Главно координирано движение: Синхронизиране на многоосни серво системи

В света на индустриалната автоматизация, задвижването на един мотор е просто. Въпреки това, координирането на три или повече оси да работят като едно цяло изисква усъвършенствани управленски стратегии. Независимо дали изграждате специална рамка или многочленен робот, координираното движение опростява сложните пространствени изчисления. Тази технология позволява на множество стави да достигнат целта си едновременно, осигурявайки плавни и предвидими пътища на машината.

Разбиране на ставните и декартовите координатни системи

Индустриалните роботи обикновено разчитат на въртящи се стави. Всеки мотор се движи до определена ъглова стойност. За да се намери крайната позиция на инструмента (X, Y, Z), контролерът извършва „директна кинематика“. Обратно, „обратната кинематика“ изчислява ъглите на ставите, необходими за достигане на конкретна точка в пространството.

При програмиране в среди като Studio 5000, трябва да изберете своята координатна система. Линейните декартови системи (X, Y, Z) често са по-лесни за управление за начинаещи. Те премахват нуждата от сложни тригонометрични преобразувания в логиката на вашия програмируем логически контролер (ПЛК).

Създаване на координирана многоосна система

Настройването на координирана система е по-детайлно от стандартната синхронизация на зъбни колела или ексцентрици. Първо трябва да групирате своите серводвигатели в „Координирана система“ в рамките на вашата група за движение. Този софтуерен обект служи като контейнер за всички свързани оси.

Магьосникът за Координирана система ви позволява да зададете основни параметри. Можете да посочите броя на осите, геометрията на системата и механичните измествания. Освен това трябва да зададете максимални ограничения за скорост и ускорение за цялата група. Това гарантира, че най-бавната ос определя общото време на пътя, предотвратявайки механично натоварване.

Основна логика за ПЛК при координирано движение

За управление на тези системи инженерите използват специални инструкции за координирано движение (MC). За разлика от стандартните блокове за движение на ос (MAM), тези инструкции разглеждат системата като едно цяло.

• MCLM (Линейно движение): Премества центъра на инструмента по права линия между две координати.

• MCCM (Окръжно движение): Генерира точни 2D или 3D дъги с определен радиус или център.

• MCPM (Движение по път): Обработва сложни траектории за геометрии на роботи SCARA или Delta.

Ако трябва да спрете системата, е необходима команда за координирано спиране (MCS). Тази инструкция гарантира, че всички оси забавят едновременно, запазвайки целостта на пътя дори при спиране.

Сравнение между координирано и синхронизирано движение

Много инженери бъркат „зъбно предаване“ със „координирано движение“. При електронното зъбно предаване една ос следва друга с фиксирано съотношение. В координираното движение обаче осите не са твърдо заключени. Можете да командвате отделна ос с обикновен блок за движение, без да влияете на останалите.

Красотата на координираното движение е в синхронизацията по време. Контролерът автоматично регулира скоростта на всеки мотор. В резултат всички оси започват и спират в точно един и същи момент, независимо от разстоянието, което трябва да изминат.

Авторски поглед: Защо координацията е важна

От моя опит, преходът към координирано движение е ключова промяна за самоделни роботи и специализирана заводска автоматизация. Исторически беше необходим специален роботен контролер за постигане на плавни пътища. Днес съвременните ПЛК извършват тези изчисления вътрешно. Това сливане на ПЛК и роботно управление намалява хардуерните разходи и опростява комуникационната архитектура на производствената площадка.