Rockwell PLC-lərində Servo Motorlar və Koordinasiya Edilmiş Oxlar üçün Sinxron Hərəkət

Çox Oxlu Hərəkət Nəzarəti Ənənəvi Servo Sinxronizasiyasını Ötüb Keçir

Müasir maşın istehsalçıları servo sistemlərindən yalnız ayrı-ayrı oxların mövqeyini təyin etməkdən daha çoxunu gözləyirlər. Qablaşdırma xətləri, robot hüceyrələri və materialların daşınması sistemləri indi daha yüksək dəqiqlik, hamar trayektoriyalar və sadələşdirilmiş proqramlaşdırma ilə sinxronlaşdırılmış çox oxlu hərəkət tələb edir.

Rockwell Automation-un Studio 5000 daxilindəki koordinasiya olunmuş hərəkət funksiyaları bu tələbi qarşılayır və bir koordinasiya olunmuş sistem daxilində altı servo oxa qədər birlikdə hərəkət etməyə imkan verir. Ənənəvi ötürücü və ya kam mexanizmlərindən fərqli olaraq, koordinasiya olunmuş hərəkət eyni anda bir neçə ox üzrə məkan mövqeyi və trayektoriya nəzarətinə yönəlib.

Bu imkan xüsusilə robotik daşınma, yüksək sürətli gantri və çevik istehsal sistemlərində dəyər qazanır, çünki hərəkətin keyfiyyəti birbaşa məhsuldarlığa və məhsulun sabitliyinə təsir edir.

Şəkil 1. Koordinasiya olunmuş hərəkət robot sistemlərinə çoxlu servo birləşmələrini hamar mövqe nəzarəti ilə sinxronlaşdırmağa imkan verir.

Koordinasiya Olunmuş Hərəkətin Ötürücü və Kam Profilindən Fərqi Nədir

Ənənəvi sinxronlaşdırılmış hərəkət üsulları, məsələn, elektron ötürücü və kam profilləri adətən bir və ya iki ox arasında master-izləyici əlaqələrini idarə edir. Koordinasiya olunmuş hərəkət bu anlayışı tam çox oxlu trayektoriya nəzarətinə genişləndirir.

Koordinasiya olunmuş sistemdə hər ox təyin olunmuş hədəfə doğru hərəkət edir və sinxron gəlmə vaxtını qoruyur. Kontroller bütün oxların hərəkəti birlikdə tamamlaması üçün sürət və təcil tənzimləmələrini davamlı hesablayır.

Bu arxitektura maşın dizaynerlərinə xüsusi robot kontrolleri tələb etmədən robotik tipli hərəkət yaratmağa imkan verir.

Birgə Koordinatları və Kartsian Koordinatları

İlk mühəndislik qərarlarından biri hərəkət modelinin seçilməsidir. Artikulə edilmiş robotlar adətən hər bir mühərrikin müəyyən ox ətrafında müstəqil fırlanması ilə birgə koordinatları əsasında işləyir.

Lakin bir çox gantri və Kartsian sistemləri birbaşa X, Y və Z koordinatlarında işləyir. Bu proqramlaşdırmanı sadələşdirir, çünki kontroller alət koordinatları ilə birgə mövqelər arasında çevirmə aparmaq əvəzinə xətti hərəkəti birbaşa hesablayır.

Studio 5000 koordinasiya olunmuş hərəkət hər iki konsepti də dəstəkləyir, lakin Kartsian sistemləri işə salma zamanı konfiqurasiya və diaqnostika baxımından daha asandır.

Koordinasiya Olunmuş Hərəkət Mühitinin Qurulması

Koordinasiya olunmuş hərəkət sisteminin konfiqurasiyası standart tək oxlu servo nəzarətindən daha çox hazırlıq tələb edir. Mühəndislər əvvəlcə hərəkət qrupunu təyin etməli, servo oxlarını ayırmalı və Studio 5000 daxilində koordinasiya olunmuş sistem obyektini yaratmalıdırlar.

Koordinasiya olunmuş sistem sehrbazı oxların geometrisi, ofsetləri, mühəndislik vahidləri və hərəkət limitlərini konfiqurasiya etməyə imkan verir. Bu parametrlər kontrollerin servo şəbəkəsi üzrə mövqe əmrlərini necə şərh etdiyini müəyyən edir.

Şəkil 2. Hərəkət qrupu konfiqurasiyası oxların əlaqələrini, geometriyasını və koordinasiya olunmuş sistem davranışını müəyyən edir.

Bir çox OEM koordinasiya olunmuş hərəkəti qabaqcıl servo platformaları və paylanmış I/O arxitekturaları ilə birləşdirərək maşınların miqyasını artırır. Allen-Bradley ControlLogix kontrollerləri və müasir servo sürücüləri ətrafında qurulan sistemlər robotik və gantri tətbiqlərini sadələşdirmək üçün koordinasiya olunmuş hərəkətdən getdikcə daha çox istifadə edir.

Studio 5000 Daxilində Əsas Hərəkət Təlimatları

Rockwell-in koordinasiya olunmuş hərəkət mühiti çox oxlu trayektoriya yaradılması üçün nəzərdə tutulmuş bir neçə xüsusi funksiya blokuna əsaslanır.

MCLM ilə Xətti Hərəkət

Motion Coordinated Linear Move (MCLM) təlimatı müəyyən edilmiş Kartsian mövqelər arasında düz xətt üzrə hərəkət təmin edir. Mühəndislər X, Y və Z koordinatlarını təyin edir, kontroller isə oxların sürətlərini avtomatik sinxronlaşdırır.

Bu təlimat xüsusilə gantri sistemlərində, alətlərin götürmə və yerləşdirmə yerləri arasında hamar hərəkət etməsi lazım olduqda yaxşı işləyir.

Dairəvi və Yol Əsaslı Hərəkət

Motion Coordinated Circular Move təlimatı həm 2D, həm də 3D məkanda yay əsaslı trayektoriyaları dəstəkləyir. Motion Coordinated Path Move isə artikulə edilmiş robot yolları və qabaqcıl hərəkət profillərini dəstəkləməklə imkanları daha da genişləndirir.

Bu funksiyalar maşın istehsalçılarına alət hərəkətini daha hamar etmək və mexaniki sistemlərə zərər verə biləcək qəfil təcil dəyişikliklərini azaltmaq imkanı verir.

Şəkil 3. MCLM təlimatı koordinasiya olunmuş xətti hərəkət zamanı çoxlu servo oxlarını sinxronlaşdırır.

Koordinasiya Olunmuş Hərəkətin Ən Çox Dəyər Verdiyi Sahələr

Koordinasiya olunmuş hərəkətin ən güclü tətbiqlərindən biri servo gantridir. Bu sistemlərdə üç perpendikulyar ox birlikdə işləyərək alətləri böyük iş sahələri üzərində yerləşdirir.

Artikulə edilmiş robotlardan fərqli olaraq, gantrilər adətən birbaşa Kartsian məkanda işləyir, bu da çevirmə mürəkkəbliyini azaldır və texniki xidmət işlərini sadələşdirir.

Operatorlar oxları əl ilə mövqeyə gətirə, koordinat nöqtələrini yaddaşa yaza və avtomatik iş zamanı bu mövqeləri təkrar istifadə edə bilərlər. Nəticədə bütün maşın sahəsi üzrə hamar və təkrarlana bilən hərəkət əldə edilir.

Şəkil 4. Servo gantrilər koordinasiya olunmuş hərəkətdən faydalanır, çünki bütün oxlar hədəf mövqelərə eyni anda çatır.

Koordinasiya olunmuş hərəkət həmçinin əməkdaşlıq robotikası, avtomatlaşdırılmış yığma, paletləmə sistemləri və yarımkeçirici materialların daşınması avadanlıqlarında genişlənməkdədir.

Sənaye Səviyyəsində Proqram Təyinatlı Hərəkətə Keçid

Geniş avtomatlaşdırma sənayesi tədricən ayrı-ayrı aparat mərkəzli hərəkət sistemlərindən proqram təyinatlı maşın arxitekturalarına doğru irəliləyir.

Müasir PLC platformaları artıq hərəkət nəzarəti, vizuallaşdırma, şəbəkələşmə və təhlükəsizliyi vahid mühəndislik mühitində birləşdirir. Bu, inteqrasiya mürəkkəbliyini azaldır və işə salma vaxtını qısaldır.

Rockwell, Siemens, Beckhoff və Mitsubishi Electric kimi təchizatçılar sinxronlaşdırılmış hərəkət texnologiyasına böyük sərmayələr qoymağa davam edir, çünki istehsalçılar sürətli yenidənqurma qabiliyyətinə malik çevik istehsal sistemləri tələb edir.

Paylanmış arxitekturalar və yüksək sürətli avtomatlaşdırma ilə işləyən maşın istehsalçıları çox vaxt koordinasiya olunmuş hərəkət platformalarını qabaqcıl PLC və PAC sistemləri ilə birləşdirərək çoxsaylı istehsal hüceyrələrində miqyaslana bilən hərəkət tətbiqlərini dəstəkləyirlər.

Mühəndislik Baxışı

Koordinasiya olunmuş hərəkət artıq böyük robot quraşdırmaları ilə məhdudlaşmır. Texnologiya sürətli PLC prosessorları, inteqrasiya olunmuş servo şəbəkələri və sadələşdirilmiş proqram təminatı vasitələri sayəsində əsas sənaye avtomatlaşdırma layihələri üçün praktik olub.

OEM-lər və sistem inteqratorları üçün əsas üstünlük yalnız sinxronlaşdırılmış hərəkət deyil. Daha böyük fayda proqramlaşdırma yükünün azalması və mürəkkəb çox oxlu əməliyyatlar zamanı maşın davranışının daha proqnozlaşdırıla bilən olmasıdır.

İstehsal sistemləri modul avtomatlaşdırmaya doğru inkişaf etdikcə, koordinasiya olunmuş hərəkətin xüsusi xüsusiyyət deyil, standart gözlənti olması ehtimal olunur.

Müəllif: Daniel Mercer | Baş Hərəkət Nəzarəti Analitiki

Daniel Mercer sənaye hərəkət sistemləri, PLC inteqrasiyası və servo tətbiq mühəndisliyi sahəsində 14 ildən çox təcrübəyə malikdir. O, Rockwell Automation, Siemens, Beckhoff Automation və Mitsubishi Electric platformalarını əhatə edən qablaşdırma, robotika və materialların daşınması sahələrində avtomatlaşdırma layihələrini dəstəkləyib.