Създаване и изпълнение на роботизирани програми на Meca500 чрез управление с PLC

Различна философия за управление на индустриални роботи

Mecademic Meca500 продължава да предизвиква конвенционалната архитектура на индустриалните роботи, като отделя движението на робота от логиката на машината. Вместо да разчита на традиционен контролер за робот, пълен с логика на стълби, обработка на сигнали и последователност на движение, Meca500 прехвърля тези отговорности на PLC и външния контролен слой.

Този дизайн променя начина, по който инженерите мислят за внедряване на роботи. Вместо да изграждат големи монолитни роботизирани рутини, програмите за движение стават леки, модулни и по-лесни за задействане от външни автоматизационни системи.

Компактната платформа Meca500 е насочена към среди за висока прецизност на автоматизация, където пространствената ефективност и гъвкавият контрол са важни.

Защо Meca500 работи по различен начин

Традиционните индустриални роботи обикновено управляват собствените си I/O операции вътрешно. Те наблюдават сензори, чакат входове от полето, изпълняват изчисления и контролират периферни устройства директно от контролера на робота.

Meca500 премахва голяма част от тази отговорност от самия робот. PLC става основният двигател за вземане на решения, докато роботът се фокусира почти изцяло върху изпълнението на команди за движение.

Тази архитектура предлага големи предимства в разпределени автоматизационни системи. Интеграторите могат да централизират координацията на машините в PLC платформи като Allen Bradley ControlLogix или в усъвършенствани среди за движение в системи Siemens SIMATIC S7.

Meca500 минимизира обработката на бордовите входно-изходни сигнали, оставяйки повечето решения за последователност и контрол на PLC слоя.

Две различни стратегии за движение

Динамично движение, генерирано от PLC

Когато приложенията изискват живи позиционни корекции, обратна връзка от сензори или адаптивно движение, PLC изчислява координатите и ги изпраща директно на робота чрез Ethernet комуникация.

Този метод работи особено добре при обслужване на машини, инспекция и приложения с визуално насочване, където позициите постоянно се променят. Той също така опростява интеграцията с външни измервателни системи и интелигентни сензори.

Запазени програми за движение за повтарящи се задачи

За стабилни и повторяеми приложения инженерите могат да пишат движения директно в MecaPortal и да ги запазват вътрешно в робота.

Вместо да предава всяка координата на движение поотделно, PLC просто нарежда на робота да изпълни предварително зададена програма с определен номер. Това намалява комуникационното натоварване и опростява цикличните производствени последователности.

Създаване на програма за движение в MecaPortal

Програмирането започва с свързване на робота, PLC и инженерната работна станция чрез споделена Ethernet мрежа. След свързване инженерите могат да достъпят средата MecaPortal чрез стандартен уеб браузър.

Редакторът поддържа структуриран програмен подход с команди във вид на функции. Този подход прилича повече на опростено скриптиране, отколкото на традиционно програмиране с teach-pendant.

MecaPortal предоставя лек браузър-базиран програмен интерфейс за създаване на многократно използваеми програми за движение на робота.

Разбиране на параметрите на движението

Конфигурацията на скоростта е важна

Преди да започне каквото и да е движение, роботът изисква дефиниции за скорост на линейно, ъглово и ставно движение. Тези параметри пряко влияят на времето за цикъл, стабилността на позициониране и механичното натоварване.

Команди като SetCartLinVel(), SetCartAngVel() и SetJointVel() позволяват на инженерите да установят безопасни и повторяеми работни условия преди изпълнение на последователности от движения.

Консервативните настройки на движението остават важни по време на първоначално тестване. Високоскоростните движения бързо могат да създадат риск от сблъсъци, особено при ранна валидация на координатите.

Избор между MovePose и MoveLin

Meca500 предоставя множество инструкции за движение за различни оперативни изисквания.

MovePose приоритизира ефективност и скорост. Контролерът автоматично изчислява движението на ставите от декартови координати. Това работи добре за дълги пътеки, където точната форма на траекторията е по-малко важна.

MoveLin поддържа движение на TCP по права линия. Инженерите обикновено запазват тази команда за приближаващи и оттеглящи движения около приспособления, инструменти или операции с прецизно поставяне.

Функциите за ръчно управление помагат на инженерите да валидират посоките на координатите и да избегнат грешки при позициониране преди изпълнение на автоматизирано движение.

Програмиране на последователност Pick-and-Place

Демонстрираното приложение следва класически работен процес за pick-and-place в индустрията. Бързите команди за позициониране придвижват робота близо до целевата зона, докато по-бавните линейни движения осъществяват захващане и освобождаване на обекта.

Това разделяне между бърз транспорт и контролирано приближаване отразява стандартни добри практики в индустриалната роботика. То подобрява ефективността на цикъла и намалява риска от сблъсъци по време на критични операции по обработка.

Времето на захвата също играе важна роля. Командите за забавяне гарантират, че крайният ефектор напълно се затваря или отваря преди роботът да премине към следващата стъпка на движение.

Завършената роботизирана рутина комбинира линейно движение, команди за позициониране и управление на захвата в многократно използваема автоматизационна последователност.

Записване и изпълнение на програми от PLC

След валидиране програмата може да бъде запазена директно в робота с числов идентификатор. Именуването само с числа опростява избора на програми от функционалните блокове на PLC.

От страна на PLC изпълнението изисква само малък брой команди. Първо, PLC установява контрол чрез функционалния блок Connect. След това инструкцията StartOfflineProgram стартира избраната рутина.

Числовото съхранение на програми опростява избора и управлението на изпълнението на програми, базирани на PLC.

Функционалните блокове на PLC позволяват на външни автоматизационни системи да задействат съхранени роботизирани рутини през Ethernet.

Какво означава това за бъдещите автоматизационни системи

Meca500 отразява по-голяма промяна, която се случва в индустриалната автоматизация. Съвременните роботизирани платформи все повече разчитат на Ethernet комуникация, разпределена логика и софтуерно дефинирано управление на движението, вместо на изолирани роботизирани контролери.

Докато производителите се стремят към модулни производствени системи, децентрализираните роботизирани архитектури стават по-привлекателни. PLC вече координират конвейери, задвижвания, визуални системи и защитни устройства. Разширяването на тази координация към последователността на робота създава по-унифицирана автоматизационна среда.

Интеграторите, работещи с разпределени входно-изходни устройства и мрежи за движение на базата на Ethernet, също могат да се възползват от разглеждането на по-широки индустриални комуникационни и мрежови решения за мащабируеми машинни архитектури.

Мнение на автора

Meca500 не е просто по-малък индустриален робот. Неговата архитектура представлява целенасочен преход към софтуерно-центриран дизайн на автоматизацията.

От инженерна гледна точка разделянето на движението на робота от логиката на машината има отличен смисъл за много съвременни приложения. Това намалява сложността на контролера, подобрява гъвкавостта и позволява на PLC да остане истинският слой за оркестрация на машината.

За опитните инженери по автоматизация този подход изглежда по-близък до бъдещето на роботиката, отколкото наследственият модел с тежки контролери, който доминира фабриките в продължение на десетилетия.

Даниел Мерсър | Репортер за роботизирани системи

Даниел Мерсър има 14 години опит в индустриалната роботика, интеграцията на PLC и разпределените системи за движение. Неговият опит включва автоматизационни проекти с платформи Siemens, Beckhoff Automation, FANUC, Rockwell Automation и Emerson в автомобилната и прецизната монтажна индустрия.