PLC-lər müasir istehsalatda dəqiq robot idarəetməsini necə dəyişdirir

Robot idarəetməsi PLC-yə daha da yaxınlaşır

Onilliklər ərzində sənaye robotları təcrid olunmuş avtomatlaşdırma adaları kimi işləyirdi. Mühəndislər hərəkət trayektoriyalarını xüsusi teach pendant cihazları vasitəsilə proqramlaşdırır, PLC-lər isə maşının ətraf məntiqini idarə edirdi. Bu ayrılıq artıq aradan qalxmağa başlayır.

Mecademic Meca500 kimi yığcam, yüksək dəqiqlikli robotlar artıq PLC platformaları vasitəsilə birbaşa hərəkət idarəetməsinə imkan verir və bu, istehsalçıların avtomatlaşdırma hüceyrələrini layihələndirmə üsulunu dəyişir. Sadə işə salma və dayandırma siqnalları göndərmək əvəzinə, PLC indi EtherNet/IP üzərindən hər bir robot hərəkətini real vaxt rejimində idarə edə bilər.

Bu dəyişiklik xüsusilə elektronika montajı, laboratoriya avtomatlaşdırması, yarımkeçirici materialların daşınması və yığcam ölçülərin, deterministik hərəkətin xammal yükdaşıma qabiliyyətindən daha vacib olduğu dəqiq istehsal mühitləri üçün əhəmiyyətlidir.

Yığcam robot arxitekturaları hərəkət idarəetməsi ilə PLC əsaslı avtomatlaşdırma sistemləri arasında daha sıx inteqrasiyaya imkan verir.

Strukturlaşdırılmış PLC idarəetməsi robot inteqrasiyasını niyə dəyişir

Ənənəvi altıoxlu robotlar adətən xüsusi robot dillərinə və müstəqil hərəkət kontrollerlərinə əsaslanır. Bunun əksinə olaraq, PLC ilə idarə olunan robototexnika bu məntiqin böyük hissəsini konveyerləri, sensorları, görüntü sistemlərini və təhlükəsizlik bloklamalarını artıq idarə edən platformaya köçürür.

Bu tətbiqdə Allen-Bradley CompactLogix PLC-si Meca500 ilə EtherNet/IP vasitəsilə birbaşa əlaqə saxlayır. MovePose və MoveJoints kimi hərəkət təlimatları ayrıca robot proqramında deyil, ladder məntiqi mühitinin bir hissəsinə çevrilir.

Bu arxitektura artıq Rockwell avtomatlaşdırma platformalarında standartlaşmış maşın istehsalçıları üçün inteqrasiya mürəkkəbliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Mövcud Allen-Bradley CompactLogix sistemlərini işlədən müəssisələr ayrıca proqramlaşdırma ekosistemi tətbiq etmədən robot hərəkətini inteqrasiya edə bilərlər.

EtherNet/IP hərəkət idarəetməsinin əsas dayağına çevrilir

Əvvəlcə robot PLC ilə eyni alt şəbəkədə konfiqurasiya edilməlidir. MecaPortal interfeysi vasitəsilə EtherNet/IP əlaqəsi aktivləşdirildikdən sonra robotun koordinasiyasına PLC cavabdeh olur.

Sadəcə əvvəlcədən yüklənmiş prosedurları icra edən köhnə robot arxitekturalarından fərqli olaraq, bu konfiqurasiya PLC-yə dinamik şəkildə canlı hərəkət əmrləri yaratmağa imkan verir. Hərəkət trayektoriyalarının sensor məlumatlarından, yoxlama sistemlərindən və ya resept dəyişikliklərindən asılı olduğu adaptiv istehsal tətbiqlərində bu fərq xüsusilə vacibdir.

EtherNet/IP konfiqurasiyası robot kontrollerinə müstəqil işləmədən PLC tərəfindən idarə olunan hərəkət icrasına keçməyə imkan verir.

EDS və AOI cihazların işə salınmasını asanlaşdırır

Rockwell əsaslı sistemlər avadanlıq inteqrasiyasını sadələşdirmək üçün böyük ölçüdə Electronic Data Sheet fayllarına və Add-On Instruction-lara əsaslanır. EDS quraşdırıldıqdan sonra robot Studio 5000 daxilində yerli cihaz kimi görünür.

AOI qatı aşağı səviyyəli əlaqə mürəkkəbliyinin böyük hissəsini abstraksiya edir. Mühəndislər Ethernet mesajlaşma strukturlarını əl ilə yaratmaq əvəzinə, hərəkət məntiqinə diqqət yetirə bilirlər.

Bu iş prosesi sənaye avtomatlaşdırmasında baş verən daha geniş təkamülü əks etdirir. Təchizatçılar geniş həcmli xüsusi kodlaşdırma tələb etmək əvəzinə, getdikcə daha çox təkrar istifadə edilə bilən proqram obyektləri təqdim edirlər. Oxşar inteqrasiya strategiyaları proses və hibrid istehsalda istifadə olunan müasir PLC və PAC platformalarında da geniş yayılır.

Cihaz tərifi faylları robotların Studio 5000 daxilində yerli avtomatlaşdırma aktivləri kimi görünməsinə imkan verərək işə salınma müddətini azaldır.

Hərəkət əmrləri ladder məntiqi obyektlərinə çevrilir

Qoşulduqdan sonra robot əvvəlcədən müəyyən edilmiş funksiya blokları vasitəsilə hərəkətləri birbaşa ladder məntiqindən icra edə bilər. Connect, MovePose və MoveJoints kimi əmrlər robotun trayektoriyasını və mövqeləndirmə davranışını müəyyən edir.

Bu yanaşma texniki xidmət qruplarının robot sistemləri ilə qarşılıqlı əlaqəsini dəyişir. Texniklər bir neçə proqramlaşdırma mühitində nasazlıq axtarmaq əvəzinə, robotun davranışını artıq tanıdıqları PLC platformasının daxilində birbaşa diaqnostika edə bilərlər.

Kartezian dəqiqliyi üçün MovePose

MovePose təlimatı X, Y, Z, W, P və R qiymətlərindən istifadə etməklə robotu müəyyən kartezian koordinatına yönəldir. Bu üsul seçib-yerləşdirmə sistemləri, yoxlama stansiyaları və alətin təkrarlana bilən mövqeləndirilməsini tələb edən yığcam montaj tapşırıqları üçün idealdır.

Kartezian hərəkət təlimatları mühəndislərə robotun mövqeləndirilməsini birbaşa PLC ladder prosedurları daxilində idarə etməyə imkan verir.

Bərpa və başlanğıc mövqeyinə qayıtma üçün ox əsaslı idarəetmə

MoveJoints əmrləri ox səviyyəsində birbaşa mövqeləndirməni təmin edir. Bu təlimatlar adətən başlanğıc mövqeyinə qayıtma ardıcıllıqları, bərpa əməliyyatları və texniki xidmət mövqeləndirməsi üçün istifadə olunur.

Mühəndislik baxımından kartezian hərəkətinin ox əsaslı bərpadan ayrılması əməliyyat etibarlılığını artırır. Bu, həmçinin maşının yenidən işə salınması prosedurları zamanı nasazlıqların idarə edilməsini asanlaşdırır.

Ox səviyyəli hərəkət blokları işə salınma və texniki xidmət əməliyyatları zamanı deterministik mövqeləndirmə təmin edir.

Firmware uyğunluğu hələ də vacibdir

Bu tətbiqdən çıxarılan mühüm nəticələrdən biri firmware versiyalarının uyğunlaşdırılmasının hələ də kritik olmasıdır. Robot firmware-i, EDS paketi və AOI versiyası bir-biri ilə tam uyğun gəlməlidir.

Versiya uyğunsuzluqları Studio 5000 daxilində, xüsusilə modul tərəfindən müəyyən edilən strukturlarda məlumat tipi ziddiyyətləri yarada bilər. Təcrübəli idarəetmə mühəndisləri köhnəlmiş məlumat tiplərini əl ilə əvəz edə bilsələr də, bu problem daha geniş sənaye çağırışını göstərir: qarşılıqlı işləyə bilmə hələ də böyük ölçüdə proqram təminatının həyat dövrünün idarə edilməsindən asılıdır.

Bu, robototexnikaya xas deyil. ABB, Honeywell, Emerson və GE platformalarının iştirak etdiyi DCS miqrasiyalarında, turbin monitorinqi yeniləmələrində və paylanmış I/O genişləndirmələrində də oxşar uyğunluq problemləri ortaya çıxır.

EtherNet/IP robot sistemlərini sənaye kontrollerlərinə inteqrasiya edərkən versiyaların diqqətlə idarə edilməsi vacib olaraq qalır.

Bu arxitektura harada daha uyğundur

PLC ilə idarə olunan robototexnika hər ənənəvi robot kontrollerini əvəz etmək üçün nəzərdə tutulmayıb. Böyük yükdaşıma qabiliyyətinə malik qaynaq hüceyrələri və mürəkkəb çoxrobotlu koordinasiya sistemləri hələ də xüsusi robot platformalarından faydalanır.

Lakin yığcam dəqiq tətbiqlər üçün bu model son dərəcə cəlbedicidir. Tibbi montaj, optik düzləndirmə, elektronika istehsalı və laboratoriya avtomatlaşdırması robotların təcrid olunmuş avtomatlaşdırma adaları kimi deyil, ağıllı maşın oxları kimi davranmasını getdikcə daha çox tələb edir.

Robototexnikanı birbaşa PLC ardıcıllığına inteqrasiya etmək bacarığı OEM maşın istehsalçıları üçün işlənib hazırlanma dövrlərini də qısaldır. Daha kiçik mühəndislik qrupları ayrıca robot proqramlaşdırma mütəxəssisləri saxlamadan qabaqcıl robot hərəkətini tətbiq edə bilərlər.

Sənayenin daha geniş istiqaməti

Sənaye robototexnikası bazarı proqram təminatı ilə müəyyən edilən hərəkət arxitekturalarına doğru irəliləyir. Strukturlaşdırılmış mətn proqramlaşdırması, EtherNet/IP əlaqələri və PLC mərkəzli koordinasiya qabaqcıl funksiyalardan çox, artıq standart gözləntilərə çevrilir.

Meca500 kimi sistemləri diqqətəlayiq edən yalnız mikron səviyyəli dəqiqliyi deyil, həm də robot inteqrasiyasını ənənəvi idarəetmə mühəndisləri üçün daha əlçatan etməsidir.

Bir çox fabrikdə gələcəyin robot proqramçısı artıq teach pendant daşımaya bilər. Bunun əvəzinə o, hərəkət strategiyalarını maşının qalan hissəsini artıq idarə edən PLC mühitinin daxilində birbaşa quracaq.

Müəllif: Nathaniel Brooks | Baş sənaye sistemləri müxbiri

Nathaniel Brooks sənaye robototexnikası, PLC arxitekturası və hərəkət idarəetmə sistemləri haqqında 14 ildən artıq təcrübəyə malikdir. Onun təcrübəsinə yarımkeçirici və dəqiq istehsal sektorlarında Rockwell Automation, ABB Robotics, Siemens hərəkət platformaları və yüksək sürətli qablaşdırma sistemlərini əhatə edən avtomatlaşdırma inteqrasiyası layihələri daxildir.