Movimento Coordinato Principale: Sincronizzazione di Sistemi Servo Multi-Asse

Nel mondo dell’automazione industriale, muovere un singolo motore è semplice. Tuttavia, coordinare tre o più assi per farli funzionare come un’unità richiede strategie di controllo avanzate. Che tu stia costruendo un ponte mobile su misura o un robot articolato, il movimento coordinato semplifica calcoli spaziali complessi. Questa tecnologia permette a più giunti di raggiungere la destinazione simultaneamente, garantendo percorsi macchina fluidi e prevedibili.

Comprendere i Sistemi di Coordinate Articolari e Cartesiane

I robot industriali si basano solitamente su giunti rotanti. Ogni motore si muove verso un valore angolare specifico. Per trovare la posizione finale dello strumento (X, Y, Z), il controllore esegue la “cinematica diretta”. Al contrario, la “cinematica inversa” calcola gli angoli dei giunti necessari per raggiungere un punto specifico nello spazio.

Quando si programma in ambienti come Studio 5000, è necessario scegliere il sistema di coordinate. I sistemi cartesiani lineari (X, Y, Z) sono spesso più facili da gestire per i principianti. Eliminano la necessità di trasformazioni trigonometriche complesse all’interno della logica del PLC.

Impostare un Sistema Coordinato Multi-Asse

Configurare un sistema coordinato è più dettagliato rispetto alla sincronizzazione standard di ingranaggi o camme. Prima devi raggruppare i tuoi servomotori in un “Sistema Coordinato” all’interno del gruppo di movimento. Questo oggetto software funge da contenitore per tutti gli assi correlati.

La procedura guidata del Sistema Coordinato ti permette di definire i parametri essenziali. Puoi specificare il numero di assi, la geometria del sistema e gli offset meccanici. Inoltre, devi impostare i limiti massimi di velocità e accelerazione per l’intero gruppo. Questo assicura che l’asse più lento determini i tempi complessivi del percorso, evitando sollecitazioni meccaniche.

Logica PLC Essenziale per il Movimento Coordinato

Per azionare questi sistemi, gli ingegneri utilizzano istruzioni specifiche di Movimento Coordinato (MC). A differenza dei blocchi standard Movimento Asse (MAM), queste istruzioni considerano il sistema come un’unica entità.

• MCLM (Movimento Lineare): Sposta il punto centrale dello strumento lungo una linea retta tra due coordinate.

• MCCM (Movimento Circolare): Genera archi precisi in 2D o 3D usando un raggio o un punto centrale definito.

• MCPM (Movimento su Percorso): Gestisce traiettorie complesse per geometrie di robot SCARA o Delta.

Se è necessario fermare il sistema, si usa un Arresto Movimento Coordinato (MCS). Questa istruzione assicura che tutti gli assi rallentino all’unisono, mantenendo l’integrità del percorso anche durante l’arresto.

Confronto tra Movimento Coordinato e Sincronizzato

Molti ingegneri confondono la “trasmissione a ingranaggi” con il “movimento coordinato”. Nella trasmissione elettronica, un asse segue un altro a un rapporto fisso. Tuttavia, nel movimento coordinato, gli assi non sono rigidamente bloccati. Puoi comunque comandare un singolo asse usando un blocco di movimento standard senza influenzare gli altri.

La forza del movimento coordinato risiede nella sincronizzazione temporale. Il controllore regola automaticamente la velocità di ogni motore. Di conseguenza, tutti gli assi iniziano e si fermano esattamente nello stesso momento, indipendentemente dalla distanza che ciascuno deve percorrere.

Prospettiva dell’Autore: Perché la Coordinazione è Importante

Secondo la mia esperienza, il passaggio al movimento coordinato è una svolta per la robotica fai-da-te e l’automazione specializzata in fabbrica. Storicamente, serviva un controllore robot dedicato per ottenere percorsi fluidi. Oggi, i PLC moderni gestiscono questi calcoli internamente. Questa convergenza tra controllo PLC e robot riduce i costi hardware e semplifica l’architettura di comunicazione nel reparto produttivo.