Създаване и изпълнение на роботизирани програми на Meca500 чрез PLC управление

Различна философия за управление на индустриални роботи

Mecademic Meca500 продължава да оспорва конвенционалната архитектура на индустриалните роботи, като отделя движението на робота от машинната логика. Вместо да разчита на традиционен роботизиран контролер, изпълнен със стълбовидна логика, обработка на сигнали и последователности за движение, Meca500 прехвърля тези отговорности към PLC контролера и външния слой за управление.

Този дизайн променя начина, по който инженерите мислят за внедряването на роботи. Вместо да създават големи монолитни роботизирани програми, програмите за движение стават леки, модулни и по-лесни за стартиране от външни системи за автоматизация.

Компактната платформа Meca500 е предназначена за среди за високоточна автоматизация, в които ефективното използване на пространството и гъвкавото управление са важни.

Защо Meca500 работи по различен начин

Традиционните индустриални роботи обикновено управляват собствените си операции с входове/изходи вътрешно. Те следят сензори, изчакват входни сигнали от полевото ниво, извършват изчисления и управляват периферни устройства директно от контролера на робота.

Meca500 премахва голяма част от тези отговорности от самия робот. PLC контролерът се превръща в основния механизъм за вземане на решения, докато роботът се съсредоточава почти изцяло върху изпълнението на командите за движение.

Тази архитектура предлага значителни предимства в разпределените системи за автоматизация. Интеграторите могат да централизират координацията на машината в PLC платформи като Allen Bradley ControlLogix или в усъвършенствани среди за управление на движението в системи Siemens SIMATIC S7.

Meca500 минимизира обработката на бордовите входове/изходи, като оставя повечето решения за последователността и управлението на PLC слоя.

Две различни стратегии за движение

Динамично движение, генерирано от PLC контролера

Когато приложенията изискват корекции на позицията в реално време, обратна връзка от сензори или адаптивно движение, PLC контролерът изчислява координатите и ги изпраща директно към робота чрез Ethernet комуникация.

Този метод е особено подходящ за обслужване на машини, инспекция и приложения с насочване чрез машинно зрение, при които позициите постоянно се променят. Той също така опростява интеграцията с външни измервателни системи и интелигентни сензори.

Съхранени програми за движение за повтаряеми задачи

За стабилни и повтаряеми приложения инженерите могат да записват програмите за движение директно в MecaPortal и да ги съхраняват във вътрешната памет на робота.

Вместо предаването на всяка координата на движението поотделно, PLC контролерът просто задава на робота да изпълни предварително дефиниран номер на програма. Това намалява комуникационните разходи и опростява цикличните производствени процеси.

Създаване на програма за движение в MecaPortal

Програмирането започва със свързване на робота, PLC и инженерната работна станция чрез обща Ethernet мрежа. След свързването инженерите могат да получат достъп до средата MecaPortal чрез стандартен уеб браузър.

Редакторът поддържа структурирано програмиране на движения с команди във функционален стил. Този подход наподобява опростено скриптово програмиране, а не традиционното програмиране с обучаващ пулт.

MecaPortal предоставя лека, базирана на браузър среда за програмиране, предназначена за създаване на повторно използваеми програми за движение на робота.

Разбиране на параметрите на движението

Конфигурирането на скоростта е важно

Преди да започне каквото и да е движение, роботът изисква задаване на скорости за линейно, ъглово движение и движение на ставите. Тези параметри пряко влияят върху времето на цикъла, стабилността на позиционирането и механичното натоварване.

Команди като SetCartLinVel(), SetCartAngVel() и SetJointVel() позволяват на инженерите да зададат безопасни и повторяеми работни условия, преди да изпълнят последователностите от движения.

Консервативните настройки на движението остават от съществено значение по време на първоначалното тестване. Високоскоростните движения могат бързо да създадат риск от сблъсък, особено в ранните етапи на проверка на координатите.

Избор между MovePose и MoveLin

Meca500 предоставя множество инструкции за движение за различни оперативни изисквания.

MovePose дава приоритет на ефективността и скоростта. Контролерът изчислява движението на ставите автоматично от декартовите координати. Това е подходящо за дълги траектории, при които точната форма на траекторията не е от съществено значение.

MoveLin поддържа праволинейно движение на TCP. Инженерите обикновено запазват тази команда за движенията на приближаване и оттегляне около приспособления, инструменти или при операции за прецизно позициониране.

Функциите за ръчно придвижване помагат на инженерите да проверят посоките на координатите и да избегнат грешки при позициониране, преди да изпълнят автоматизирано движение.

Програмиране на последователност за „вземане и поставяне“

Демонстрираното приложение следва класически индустриален работен процес за „вземане и поставяне“. Командите за бързо позициониране придвижват робота близо до целевата зона, докато по-бавните линейни движения управляват захващането и освобождаването на обекта.

Това разделение между бързото транспортиране и контролираното движение за приближаване отразява стандартните добри практики в индустриалната роботика. То подобрява ефективността на цикъла и същевременно намалява риска от сблъсък по време на критични операции по манипулиране.

Времето за управление на захвата също играе важна роля. Командите за забавяне гарантират, че крайният изпълнителен механизъм ще се затвори или отвори напълно, преди роботът да премине към следващата стъпка от движението.

Завършената роботизирана процедура съчетава линейно движение, команди за позициониране и управление на захващащ механизъм в многократно използваема последователност за автоматизация.

Записване и изпълнение на програми от PLC

След валидирането програмата може да бъде записана директно в робота чрез числов идентификатор. Наименуването само с числа опростява избора на програма 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 процедура.

Числовото съхранение на програми опростява избора на програма и управлението на изпълнението чрез PLC.

Функционалните блокове на PLC позволяват на външни системи за автоматизация да задействат съхранени роботизирани процедури по Ethernet.

Какво означава това за бъдещите системи за автоматизация

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.

Тъй като производителите се стремят към модулни производствени системи, децентрализираните роботизирани архитектури стават все по-привлекателни. PLC вече координират конвейери, задвижвания, системи за машинно зрение и устройства за безопасност. Разширяването на тази координация до последователността на роботите създава по-единна среда за автоматизация.

Интеграторите, които работят с разпределени I/O и базирани на Ethernet мрежи за управление на движението, също могат да се възползват от проучването на по-широк спектър от решения за индустриални комуникации и мрежи за мащабируеми машинни архитектури.

Мнение на автора

Meca500 не е просто по-малък индустриален робот. Архитектурата му представлява целенасочено преминаване към софтуерно ориентиран дизайн на автоматизацията.

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

За опитните инженери по автоматизация този подход изглежда по-близък до бъдещето на роботиката, отколкото традиционният модел, доминиран от контролери, който определя облика на фабриките от десетилетия.

Даниел Мърсър | Репортер по роботизирани системи

Даниел Мърсър има 14 години опит в индустриалната роботика, интеграцията на PLC и разпределените системи за управление на движението. Неговият опит включва проекти за автоматизация с платформите на Siemens, Beckhoff Automation, FANUC, Rockwell Automation и Emerson в автомобилната индустрия и производството с прецизен монтаж.