Rockwell PLC’larida servolar va muvofiqlashtirilgan o‘qlar uchun sinxronlashtirilgan harakat

Ko‘p o‘qli harakatni boshqarish an’anaviy servo sinxronizatsiyasidan ustun kelmoqda

Zamonaviy mashina ishlab chiqaruvchilar servo tizimlardan alohida o‘qlarni joylashtirishdan ko‘proq imkoniyat kutmoqda. Qadoqlash liniyalari, robotlashtirilgan ish kataklari va materiallarni tashish tizimlari endi yuqoriroq aniqlik, silliqroq trayektoriyalar va soddalashtirilgan dasturlash bilan sinxronlashtirilgan ko‘p o‘qli harakatni talab qilmoqda.

Rockwell Automation kompaniyasining Studio 5000 ichidagi muvofiqlashtirilgan harakat funksiyalari bitta muvofiqlashtirilgan tizimda oltitagacha servo o‘qni birgalikda harakatlantirish imkonini berib, ushbu talabni qondiradi. An’anaviy tishli uzatma yoki kulachok profillaridan farqli ravishda, muvofiqlashtirilgan harakat bir vaqtning o‘zida bir nechta o‘q bo‘ylab fazoviy joylashuv va trayektoriyani boshqarishga e’tibor qaratadi.

Bu imkoniyat, ayniqsa, harakat sifati unumdorlik va mahsulot barqarorligiga bevosita ta’sir qiladigan robotlashtirilgan yuklash-tushirish tizimlari, yuqori tezlikdagi portal tizimlari va moslashuvchan ishlab chiqarish tizimlarida tobora qadrli bo‘lib bormoqda.

1-rasm. Muvofiqlashtirilgan harakat robotlashtirilgan tizimlarga bir nechta servo bo‘g‘inlarini silliq joylashuv nazorati bilan sinxronlashtirish imkonini beradi.

Nima uchun muvofiqlashtirilgan harakat tishli uzatma va kulachok profillaridan farq qiladi

Elektron tishli uzatma va kulachok profillari kabi an’anaviy sinxronlashtirilgan harakat usullari odatda bir yoki ikkita o‘q o‘rtasidagi boshqaruvchi–ergashuvchi munosabatlarini boshqaradi. Muvofiqlashtirilgan harakat esa bu tushunchani to‘liq ko‘p o‘qli yo‘lni boshqarish darajasigacha kengaytiradi.

Muvofiqlashtirilgan tizimda har bir o‘q belgilangan manzil tomon harakatlanar ekan, belgilangan vaqtda bir vaqtda yetib borishni ta’minlaydi. Kontroller barcha o‘qlar harakatni birgalikda yakunlashi uchun tezlik va tezlanish tuzatishlarini uzluksiz hisoblab chiqadi.

Bu arxitektura mashina loyihachilariga maxsus robot kontrolleridan foydalanmasdan robotlarga xos harakatlarni yaratish imkonini beradi.

Bo‘g‘in koordinatalari va Dekart koordinatalari

Dastlabki muhandislik qarorlaridan biri harakat modelini tanlashdir. Artikulyatsiyali robotlar odatda bo‘g‘in koordinatalaridan foydalanadi, bunda har bir dvigatel belgilangan o‘q atrofida mustaqil aylanadi.

Biroq ko‘plab portal va Dekart tizimlari bevosita X, Y va Z koordinatalarida ishlaydi. Bu dasturlashni soddalashtiradi, chunki kontroller asbob koordinatalari bilan bo‘g‘in holatlari o‘rtasida o‘girish o‘rniga chiziqli harakatni bevosita hisoblaydi.

Studio 5000 muvofiqlashtirilgan harakat ikkala tushunchani ham qo‘llab-quvvatlaydi, biroq Dekart tizimlarini ishga tushirish vaqtida sozlash va nosozliklarni bartaraf etish osonroq.

Muvofiqlashtirilgan harakat muhitini yaratish

Muvofiqlashtirilgan harakat tizimini sozlash standart bir o‘qli servo boshqaruviga qaraganda ko‘proq tayyorgarlikni talab qiladi. Muhandislar avval harakat guruhini belgilashi, servo o‘qlarni biriktirishi va Studio 5000 ichida muvofiqlashtirilgan tizim obyektini yaratishi kerak.

Muvofiqlashtirilgan tizim ustasi o‘q geometriyasi, siljishlar, muhandislik birliklari va harakat cheklovlarini sozlash imkonini beradi. Ushbu parametrlar kontroller servo tarmog‘i bo‘ylab berilgan joylashuv buyruqlarini qanday talqin qilishini belgilaydi.

2-rasm. Harakat guruhini sozlash o‘qlar o‘rtasidagi munosabatlar, geometriya va muvofiqlashtirilgan tizim xatti-harakatini belgilaydi.

Ko‘plab original uskunalar ishlab chiqaruvchilari mashina ko‘lamini kengaytirish uchun muvofiqlashtirilgan harakatni ilg‘or servo platformalar va taqsimlangan kiritish-chiqarish arxitekturalari bilan birlashtiradi. Allen-Bradley ControlLogix kontrollerlari va zamonaviy servo privodlari asosida qurilgan tizimlar robotlashtirilgan va portal ilovalarini soddalashtirish uchun muvofiqlashtirilgan harakatdan tobora ko‘proq foydalanmoqda.

Studio 5000 ichidagi asosiy harakat buyruqlari

Rockwell kompaniyasining muvofiqlashtirilgan harakat muhiti ko‘p o‘qli trayektoriyalarni yaratish uchun mo‘ljallangan bir nechta maxsus funksional bloklarga tayanadi.

MCLM yordamida chiziqli harakat

Motion Coordinated Linear Move buyrug‘i yoki MCLM belgilangan Dekart pozitsiyalari orasida to‘g‘ri chiziqli harakatni ta’minlaydi. Muhandislar X, Y va Z koordinatalarini belgilaydi, kontroller esa o‘qlar tezligini avtomatik ravishda sinxronlashtiradi.

Bu buyruq asbob-uskunalar olish va joylashtirish nuqtalari orasida silliq harakatlanishi kerak bo‘lgan portal tizimlarida ayniqsa yaxshi ishlaydi.

Aylana va yo‘lga asoslangan harakat

Motion Coordinated Circular Move buyrug‘i 2D va 3D fazoda yoyga asoslangan trayektoriyalarni qo‘llab-quvvatlaydi. Motion Coordinated Path Move esa artikulyatsiyali robot yo‘llari va ilg‘or harakat profillarini qo‘llab-quvvatlash orqali imkoniyatlarni yanada kengaytiradi.

Bu funksiyalar mashina ishlab chiqaruvchilarga asboblarning silliqroq harakatini yaratish va mexanik tizimlarga zarar yetkazishi mumkin bo‘lgan keskin tezlanish o‘zgarishlarini kamaytirish imkonini beradi.

3-rasm. MCLM buyrug‘i muvofiqlashtirilgan chiziqli harakat vaqtida bir nechta servo o‘qni sinxronlashtiradi.

Muvofiqlashtirilgan harakat eng katta qiymat beradigan sohalar

Muvofiqlashtirilgan harakatning eng kuchli qo‘llanilish sohalaridan biri servo portal tizimi bo‘lib qolmoqda. Bunday tizimlarda uchta o‘zaro perpendikulyar o‘q katta ish maydonida asbobni joylashtirish uchun birgalikda ishlaydi.

Artikulyatsiyali robotlardan farqli ravishda, portal tizimlari odatda bevosita Dekart fazosida ishlaydi. Bu transformatsiya murakkabligini kamaytiradi va texnik xizmat ko‘rsatishni soddalashtiradi.

Operatorlar o‘qlarni qo‘lda kerakli holatga siljitishi, koordinata nuqtalarini saqlashi va avtomatik ishlash vaqtida ushbu pozitsiyalardan qayta foydalanishi mumkin. Natijada butun mashina ish maydoni bo‘ylab silliq va takrorlanuvchan harakat ta’minlanadi.

4-rasm. Servo portal tizimlari muvofiqlashtirilgan harakatdan foyda ko‘radi, chunki barcha o‘qlar maqsadli pozitsiyalarga bir vaqtda yetib boradi.

Muvofiqlashtirilgan harakat hamkorlik robototexnikasi, avtomatlashtirilgan yig‘ish, palletlash tizimlari va yarimo‘tkazgichlar uchun materiallarni tashish uskunalarida ham kengayib bormoqda.

Dasturiy ta’minot bilan belgilanadigan harakat tomon sanoat siljishi

Kengroq avtomatlashtirish sanoati alohida, apparatga yo‘naltirilgan harakat tizimlaridan dasturiy ta’minot bilan belgilanadigan mashina arxitekturalariga izchil o‘tmoqda.

Zamonaviy PLC platformalari endi harakatni boshqarish, vizualizatsiya, tarmoq va xavfsizlikni yagona muhandislik muhitida birlashtirmoqda. Bu integratsiya murakkabligini kamaytiradi va ishga tushirish vaqtini qisqartiradi.

Rockwell, Siemens, Beckhoff va Mitsubishi Electric kabi ishlab chiqaruvchilar sinxronlashtirilgan harakat texnologiyasiga katta sarmoya kiritishda davom etmoqda, chunki ishlab chiqaruvchilar tez qayta sozlanadigan moslashuvchan ishlab chiqarish tizimlariga tobora ko‘proq ehtiyoj sezmoqda.

Taqsimlangan arxitekturalar va yuqori tezlikdagi avtomatlashtirish bilan ishlaydigan mashina ishlab chiqaruvchilar ko‘pincha bir nechta ishlab chiqarish kataklarida ko‘lamlanadigan harakat ilovalarini qo‘llab-quvvatlash uchun muvofiqlashtirilgan harakat platformalarini ilg‘or PLC va PAC tizimlari bilan birlashtiradi.

Muhandislik nuqtayi nazari

Muvofiqlashtirilgan harakat endi faqat yirik robotlashtirilgan qurilmalar bilan cheklanmaydi. Tezroq PLC protsessorlari, integratsiyalangan servo tarmoqlari va soddalashtirilgan dasturiy vositalar tufayli bu texnologiya sanoat avtomatlashtirishining odatiy loyihalari uchun ham amaliy bo‘lib qoldi.

Original uskunalar ishlab chiqaruvchilari va tizim integratorlari uchun asosiy afzallik shunchaki sinxronlashtirilgan harakatning o‘zi emas. Kattaroq foyda murakkab ko‘p o‘qli operatsiyalar paytida dasturlash yuklamasining kamayishi va mashina xatti-harakatining yanada bashorat qilinadigan bo‘lishidadir.

Ishlab chiqarish tizimlari modulli avtomatlashtirish tomon rivojlanishda davom etar ekan, muvofiqlashtirilgan harakat maxsus funksiya emas, balki standart talabga aylanishi mumkin.

Muallif: Daniel Mercer | Harakatni boshqarish bo‘yicha katta tahlilchi

Daniel Mercer sanoat harakat tizimlari, PLC integratsiyasi va servo ilovalarini muhandislik qilish sohasida 14 yildan ortiq tajribaga ega. U qadoqlash, robototexnika va materiallarni tashish sohalarida Rockwell Automation, Siemens, Beckhoff Automation va Mitsubishi Electric platformalarini o‘z ichiga olgan avtomatlashtirish loyihalarini qo‘llab-quvvatlagan.