机器人制造单元作为制造业中典型自动化制造单元,是自动化车间的基本单元模块,具有较高的自动化程度和柔性,能实现24小时无人生产,并能快速适应现代制造业产品多变的市场需求,被广泛应用于模具加工、电子印刷、冶金化工等领域。它是使用多台搬运机器人将多台加工设备连结起来智能制造单元,系统需要实时监控设备运行状态,管理调度加工设备的运作,以提高生产效率,降低产品的报废率及减少设备故障。因此,必须加强对设备的信息集成,提高信息化管理水平。然而,现有工业机器人、机床等设备存在异构通讯的问题。制造业的互联通信技术相对落后,行业内出现了一些公开标准协议,厂家也推出自己的标准,却难以形成行业上的统一标准。这导致了制造单元的异构设备在数据集成上有很大的障碍,难以实现利益最大化。MTConnect是由美国AMT协会提出的一项设备互联技术,该技术建立在现有的协议之上,目的在于为不同的设备厂商的硬件和软件之间提供了一个统一的接口,实现对车间设备的信息交互,更好地解决设备间数据通信及兼容性问题。该技术的出现,制造单元的异构设备数据集成提供一个很好解决方案。本文以机器人制造单元为对象,研究并开发了基于MTConnect协议标准的机器人制造单元系统集成,主要工作内容有以下几方面：(1)对MTConnect协议的基本应用架构进行了描述,分析了MTConnect Agent(代理服务器)的工作原理和MTConnect客户端应用的数据交互机制,并提出基于MTConnect机器人制造单元系统架构,借助于MTConnect Agent开源和跨平台优势,降低单元系统的服务器和客户端开发难度,有利于异构设备的集成实现。(2)研究设备具体部件的描述方法以及在数据流表达的XML模型,设计制造单元内部设备所需交互接口Interface,在MTConnect基础上提出设备与客户端的接口Interface实现客户端与设备之间的任务信息交互。根据机器人和机床的组件特征、对象类别,构建单元内部设备的XML模型库,分别以KEBA六自由度工业机器人和Siemens-828D数控雕铣机为例,构建了符合MTConnect标准V1.30的XML数据模型。(3)研究单元设备中工业机器人Adapter(适配器)具体实现,解决非MTConnect标准设备与Agent的数据交互问题。基于IEC61131-3标准PLC编程语言的CoDeSys平台,设计控制器的Socket服务器流程,实现机器人运行状态数据发布,开发出嵌入机器人控制器的Adapter,测试结果符合MTConnect Agent对数据采集的要求。(4)在Visual Studio 2010开发环境下,利用C#语言对制造单元系统客户端软件进行开发,编写系统的各个功能模块界面,最终实现系统基于MTConnect协议的制造单元系统集成,最后通过实例运行得到系统各个功能的验证。