Различна философия за управлението на индустриални роботи

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

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

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

Защо Meca500 работи по различен начин

Традиционните индустриални роботи обикновено управляват операциите със собствените си входове и изходи. Те наблюдават сензорите, изчакват входни сигнали от полевото ниво, извършват изчисления и управляват периферни устройства директно от контролера на робота.

Meca500 премахва голяма част от тази отговорност от самия робот. PLC 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 рамките на системи Siemens SIMATIC S7.

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

Две различни стратегии за движение

Динамично движение, генерирано от PLC

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

Този метод е особено подходящ за обслужване на машини, инспекция и приложения с визуално насочване, 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 пишат рутините за движение директно в MecaPortal и да ги запазват във вътрешната памет на робота.

Вместо да предава всяка координата на движението поотделно, PLC просто подава команда на робота да изпълни предварително зададен номер на програма. Това намалява комуникационното натоварване и опростява цикличните производствени последователности.

Създаване на програма за движения в MecaPortal

Програмирането започва със свързване на робота, PLC контролера 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 скриптиране, а не традиционно програмиране чрез панел за обучение.

MecaPortal предоставя олекотена среда за програмиране, базирана на браузър, за създаване на многократно използваеми програми за движения на робота.

Разбиране на параметрите на движението

Настройването на скоростта е от значение

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

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

Консервативните настройки на движението остават от съществено значение по време на първоначалното тестване. Движенията с висока скорост могат бързо да създадат риск от сблъсък, особено при първоначалното валидиране 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 автоматично движението на ставите от декартовите координати. Това работи добре при дълги траектории, където точната форма на траекторията е от по-малко значение.

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

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

Това разделяне между бързото транспортиране и контролираното движение при приближаване отразява стандартните добри практики в индустриалната роботика. То подобрява ефективността на работния цикъл, като същевременно намалява риска от сблъсък по време на критични операции по обработка.

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

Завършената роботизирана процедура съчетава линейно движение, команди за позициониране и управление на захващащото устройство в последователност за автоматизация, която може да се използва многократно.

Запазване и изпълнение на програми от PLC системата

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

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

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

Функционалните блокове на PLC системата 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 контролери на роботите.

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

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

Мнение на автора

Meca500 не е просто по-малък индустриален робот. Архитектурата му представлява целенасочено движение към автоматизация, ориентирана към софтуера.

От инженерна гледна точка разделянето 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 системата 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 е преобладавал във фабриките в продължение на десетилетия.

Даниел Мърсър | Репортер по роботизирани системи

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