Роботтандырудың жаңа тәсілі: веб-негізді жоғары дәлдікті робототехника құрылымдалған мәтіндік басқарумен ұштасады

Дәстүрлі ауқымсыз дәлме-дәл роботтандыру

Өнеркәсіптік роботтарды енгізу дәстүрлі түрде үш негізгі аппараттық құрамдасты қажет етті: робот манипуляторы, сыртқы үлкен контроллер шкафы және арнайы кабельдер арқылы қосылатын оқыту пульті. Бұл архитектура FANUC, Yaskawa және Denso платформаларында бірнеше ондаған жыл бойы зауыттық автоматтандыруда басым болды. Алайда ықшам дәлме-дәл роботтардың жаңа буыны бұл қалыптасқан ұстанымдарға қарсы шыға бастады.

Mecademic Meca500 — осы өзгерістің бір мысалы. Жоғары дәлдікті құрастыру орталарына арналған бұл робот микрон деңгейіндегі орналастыру дәлдігін ерекше ықшам аппараттық дизайнмен үйлестіреді. Ең маңыздысы — ол дәстүрлі оқыту пульті арқылы жұмыс істеу тәсілін Ethernet байланысы негізіндегі браузер интерфейсімен алмастырады.

1-сурет. Робот сервожетектер мен басқару электроникасын тікелей негіз құрылымына біріктіреді, бұл шкафқа қойылатын талаптарды едәуір азайтады.

Ықшам роботтар интеграция стратегияларын неге өзгертуде

Дәстүрлі өнеркәсіптік робот жүйелері шкафқа айтарлықтай орын, кабельдерді бағыттау және қауіпсіздікті жоспарлау жұмыстарын қажет етеді. Басқару электроникасын робот негізінің ішіне орналастыру арқылы Meca500 басқару панелінің күрделілігін азайтып, зертханаларда, электроника өндіріс ұяшықтарында және дәлме-дәл құрастыру станцияларында орнатуды жеңілдетеді.

Бұл архитектура инженерлердің роботпен өзара әрекеттесу тәсілін де өзгертеді. Арнайы қол оқыту пультіне сүйенудің орнына пайдаланушылар біріктірілген MecaPortal сервері арқылы веб-браузерден қосылады. Жергілікті ішкі желідегі кез келген инженерлік жұмыс станциясы бағдарламалау терминалы бола алады.

Ethernet негізіндегі өнеркәсіптік құрылғылармен және үлестірілген басқару жүйелерімен жұмыс істеуге үйренген жүйелік интеграторлар үшін бұл жұмыс тәсілі дәстүрлі робот контроллерін іске қосқаннан гөрі заманауи PLC мен шеткі құрылғыларды баптауға жақынырақ сезіледі.

Жоғарыда аталған ABB Robotics секілді үлестірілген автоматтандыру жабдықтарын немесе модульдік PLC/PAC басқару жүйелерін қолданып жүрген нысандар орталықтандырылмаған машина архитектурасына бет алған кеңірек салалық үрдісті таниды.

Қауіпсіздік және қуат қосылымдары

Іске қосу процедурасы тәжірибелі автоматтандыру инженерлеріне таныс болып қалады. Робот айнымалы ток кіріс қуатын, апаттық тоқтатуды біріктіруді және сыртқы қауіпсіздік тізбегін бақылауды қамтамасыз ететін арнайы қауіпсіздік және қуат интерфейсі модуліне қосылады.

Қуатты қоспас бұрын роботты мықтап бекіту керек, өйткені жеңіл корпус толық созылған кезде тұрақсыз болуы мүмкін. Бастапқы нөлдік күйге келтіру процедуралары кезінде робот корпусымен кездейсоқ соқтығысуды болдырмау үшін соңғы атқарушы құралды орнатпау керек.

2-сурет. Ықшам қауіпсіздік басқару қорабы қуатты бөлуді апаттық тоқтату және қауіпсіздік кірістерін басқару функцияларымен біріктіреді.

Браузер оқыту пультіне айналады

Meca500 негізіндегі ең қызықты инженерлік шешімдердің бірі — дәстүрлі оқыту пультінің толық алынып тасталуы. Оның орнына робот стандартты Ethernet қосылымы арқылы қолжетімді веб-интерфейсті ұсынады.

Инженерлік жұмыс станциясын тиісті ішкі желіге қосқаннан кейін пайдаланушылар MecaPortal ортасына браузер арқылы тікелей кіре алады. Сол жерден операторлар роботты іске қосып, нөлдік күйге келтіру процедураларын орындап, күй индикаторларын бақылай және жекелеген осьтерді қолмен жылжыта алады.

Бұл тәсіл бірқатар операциялық артықшылық береді. Бағдарламалық жасақтаманы енгізу жеңілдейді, аппараттық қызмет көрсету шығындары азаяды, ал үлестірілген инженерлік топтар үшін қашықтан диагностика жүргізу оңайлайды.

Сонымен қатар бұл тәсіл киберқауіпсіздікке қатысты жаңа талаптар тудырады. Робот Ethernet байланысы мен браузер арқылы қол жеткізуге тәуелді болғандықтан, өндірістік ортада желіні сегменттеу және өнеркәсіптік желіаралық қалқан саясаты барған сайын маңызды бола түседі.

Қозғалыстың санақ жүйелерін түсіну

Қолмен жылжыту ортасы бірнеше координат жүйесін, соның ішінде буын қозғалысын, әлемдік координаттарды және құрал координаттарын қолдайды. Бұл ұғымдар өнеркәсіптік роботтардың бәріне ортақ болғанымен, MecaPortal оларды көптеген ескі жүйелерге қарағанда түсініктірек әрі қолжетімді интерфейсте ұсынады.

Негізгі санақ жүйесі роботтың бекіту нүктесіне қатысты тұрақты болып қалады, ал әлемдік санақ жүйесін айналадағы машиналарға немесе жұмыс станцияларына сәйкестендіру үшін жылжытуға болады. Құралдың санақ жүйесі орнатылған соңғы атқарушы құрылғыға қарай динамикалық түрде өзгереді.

Оптиканы туралау немесе медициналық бұйымдарды құрастыру сияқты жоғары дәлдікті қолданбаларда санақ жүйесін дәл калибрлеу аса маңызды, өйткені позициядағы болмашы ауытқулардың өзі өнім сапасын нашарлатуы мүмкін.

3-сурет. Браузер негізіндегі MecaPortal интерфейсі іске қосу басқару элементтерін, жұмыс барысын бақылауды және бірнеше санақ жүйесі бойынша қолмен жылжыту функцияларын ұсынады.

Жоғары дәлдікті роботтар қай жерде ең көп пайда әкеледі

Meca500 дәнекерлеу немесе паллеттеу орталарында жұмыс істейтін, үлкен жүк көтерімді өнеркәсіптік роботтарды алмастыруға арналмаған. Оның күші қайталанымдылыққа аса жоғары талап қойылатын ықшам автоматтандыру ұяшықтарында байқалады.

Қолдану салаларына оптиканы туралау, жартылай өткізгіштерді өңдеу, микроқұрастыру, зертханаларды автоматтандыру және қайталанымдылықтың бірнеше микронға дейін болуы процестің сапасына тікелей әсер ететін дәлме-дәл алу-қою жүйелері жатады.

Ықшам өлшемі оны еден кеңістігі мен интеграция күрделілігі негізгі шектеу болатын зерттеу зертханалары, университеттердің автоматтандыру бағдарламалары және прототиптік өндіріс жүйелері үшін де тартымды етеді.

4-сурет. Ықшам робот жүйелері электрониканы құрастыруда және зертханалық ауқымдағы автоматтандыру ұяшықтарында жиі қолданылуда.

Structured Text және PLC байланысы жаңа мүмкіндіктер ашады

Ең маңызды өзгеріс механикалық емес, бағдарламалық салада байқалады. Meca500 дәстүрлі роботты оқыту бағдарламалауынан гөрі PLC инженериясына жақынырақ сезілетін бағдарламалау тәжірибесін ұсынады.

Structured Text логикасы мен Ethernet байланысы сыртқы автоматтандыру жабдықтарымен тығызырақ өзара әрекеттесуге мүмкіндік береді. IEC 61131-3 орталарына үйренген инженерлер арнайы робот тілдеріне толықтай тәуелді болмай, роботтарды интеграциялау жұмыс процестеріне табиғи түрде өте алады.

Роботтандыру мен PLC бағдарламалауының бұл тоғысуы өнеркәсіптік автоматтандырудағы кеңірек үрдісті көрсетеді. Заманауи өндіріс роботтардан, жетектерден, қауіпсіздік контроллерлерінен, HMI және үлестірілген енгізу-шығару модульдерінен оқшауланған жүйелер емес, өзара үйлесімді желілік активтер сияқты жұмыс істеуді барған сайын көбірек күтеді.

Siemens, Beckhoff, Rockwell Automation және басқа да ірі автоматтандыру жабдықтарын жеткізушілер бірыңғай бағдарламалық орталарға әлдеқашан белсенді түрде көшті. Осыған ұқсас қағидаларды қабылдап жатқан ықшам роботтар шағын өндірушілер үшін интеграция кедергілерін едәуір азайтуы мүмкін.

Саладағы нақты өзгеріс — қарапайымдылық

Өнеркәсіптік роботтар нарығында арнайы робот бағдарламашыларын және кең көлемді іске қосу процедураларын қажет ететін жоғары мамандандырылған жүйелер тарихи тұрғыдан басым болды. Бұл модель автомобиль өндірісінің ауқымындағы желілерде әлі де тиімді, бірақ шағын әрі икемді өндіріс ұяшықтары үшін тиімсіз бола бастайды.

Meca500 роботтандыру жеткізушілерінің пайдалануға ыңғайлылықты қайта қарастыра бастағанын көрсетеді. Браузер негізіндегі интерфейстер, біріктірілген контроллерлер және Structured Text арқылы өзара әрекеттесу аппараттық күрделілікті азайтып, роботтандыруды басқару жүйелері инженерлері үшін қолжетімді ете түседі.

Инженерлік тұрғыдан алғанда, бұл өнеркәсіптік автоматтандырудағы ұзақ мерзімді ең маңызды өзгерістердің бірі. Роботтандырудың болашағын тек жүк көтерімділік немесе жылдамдық айқындамайды. Ол барған сайын инженерлердің робот жүйелерін өзара байланысқан өндірістік орталарда қаншалықты жылдам енгізіп, интеграциялап, ақауларын жойып және ауқымын кеңейте алатынымен анықталады.

Daniel Mercer | Автоматтандыру жүйелері жөніндегі аға тілші

Daniel Mercer өнеркәсіптік роботтандыруды, PLC архитектурасын және қозғалысты басқару жүйелерін 14 жыл бойы зерттеп жазып келеді. Оның тәжірибесіне электроника және дәлме-дәл құрастыру салаларындағы FANUC робот ұяшықтары, Siemens SIMATIC платформалары, ABB қозғалысты басқару жүйелері және EtherNet/IP негізіндегі өндірістік желілерді қамтитын интеграция жобалары кіреді.