 板,单块最多 4 轴。 适用场景:需要机器人本体轨迹和夹爪旋转同步联动(打磨、随动、连续轨迹);普通点位取放没必要上附加轴,Modbus/IO 编码更省钱。
一、硬件组成
爱普生控制器:RC700 / RC800 / RC90;选配 H756 脉冲运动板卡(PG Motion)
末端旋转伺服单元(带伺服驱动器,支持脉冲 + 方向输入)
伺服动力线、编码器线;末端手爪线缆
IO:附加轴就绪、原点、报警 DI;复位 DO
重点区分:
附加轴模式:机器人控制器发脉冲,机器人系统做运动规划、软限位、同步插补;
Modbus/IO 编码电爪:夹爪驱动器自己闭环,机器人只下发指令,不参与运动插补。
二、RC + 软件系统配置步骤
安装 H756 板卡,上电,打开 RC + 软件,进入【系统配置】→【机器人】→【附加轴】,新增 S 轴(附加轴 1)
填入伺服电机参数:脉冲当量、减速比、旋转范围(角度限位)、最大速度、加速度
例:旋转夹爪减速比 10:1,电机 10000 脉冲 / 圈 → 1°= (10000/360)*10 脉冲
设置附加轴软限位(角度),防止超程撞机
附加轴原点配置:支持原点传感器 DI + Z 相原点,必须回零才能使能运动
保存配置,重启控制器;在 RC + 手动面板,单独点动附加轴,确认方向、正负角度是否正确
标定工具坐标系(Tool),把附加轴旋转单元作为末端工具的一部分
三、SPEL + 程序语法(两种模式:独立运动 / 同步插补)
爱普生 SPEL+,附加轴变量默认 S(S 轴),单位:度
模式 1:单独驱动附加轴旋转(法兰不动,只转夹爪)
' 附加轴S:夹爪旋转轴
' DI1:附加轴就绪;DI2:附加轴原点完成;DI3:附加轴报警
' DO1:附加轴伺服使能
Function RotGripperS(angle As Double) As Integer
'安全判断
If Not Sw(DI1) Then
Print "附加轴未就绪"
RotGripperS = -1
Exit Function
End If
If Sw(DI3) Then
Print "附加轴报警"
RotGripperS = -2
Exit Function
End If
'使能附加轴伺服
On DO1
Wait 0.2
'移动附加轴S到目标角度
Move S, angle, 1000 '1000 °/s 速度
Wait S '等待附加轴到位
RotGripperS = 0
End Function
'调用示例:旋转到90°
Call RotGripperS(90.0)
'调用示例:旋转到180°
Call RotGripperS(180.0)
模式 2:机器人本体 + 附加轴同步联动
机器人 TCP 走直线 / 圆弧,同时夹爪附加轴同步旋转,适合打磨、螺旋随动:
'P1 笛卡尔点位,S=附加轴角度
Move P1, S=45.0, v50 'TCP移动同时S轴同步转到45°
Wait
这是附加轴最大优势:机器人轨迹和夹爪旋转同步插补,时序完全由机器人控制器管控,普通 IO/Modbus 做不到这种同步。
四、IO 联锁逻辑
表格
| 信号 | 类型 | 用途 |
|---|---|---|
| DI#1 | 输入 | 附加轴伺服就绪 |
| DI#2 | 输入 | 附加轴原点回归完成 |
| DI#3 | 输入 | 附加轴故障报警 |
| DO#1 | 输出 | 附加轴伺服使能 |
| DO#2 | 输出 | 附加轴报警复位 |
上电流程:控制器上电 → DO1 使能伺服 → 执行
Home S回零 → DI2=ON,才允许调用旋转指令。 SPEL + 回零指令:Home S
五、常见故障与调试注意事项
1. 方向反向、角度数值不对
原因:配置里脉冲方向、减速比、脉冲当量填反。 排查:手动点动 S 轴,+ 指令看是否正向旋转;如果反向,在附加轴参数里勾选脉冲取反。
2. 附加轴无法回零 / 原点丢失
原点传感器 DI 接线错误、NPN/PNP 不匹配;
原点 Z 相接线断线;
零点丢失,需要重新做附加轴原点标定。
附加轴断电后,增量编码器必须每次上电执行 Home 回零;绝对值编码器可不用每次回零。
3. 同步联动时,旋转和机器人轨迹不同步
附加轴加速度、速度上限设置过低;
没有使用
Move ... S=xx同步指令,分开写 Move 机器人 + Move S,变成先后动作,不是同步插补。
4. 软限位报警,超程停机
附加轴参数内角度上下限设置过小;机械限位和软件限位不一致。
必须先设置软限位,再调试,防止撞机。
5. H756 板卡总线 / 脉冲干扰
脉冲 + 方向信号线和伺服动力线分开走线;末端线缆随机器人运动,优先用机器人内置手爪线缆,减少拖链长线干扰。
6. 负载、惯量不匹配
旋转夹爪 + 工件惯量超出伺服电机能力,高速旋转抖动、定位偏差。需要在伺服驱动器里调整惯量增益。
7. 成本与选型坑
附加轴方案成本高:H756 板卡 + 伺服驱动器 + 附加轴调试工时;普通电动旋转夹爪基本不支持直接接入附加轴,需要伺服驱动器支持脉冲 + 方向。
不要混淆:爱普生 SCARA 本体 J4 轴就是法兰旋转轴,那是本体轴,不是附加轴。附加轴是额外增加在法兰末端的独立旋转轴。
附加轴适合同步轨迹工艺;如果只是点位之间切换固定角度,优先选电动夹爪 Modbus TCP 或者 IO 二进制编码方案,成本低很多。
六、方案横向对比
表格
| 方案 | 法兰是否不动 | 任意角度 | 同步插补 | 成本 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|---|
| 机器人本体 J4(SCARA)/J6(六轴)法兰旋转 | 法兰一起转 | 任意角度 | 原生同步 | 低 | 工件随法兰一起翻转 |
| 电动旋转夹爪 IO 二进制编码 | 法兰不动 | 仅预设档位 | 无同步 | 低 | 固定几个角度点位切换 |
| 电动旋转夹爪 Modbus TCP | 法兰不动 | 任意角度 | 无同步 | 中 | 点位,角度经常修改 |
| 附加轴 PG Motion | 法兰不动 | 任意角度 | 机器人同步插补 | 高 | 打磨、随动、连续轨迹同步旋转 |
七、选型判断
取放、摆盘,点位动作,不需要同步 → Modbus / IO 编码电爪
需要机器人走轨迹的同时,夹爪同步旋转(打磨、去毛刺) → 附加轴 PG Motion
不想增加硬件,工件允许跟着法兰一起转 → 本体 J4/J6 旋转

