PLCopen-kontrolleris on koordinaatsüsteem kuue vabadusastme (DOF) määratlemise võrdluspunkt. Insenerid peavad mõistma, kuidas erinevad koordinaatsüsteemid interakteeruvad ja millised kaadrid on mõistmiseks olulised.
Koordinaadisüsteemide vaheliste erinevuste ja nende vastastikuse mõju mõistmine on rühmade abil eduka liikumise juhtimise võtmeks. PLCopeni, IEC6111-3 programmeeritava kontrolleri liikumisjuhtimise ülemaailmse standardi 4. osas tutvustatakse mitmeteljelise koordineeritud liikumise kontseptsiooni rühmade abil. Rühm on telgede kogum, mis töötavad koos ühise mehhanismi alusel, et tagada kolmemõõtmeline liikumistee. Näited hõlmavad pukksüsteeme, liigendkäega roboteid, kolmnurkroboteid või ühendusmehhanisme; Mitu telge töötavad koos, et saavutada seadme mitmemõõtmeline liikumine.
Uue funktsionaalsuse osana on koordinaatsüsteemide kontseptsioon kontrollerites muutunud oluliseks mõistmiseks. Koordinaadisüsteem on võrdluspunkt, mis määrab kuus vabadusastet (DOF): X, Y ja Z Descartes'i koordinaatide jaoks ning Rx, Ru ja Rz nurgad, mis kirjeldavad iga telje pöördeastet (nimetatakse Euleri nurkadeks). .
Igal juhitaval mehhanismil, komponendil või tööüksusel on oma koordinaatsüsteem. Kuna PLCopen-kontroller suudab juhtida mitut rühma, millest igaüks töötab mitme osaga, on programmeerija jaoks oluline mõista, kuidas erinevad koordinaatsüsteemid interakteeruvad.
Igal koordinaadisüsteemil on alguspunkt, mida kasutatakse kõigi koordinaatide nullpunkti määratlemiseks. Iga telje suund määratakse parema käe reegliga (vt joonis 1). Kui nimetissõrm osutab X positiivses suunas, siis sirutatud keskmine sõrm (nimetissõrme suhtes täisnurga all) näitab Y positiivset suunda ja sirutatud pöial näitab Z positiivset suunda.
Nurga suund määratakse parempoolse spiraalireegli abil (vt joonis 2). Pöial osutab telje positiivses suunas ja sõrm paindub ümber telje telje positiivses pöörlemissuunas.
Mootori asend
Lõpuks kontrollib kontroller üksikute mootorite asendit. Igal rühma teljel on oma telje koordinaatsüsteem (ACS), mis on mootori pöörlemisasend. Enamiku keerukate mehhanismide puhul, nagu liigendkäega robotid, triangulatsioonirobotid ja ühendusmehhanismid, ei tähenda üheteljelise koordinaatsüsteemi asukoht, et midagi tehakse üksi; Nende telgede koordineerimise kaudu määratakse masina asukoht kinemaatilisi arvutusi kasutades. Neid arvutusi saab teha kontrolleris või eraldiseisva robotkontrolleri abil.
Iga rühma põhikoordinaatide süsteem on masina koordinaatsüsteem (MCS). Masina tootja määrab masina koordinaatsüsteemi allika. Liigendkäega robotite ja kolmnurkrobotite puhul asub see tavaliselt roboti alusel. Seejärel teostab kontroller kinemaatilisi arvutusi, et määrata kindlaks tööriistaplaadi koordinaatsüsteem (TPCS), mis on masina enda lõpp-punkt. See koordinaatsüsteem ise ei ole programmeerijale kasulik, kuid selle abil saab määrata tööriista asukoha päritolu. Noal on oma koordinaatsüsteem, nimelt tööriista koordinaatsüsteem (TCS).
Positsiooni käsk
Tavaliselt on tööriist tsentreeritud masina otsa, nii et see võib olla sama lihtne kui nihe tööriistaplaadi koordinaatsüsteemi pluss Z-suunas ja võib vajada ka Rz-komponenti, et võtta arvesse pöörlemist. Tööriista koordinaatsüsteemi kasutatakse kõige sagedamini aeglase liikumise ja õpetamise positsioonide jaoks, kuid seda ei kasutata sageli automaatsel liikumisel. Tööriista koordinaatsüsteemi alguspunkt on tööriista keskpunkt (TCP), mis on käsu nihke alguspunkt. Kui kutsutakse esile nihe masina koordinaatsüsteemis, liigub sellesse asendisse tööriista keskpunkt (vt joonis 3).
Kuna igal rühmal on oma masina koordinaatsüsteemi alguspunkt, nõuab mitme grupi liigutamine ruumis samasse kohta, et igal rühmal oleks oma asukohajuhised oma masina koordinaatsüsteemi asukoha suhtes. Näiteks kui kaks korjarobotit korjavad esemeid samalt konveierilt, siis iga korjar liigub konveierilindil samasse kohta, on vaja masina koordinaatsüsteemi erinevaid asendijuhiseid.
Nihutamise lihtsustamiseks sarnastes jagatud ruumides saab iga rühma masinakoordinaatide süsteemi alguspunkti leida maailma koordinaatsüsteemi (WCS) lähtepunktist, millele lisandub nihe. Igal tööüksusel on ainult üks maailma koordinaatsüsteemi allikas. Kui konfigureerite ühe rühma, peate määratlema nihke maailma koordinaatsüsteemi alguspunkti suhtes. See võimaldab mitmel asutusel programmeerimise lihtsustamiseks kasutada ühist koordinaatide süsteemi.
Viimane koordinaatsüsteem, mida tuleb arvesse võtta, on komponendi koordinaatsüsteem (PCS). Seda koordinaatsüsteemi kasutatakse iga objekti asukoha ja orientatsiooni määratlemiseks maailmaruumis. Selle koordinaatsüsteemi alguspunkt asub detailil ja liigub koos detailiga. See on kasulik üksikute osadega töötamisel, näiteks vali ja aseta rakenduses. Muud rakendused hõlmavad konveieri jälgimist, mille puhul komponendid liiguvad mööda konveierilinti. Sel juhul liigub komponendi koordinaatsüsteem maailma koordinaatsüsteemi ja masina koordinaatsüsteemi alguspunkti suhtes, nii et masina tööriista keskpunkti nihutamisel konkreetsesse komponendi koordinaatsüsteemi asendisse tuleb arvestada muutuva nihkega erinevate koordinaatide süsteemi vahel. koordinaatsüsteemid (vt joonis 4).
Koordinaatsüsteemide vaheliste erinevuste ja nende vastastikuse mõju mõistmine on eduka liikumisjuhtimise võtmeks IEC rühmade abil. Erinevad koordinaatsüsteemid töötavad koos soovitud toimingu tegemiseks.
Konveierilindi jälgimise näide
Konveierilindi jälgimise rakenduses võib esimene käsk olla tööriista keskpunkti liigutamine masina koordinaatsüsteemis, et määrata tööriista keskpunkt jälgimisala algsesse asendisse. Detaili asukoht ja orientatsioon on määratletud ning saatja jälgimisrutiin arvutab detaili nihke mehhanismi masina koordinaatsüsteemi alguspunkti suhtes. See nihe määrab detaili komponendi koordinaatsüsteemi ning seose masina koordinaatsüsteemi ja konveieri jälgimisfunktsiooni vahel. Komponendi koordinaatsüsteemi nihe reguleeritakse detaili liikumisel. Seejärel määratleb kasutaja detaili ülesvõtmiseks liikumise detaili koordinaatsüsteemi ruumis. Kuna komponendi koordinaatsüsteemi nihe on 6 vabadusastmega, saab vajadusel ka kasti avamist konveierilindil. Seejärel teostab kasutaja detaili ülesvõtmiseks detaili koordinaatsüsteemi ruumis nihke.
Tööriista orientatsioon sobitatakse automaatselt detailiga (vajadusel) ja koordinaatsüsteemide vaheline nihe on neid tegureid arvesse võtnud. Sama detaili koordinaatsüsteemi asukohta kasutatakse iga korjamise jaoks ja osa koordinaatsüsteemi nihe muutub ainult uue osa leidmisel. Kuna konveierilindi jälgimise funktsioon värskendab pidevalt komponendi koordinaatsüsteemi nihet, jälgitakse ka tööriista keskpunkti piki konveierilindi positiivset suunda, et lahendada komponendi liikumise probleem.