多机器人协同单元 (4/5/6 机变体)
本案例展示如何用 一台工控机 + 一份 Darra 工程 统一调度多台机器人完成协同作业。三个变体共享同一套架构方法（统一 EtherCAT 主站、统一运动学引擎、统一 PLC 状态机、统一 HMI），只是机器人数量、末端工艺和节拍不同。
共同架构
不论 4 台还是 6 台机器人，整条单元的工程结构一致，全部在同一 IDE 工程里维护：
| 模块 | 职责 | 载体 |
|---|---|---|
| EtherCAT 主站 | 所有机器人关节伺服 + 变位机 + 传送带 + 远程 IO + 编码器 | Runtime 内置 |
| Robot 引擎 | 每台机器人独立坐标系，正逆解 / 轨迹规划 / 示教点管理 | Runtime 内置 |
| PLC 主状态机 | 整线启停 / 工位握手 / 节拍分配 / 安全链 / 故障降级 | SCL 程序 |
| 工艺对象 | 输送带跟踪 / 电子齿轮 / 末端补偿 | Runtime 工艺对象库 |
| HMI 设计器 | 车间大屏 + 调试屏 + 移动端（同一份画面多终端投放） | IDE HMI Designer |
| 视觉接口 | GigE Vision 相机（料位 / 箱位 / 寻位） | Vision FB |
| 配方管理 | 不同产品的阵型 / 节拍 / 夹爪 / 工艺参数（JSON） | Recipe Manager |
| 信息化 | OPC UA 向上暴露数据，MQTT 上云 | Runtime 内置 |
模块之间通过工程内全局变量直接交互，无需通讯中间件、网关或桥接软件。机器人之间的握手在同一扫描周期内完成，避免跨设备通讯延迟。
变体 A — 四机器人包装线
一条高速装箱产线由 4 台机器人构成，完成"上料 → 码盒 → 封箱 → 堆垛"全流程：
- Robot1（6 轴，上料）：从来料传送带抓取散装物件，按节拍送入分流传送带。
- Robot2 / Robot3（双 SCARA，码盒）：左右对称布置，并行完成一个纸箱内 6~12 件物件的整齐码放。
- Robot4（6 轴，封箱 + 堆垛）：封箱完成后把成品箱码到托盘（2×2 或 3×3 垛型）。
整线节拍约 4.0 秒/箱（15 箱/分钟）。要点：分流传送带带编码器，码盒机器人通过输送带跟踪工艺对象实现飞拍飞放；4 套坐标系在同一工程内互不干扰。
变体 B — 五机器人柔性装配单元
工件绕 5 工位分度盘轮转，5 台机器人依次完成上料、预装、精装、检测、下料：
- R1（6 轴，上料）：视觉定位 + 抓取，放到分度盘工位 1。
- R2（6 轴，预装 + 力控）：带力矩传感器，以小到 ±0.2 N 的精度压入装配工装。
- R3（6 轴，精装）：驱动电动螺丝机，拧 4~8 颗螺丝，扭矩闭环。
- R4（SCARA，检测）：多相机 AOI，尺寸 + 外观检测。
- R5（SCARA，下料）：按 OK / NG 分流到两条出料带。
单件节拍约 8 秒。要点：增加了力控 FB（6 轴力传感器）和螺丝机 FB；分度盘 2 轴作为联动坐标系参与运动学；每件产品 UUID 全程数据记录，经 OPC UA 暴露给上层系统。
变体 C — 六机器人焊接工作站
6 台焊接机器人 + 2 轴变位机围绕同一工件（白车身 / 车架 / 钢结构骨架）协同焊接：
- R1~R6：分前 / 中 / 后段左右布置，每台负责一组焊点。
- 变位机：2 轴伺服翻转 + 旋转，承载重型工件，让 6 台机器人都能够到焊缝。
整线节拍取各机器人最大值。要点：
- 变位机协调 — 变位机翻转 / 旋转时，6 台机器人的 TCP 坐标动态重算（PositionerSync FB）。
- 电弧跟踪 — 高频周期实时采集电流电压，PID 动态调整焊枪高度（ArcSeam FB）。
- 视觉寻位 — 线激光扫描工件，输出 6 自由度偏差修正示教轨迹。
- 焊接工艺库 — 材料 / 板厚 / 坡口对应的电流 / 电压 / 送丝 / 气量参数包，用配方管理切换。
选型对照
| 变体 | 机器人数 | 关键附加能力 | 典型行业 |
|---|---|---|---|
| A 包装 | 4（6 轴 + 双 SCARA + 6 轴） | 输送带跟踪、飞拍飞放 | 食品 / 日化 / 电商 |
| B 装配 | 5（3×6 轴 + 2×SCARA） | 力控、螺丝机、视觉、分度盘 | 电子 / 家电 / 汽车零部件 |
| C 焊接 | 6（6×6 轴）+ 变位机 | 电弧跟踪、视觉寻位、变位机联动 | 汽车 / 工程机械 / 钢结构 |
实施要点（通用）
- 先在仿真里跑通节拍 — IDE 内 3D 仿真验证多机不干涉、节拍达标，再下装到现场。
- 安全链优先 — 安全光幕 / 围栏 / 急停先接入安全 FB，再调运动。
- 工位握手用全局变量 — 不要用边沿丢失的脉冲做握手，用带超时的状态位。
- 配方驱动换产 — 阵型 / 工艺参数全部进配方，换产品只切配方不改程序。