UR机器人的设计理念是模块化，所以无论是控制箱IO还是工具端IO，可理解为独立模块。工具端IO存在于工具端PCB这个工具端在电路中PCB提供24的主要功能是提供V/12V电源，处理IO信号和加速度计(脚本中读取工具端加速度的功能来自它)信号，并将其包装成UR专有的RS485协议发送给控制箱，控制箱IO存在于安全控制中PCB电路原理上属于板上独立部分，安全控制板和主板通过板上总线发送。通常机器人弹出通常SPI当出现错误等异常时，通常是控制箱PWR端子和24V端子连接不正常，导致端子连接不正常IO部分不能工作。
UR机器人数字输出IO采用两种形式的结构，即PNP和NPN，以控制输入输出的三极管类型命名，见图 1。PNP当输出中控制信号较高时，激活三极管，使24V当控制信号较低时，三极管被阻断，24V与输出隔离，输出为悬浮状态（即不确定状态，如果与输出连接为上拉电阻，则输出端为高电平，如为下拉电阻，则为低电平）。NPN在输出中，当控制信号，控制信号高，三极管激活，输出和GND当控制信号较低时，三极管被阻断，输出处于悬浮状态。
与输出对应的是PNP和NPN输入，如图 2。输入信号通过限流电阻R驱动光耦合，从而检测内部电路。PNP输入与NPN输入的区别在于PNP输入的一端连接GND，而NPN输入的一端连接4V。这种设计的主要原因是与图纸相匹配 1中的PNP输出和NPN输出对应。PNP输出只能连接PNP输入而NPN输出只能连接NPN输入。
图 3中表示了PNP和NPN输入输出连接方式，无论连接方式如何，两台设备GND（0V）应连接在一起，以确保共同的基准电势。
为什么PNP输入输出与NPN输入输出不能相互连接？图 举个例子。可以看到当PNP输出直接与NPN当输入连接时PNP输出24V，输入端的光耦是24V当信号无法激活时PNP输出端内部控制信号较低，输出三极管处于悬浮状态，无法提供输入端光耦合所需的电流电路，无法感知输入信号NPN没有办法在输入端工作。同样，读者可以自己连接NPN输出与PNP输入。所以如果需要的话UR机器人本身IO，必须注意外围设备和机器人IO模型匹配，否则不正常工作。
还有一个IO形式叫推挽输入输出，由于其输出信号是电压信号，因此可以连接在任意PNP或者NPN感兴趣的读者可以在输入端口上查找相关信息。
工具端对应的线束插头是Lumberg RKMV 8-354。管脚的定义如图 5 工具端IO定义。12V/24V在电源供电模式下，最大工作电流为600mA，工具端超过额定电流IO电源会自动切断并试图恢复，但过大的电流也会损坏工具端，所以请在使用前评估最大工作电流。
模拟输入信号的工具端可以在电压模式下工作- 10V）或电流模式(4mA - 20mA），其电气参数如下。使用时请注意输入内阻，否则测量数据不准确。
控制箱IO主要分为安全相关和普通两类IO（图 7).安全相关IO与普通IO一个很大的区别就是安全相关IO经过特殊设计，安全性能达到一定水平（ISO13849-1），UR机器人安全IO达到了PLd性能等级。
安全相关IO包括紧急停止、安全停止和可配置IO，使用时必须成对使用(冗余)，详情请参考机器人用户手册。
可配置IO也可以作为普通IO使用(示教器-安装设置-安全部要成对使用。输入输出普通数字IO均为PNP类型，这与工具端有关IO有所不同，同时电气参数上控制器IO也有不同的(带负载能力和输入内阻)，见图 8。尽管单个数字输出IO最大电流能达到1A，但并不意味着所有的数字输出IO负载1可同时携带A，这是因为在IO在图中还有一个总电流总线限制 如果你想最大限度地使用控制箱，9中列出IO最好使用外部电源(如图所示 9.最大总电流6A）。
模拟输入输出IO如图所示 在电流模式下，可以看到其内阻比工具端的模拟输入IO100欧姆的内阻降低到20欧姆，电压模式下的内阻也从工具端的15K降低到了10K，因此，在使用前，请评估内阻对测量的影响和对外部设备的电气要求（如电压范围等）。在模拟输出中，在电压模式下应考虑相应的模拟IO在电流模式下，应注意电压的输出能力。
UR可通过机器人IO远程启动和初始化有利于将机器人作为工作站的子系统，因为从用户的角度来看，他们往往希望一键启动，如启动主控PLC其他设备相继启动。在控制箱IO这样的接口预留在上面。通过在ON在接口上施加一个12V的脉冲（200ms至600ms）机器人可以远程上电，而在OFF接口上施加12V如果电压，机器人将关闭。
如果你想在远程上电机器人后正常使用机器人，你还需要初始化机器人并加载程序Socket端口29999也可以通过IO信号来完成，见图 12.选择默认程序，配置相应的数字输入信号，上电后施加上升或下降(慢慢移动)edge to自动初始化和默认程序的自动运行可以通过中间设置完成。
第2.1小节中介绍PNP输出需与PNP输入相连，NPN输出需与NPN在某些特殊场合，输入连接，PNP输出如何与NPN输入连接能正常工作吗？推荐的购买方式是购买PNP和NPN如果连转换器都没有，在短时间测试或应用环境中干扰较少，可以根据IO对接口的电气参数特性进行了一些转换。本文以外围设备为准NPN输出，机器人控制箱IO都是PNP输入，结合电气参数的特特性进行转换的方法明，推荐使用匹配的方法IO接口，不能满足，所以优先使用转换器，最后是这种方法。
如图 8中列出的控制箱IO电气特性可知，UR机器人的PNP型号数字输入接口-3-5V是认为低，11-30V高电流2-15mA，那么该接口的输入电阻可以通过如下公式估计：
如图 13，当NPN输出控制三极管导通时，PNP输入端被拉低到0V，而当NPN控制三极管阻断时，PNP输入电压为：
要使得PNP如果输入口能检测到高电平，则应确保Vin大于11V,然后可以得到上拉电阻R1的值范围为：
R去2.3K的话，R1得小于2.72K。就稳定性而言R1越小越好，但需要考虑的是当NPN当输出控制三极管导通时，24V直接作用R1上，R1太小，电流会很大，可能会烧坏NPN 输出控制三极管或电阻，所以在实际操作中要知道NPN最大注入电流能力，然后选择适当的电阻值，最后计算电阻的功率，使其在24V功率不得超过额定功耗。
感谢以上文章CAI同学