Rockwell PLC-lərində servolar və koordinasiyalı oxlar üçün sinxronlaşdırılmış hərəkət

Çoxoxlu Hərəkətə Nəzarət Ənənəvi Servo Sinxronizasiyasından Kənara Çıxır

Müasir maşın istehsalçıları servo sistemlərdən getdikcə daha çox təcrid olunmuş ox mövqeləndirməsindən artığını gözləyirlər. Qablaşdırma xətləri, robot hüceyrələri və materialların daşınması sistemləri indi daha yüksək dəqiqlik, daha hamar trayektoriyalar və sadələşdirilmiş proqramlaşdırma ilə sinxronlaşdırılmış çoxoxlu hərəkət tələb edir.

Rockwell Automation-un Studio 5000 daxilindəki koordinasiyalı hərəkət funksiyaları bu tələbi qarşılayır və bir koordinasiyalı sistem daxilində altı servo oxun birlikdə hərəkət etməsinə imkan verir. Ənənəvi dişli ötürmə və ya kam profili üsullarından fərqli olaraq, koordinasiyalı hərəkət eyni anda bir neçə ox üzrə məkan mövqeləndirməsinə və trayektoriyaya nəzarətə yönəlir.

Bu imkan hərəkət keyfiyyətinin məhsuldarlığa və məhsulun sabitliyinə birbaşa təsir etdiyi robotlaşdırılmış yükləmə-boşaltma, yüksək sürətli portal sistemləri və çevik istehsal sistemlərində xüsusilə dəyərli olur.

Şəkil 1. Koordinasiyalı hərəkət robot sistemlərinə bir neçə servo oynağını hamar mövqeləndirmə ilə sinxronlaşdırmağa imkan verir.

Koordinasiyalı Hərəkət Dişli Ötürmədən və Kam Profillərindən Nə ilə Fərqlənir

Elektron dişli ötürmə və kam profilləri kimi ənənəvi sinxronlaşdırılmış hərəkət üsulları adətən bir və ya iki ox arasında əsas izləyici əlaqələrini idarə edir. Koordinasiyalı hərəkət bu konsepsiyanı tam çoxoxlu trayektoriya nəzarətinə genişləndirir.

Koordinasiyalı sistemdə hər bir ox sinxron çatma vaxtını qoruyaraq təyin edilmiş hədəfə doğru hərəkət edir. Kontroller bütün oxların hərəkəti birlikdə tamamlaması üçün sürət və təcil düzəlişlərini fasiləsiz hesablayır.

Bu arxitektura maşın konstruktorlarına ayrıca robot kontrollerinə ehtiyac olmadan robot tipli hərəkət yaratmağa imkan verir.

Oynaq Koordinatları və Kartezian Koordinatları

İlk mühəndislik qərarlarından biri hərəkət modelinin seçilməsidir. Artikulyasiyalı robotlar adətən oynaq koordinatlarından istifadə edir; bu halda hər bir mühərrik müəyyən edilmiş ox ətrafında müstəqil fırlanır.

Lakin bir çox portal və Kartezian sistemləri birbaşa X, Y və Z koordinatlarında işləyir. Bu, proqramlaşdırmanı sadələşdirir, çünki kontroller alət koordinatları ilə oynaq mövqeləri arasında çevirmə aparmaq əvəzinə xətti hərəkəti birbaşa hesablayır.

Studio 5000 koordinasiyalı hərəkəti hər iki konsepsiyanı dəstəkləyir, lakin Kartezian sistemlərini sazlama və istismara vermə zamanı yoxlamaq hələ də daha asandır.

Koordinasiyalı Hərəkət Mühitinin Qurulması

Koordinasiyalı hərəkət sisteminin konfiqurasiyası standart biroxlu servo idarəetməsindən daha çox hazırlıq tələb edir. Mühəndislər əvvəlcə hərəkət qrupu müəyyən etməli, servo oxlarını təyin etməli və Studio 5000 daxilində koordinasiyalı sistem obyekti yaratmalıdırlar.

Koordinasiyalı sistem sehrbazı ox həndəsəsini, ofsetləri, mühəndislik vahidlərini və hərəkət məhdudiyyətlərini konfiqurasiya etməyə imkan verir. Bu parametrlər kontrollerin servo şəbəkəsi üzrə mövqeləndirmə əmrlərini necə şərh etdiyini müəyyənləşdirir.

Şəkil 2. Hərəkət qrupunun konfiqurasiyası oxlar arasındakı əlaqələri, həndəsəni və koordinasiyalı sistemin davranışını müəyyən edir.

Bir çox OEM istehsalçısı maşının miqyaslana bilməsini yaxşılaşdırmaq üçün koordinasiyalı hərəkəti qabaqcıl servo platformaları və paylanmış giriş-çıxış arxitekturaları ilə birləşdirir. Allen-Bradley ControlLogix kontrollerləri və müasir servo ötürücüləri əsasında qurulan sistemlər robot və portal tətbiqlərini sadələşdirmək üçün getdikcə daha çox koordinasiyalı hərəkətdən istifadə edir.

Studio 5000 Daxilində Əsas Hərəkət Təlimatları

Rockwell-in koordinasiyalı hərəkət mühiti çoxoxlu trayektoriyaların yaradılması üçün nəzərdə tutulmuş bir neçə xüsusi funksional blokdan istifadə edir.

MCLM ilə Xətti Hərəkət

Motion Coordinated Linear Move təlimatı və ya MCLM müəyyən edilmiş Kartezian mövqeləri arasında düzxətli hərəkəti təmin edir. Mühəndislər X, Y və Z koordinatlarını təyin edir, kontroller isə oxların sürətlərini avtomatik sinxronlaşdırır.

Bu təlimat xüsusilə alətin götürmə və yerləşdirmə mövqeləri arasında hamar hərəkət etməli olduğu portal sistemlərində səmərəli işləyir.

Dairəvi və Trayektoriya Əsaslı Hərəkət

Motion Coordinated Circular Move təlimatı həm 2D, həm də 3D fəzada qövs əsaslı trayektoriyaları dəstəkləyir. Motion Coordinated Path Move isə artikulyasiyalı robot trayektoriyalarını və qabaqcıl hərəkət profillərini dəstəkləməklə imkanları daha da genişləndirir.

Bu funksiyalar maşın istehsalçılarına alətin daha hamar hərəkətini yaratmağa və mexaniki sistemlərə zərər verə biləcək kəskin təcil dəyişikliklərini azaltmağa imkan verir.

Şəkil 3. MCLM təlimatı koordinasiyalı xətti hərəkət zamanı bir neçə servo oxunu sinxronlaşdırır.

Koordinasiyalı Hərəkətin Ən Çox Dəyər Verdiyi Sahələr

Koordinasiyalı hərəkətin ən güclü tətbiqlərindən biri servo portal sistemləridir. Bu sistemlərdə üç perpendikulyar ox böyük iş sahəsi üzərində aləti mövqeləndirmək üçün birlikdə işləyir.

Artikulyasiyalı robotlardan fərqli olaraq, portal sistemləri adətən birbaşa Kartezian fəzasında işləyir; bu da çevirmə mürəkkəbliyini azaldır və texniki xidməti sadələşdirir.

Operatorlar oxları əl ilə mövqeyə gətirə, koordinat nöqtələrini yadda saxlaya və avtomatik iş zamanı həmin mövqelərdən yenidən istifadə edə bilərlər. Nəticədə bütün maşın iş sahəsi üzrə hamar və təkrarlana bilən hərəkət əldə olunur.

Şəkil 4. Servo portal sistemləri koordinasiyalı hərəkətdən faydalanır, çünki bütün oxlar hədəf mövqelərinə eyni vaxtda çatır.

Koordinasiyalı hərəkət əməkdaşlıq robotlarına, avtomatlaşdırılmış yığma, paletləmə sistemlərinə və yarımkeçirici materialların daşınması avadanlıqlarına da getdikcə daha çox tətbiq olunur.

Proqramla Müəyyənləşdirilən Hərəkətə Doğru Sənaye Keçidi

Avtomatlaşdırma sənayesi ümumilikdə təcrid olunmuş, aparat mərkəzli hərəkət sistemlərindən proqramla müəyyənləşdirilən maşın arxitekturalarına doğru tədricən keçir.

Müasir PLC platformaları hərəkətə nəzarəti, vizuallaşdırmanı, şəbəkələşməni və təhlükəsizliyi vahid mühəndislik mühitlərində birləşdirir. Bu, inteqrasiya mürəkkəbliyini azaldır və istismara vermə müddətini qısaldır.

Rockwell, Siemens, Beckhoff və Mitsubishi Electric daxil olmaqla istehsalçılar sinxronlaşdırılmış hərəkət texnologiyasına böyük sərmayələr yatırmağa davam edirlər, çünki istehsalçılar sürətlə yenidən konfiqurasiya oluna bilən çevik istehsal sistemlərinə getdikcə daha çox ehtiyac duyurlar.

Paylanmış arxitekturalar və yüksək sürətli avtomatlaşdırma ilə işləyən maşın istehsalçıları bir çox istehsal hüceyrəsində miqyaslana bilən hərəkət tətbiqlərini dəstəkləmək üçün koordinasiyalı hərəkət platformalarını qabaqcıl PLC və PAC sistemləri ilə tez-tez birləşdirirlər.

Mühəndislik Baxışı

Koordinasiyalı hərəkət artıq yalnız iri robot qurğuları ilə məhdudlaşmır. Daha sürətli PLC prosessorları, inteqrasiya olunmuş servo şəbəkələri və sadələşdirilmiş proqram alətləri sayəsində bu texnologiya əsas sənaye avtomatlaşdırması layihələri üçün də praktik hala gəlib.

OEM istehsalçıları və sistem inteqratorları üçün əsas üstünlük sadəcə sinxronlaşdırılmış hərəkət deyil. Daha böyük fayda mürəkkəb çoxoxlu əməliyyatlar zamanı proqramlaşdırma yükünün azalması və maşının daha proqnozlaşdırıla bilən davranışıdır.

İstehsal sistemləri modul avtomatlaşdırmaya doğru inkişaf etdikcə, koordinasiyalı hərəkət xüsusi funksiya deyil, çox güman ki, standart gözləntiyə çevriləcək.

Müəllif: Daniel Mercer | Baş Hərəkətə Nəzarət Analitiki

Daniel Mercer sənaye hərəkət sistemləri, PLC inteqrasiyası və servo tətbiqlərinin mühəndisliyi sahəsində 14 ildən artıq təcrübəyə malikdir. O, qablaşdırma, robototexnika və materialların daşınması sənayelərində Rockwell Automation, Siemens, Beckhoff Automation və Mitsubishi Electric platformalarını əhatə edən avtomatlaşdırma layihələrinə dəstək verib.