V regulátore PLCopen je súradnicový systém referenčným bodom na definovanie šiestich stupňov voľnosti (DOF). Inžinieri musia pochopiť, ako rôzne súradnicové systémy interagujú a ktoré snímky sú dôležité pre pochopenie.
Pochopenie rozdielov medzi súradnicovými systémami a ich vzájomnej interakcie je kľúčom k dosiahnutiu úspešného riadenia pohybu pomocou skupín. V časti 4 dokumentu PLCopen, globálneho štandardu pre riadenie pohybu programovateľného ovládača IEC{1}}, je predstavený koncept viacosového koordinovaného pohybu pomocou skupín. Skupina je súbor osí, ktoré spolupracujú podľa spoločného mechanizmu a poskytujú dráhu pohybu v troch rozmeroch. Príklady zahŕňajú portálové systémy, roboty s kĺbovým ramenom, trojuholníkové roboty alebo spojovacie mechanizmy; Viaceré osi spolupracujú na dosiahnutí viacrozmerného pohybu zariadenia.
V rámci novej funkcionality sa koncepcia súradnicových systémov v kontrolóroch stala dôležitou témou, ktorú treba pochopiť. Súradnicový systém je referenčný bod, ktorý definuje šesť stupňov voľnosti (DOF): X, Y a Z pre karteziánske súradnice a uhly Rx, Ru a Rz popisujúce stupeň rotácie každej osi (nazývané Eulerove uhly) .
Každý riadený mechanizmus, komponent alebo pracovná jednotka má svoj vlastný súradnicový systém. Keďže ovládač PLCopen môže ovládať viacero skupín, z ktorých každá pracuje na viacerých častiach, je dôležité, aby programátor pochopil, ako rôzne súradnicové systémy interagujú.
Každý súradnicový systém má počiatok, ktorý sa používa na definovanie nulového bodu vo všetkých súradniciach. Smer každej osi je určený pravidlom pravej ruky (pozri obrázok 1). Ak ukazovák ukazuje v kladnom smere X, predĺžený prostredník (v pravom uhle k ukazováku) ukazuje v kladnom smere Y a rozšírený palec v kladnom smere Z.
Smer uhla sa určuje pomocou pravostranného špirálového pravítka (pozri obrázok 2). Palec ukazuje v kladnom smere osi a prst sa ohýba okolo osi v kladnom smere otáčania osi.
Poloha motora
Nakoniec regulátor riadi polohu jednotlivých motorov. Každá os v skupine má svoj vlastný osový súradnicový systém (ACS), čo je poloha otáčania motora. Pre väčšinu zložitých mechanizmov, ako sú roboty s kĺbovým ramenom, triangulačné roboty a spojovacie mechanizmy, poloha súradnicového systému s jednou osou neznamená, že sa niečo robí samostatne; Prostredníctvom koordinácie týchto osí sa poloha strojového zariadenia určuje pomocou kinematických výpočtov. Tieto výpočty je možné vykonávať vo vnútri ovládača alebo pomocou samostatného ovládača robota.
Základným súradnicovým systémom pre každú skupinu je strojový súradnicový systém (MCS). Výrobca stroja definuje zdroj súradnicového systému stroja. V prípade robotov s kĺbovým ramenom a trojuholníkových robotov sa zvyčajne nachádza na základni robota. Riadiaca jednotka potom vykoná kinematické výpočty na určenie súradnicového systému dosky nástrojov (TPCS), ktorý je koncovým bodom samotného stroja. Tento súradnicový systém sám o sebe nie je pre programátora užitočný, ale dá sa použiť na definovanie pôvodu umiestnenia nástroja. Nôž má svoj vlastný súradnicový systém, a to súradnicový systém nástroja (TCS).
Polohový príkaz
Nástroj je zvyčajne vycentrovaný na konci stroja, takže to môže byť také jednoduché ako odsadenie v smere plus Z súradnicového systému dosky s nástrojmi a môže tiež vyžadovať komponent Rz, ktorý zohľadňuje rotáciu. Súradnicový systém nástroja sa najčastejšie používa pre pozície s pomalým pohybom a výučbou, ale nie je často používaný v automatickom pohybe. Počiatkom súradnicového systému nástroja je stredový bod nástroja (TCP), ktorý je začiatočným bodom posunutia príkazu. Keď sa vyvolá posun v súradnicovom systéme stroja, je to stredový bod nástroja, ktorý sa presunie do tejto polohy (pozri obrázok 3).
Keďže každá skupina má svoj vlastný počiatok súradnicového systému stroja, presun viacerých skupín na rovnakú pozíciu v priestore vyžaduje, aby každá skupina mala svoj vlastný polohový pokyn vzhľadom na polohu súradnicového systému stroja. Napríklad, ak dva zberacie roboty vyzdvihnú položky z rovnakého dopravníka, potom sa každý pickup presunie na rovnakú pozíciu na dopravníkovom páse, sú potrebné rôzne pokyny pre polohu súradnicového systému stroja.
Na zjednodušenie premiestňovania v podobných zdieľaných priestoroch možno pôvod strojového súradnicového systému pre každú skupinu získať z počiatku svetového súradnicového systému (WCS) plus posun. Každá pracovná jednotka má len jeden zdroj svetového súradnicového systému. Keď konfigurujete jednu skupinu, musíte definovať posun k začiatku svetového súradnicového systému. To umožňuje viacerým agentúram používať spoločný súradnicový systém na zjednodušenie programovania.
Posledným súradnicovým systémom, ktorý treba zvážiť, je súradnicový systém komponentov (PCS). Tento súradnicový systém sa používa na definovanie polohy a orientácie každého objektu vo svetovom priestore. Počiatok tohto súradnicového systému sa nachádza na dielci a pohybuje sa s dielom. Je to užitočné pri práci s jednotlivými časťami, napríklad v aplikácii typu pick-and-place. Medzi ďalšie aplikácie patrí sledovanie dopravníka, pri ktorom sa komponenty pohybujú pozdĺž dopravného pásu. V tomto prípade sa súradnicový systém komponentu pohybuje vzhľadom na pôvod svetového súradnicového systému a súradnicového systému stroja, takže pri presúvaní stredového bodu nástroja stroja do konkrétnej polohy súradnicového systému komponentu musí byť zohľadnené meniace sa posunutie medzi rôznymi súradnicové systémy (pozri obrázok 4).
Pochopenie rozdielov medzi súradnicovými systémami a ich vzájomnej interakcie je kľúčom k úspešnému riadeniu pohybu pomocou skupín v IEC. Rôzne súradnicové systémy spolupracujú na dosiahnutí požadovanej operácie.
Príklad sledovania dopravného pásu
V aplikácii sledovania dopravníkového pásu môže byť prvým príkazom posunúť stredový bod nástroja v súradnicovom systéme stroja, aby sa stredový bod nástroja umiestnil do počiatočnej polohy oblasti sledovania. Definuje sa poloha a orientácia dielu a rutina sledovania vysielača vypočíta posun dielu k začiatku súradnicového systému stroja s mechanizmom. Toto posunutie definuje súradnicový systém dielu a vzťah medzi súradnicovým systémom stroja a funkciou sledovania dopravníka. Odsadenie súradnicového systému komponentu sa nastavuje pri pohybe dielu. Používateľ potom zadefinuje pohyb v priestore súradnicového systému dielca, aby diel zodvihol. Pretože posun súradnicového systému komponentov má 6 stupňov voľnosti, v prípade potreby je možné docieliť aj otvorenie boxu na dopravnom páse. Používateľ potom vykoná posunutie v priestore súradnicového systému dielca, aby diel zodvihol.
Orientácia nástroja sa automaticky prispôsobí dielu (ak je to potrebné) a posun medzi súradnicovými systémami zohľadnil tieto faktory. Rovnaká poloha súradnicového systému dielu sa používa pre každý odber a odsadenie súradnicového systému dielu sa zmení len vtedy, keď sa objaví nový diel. Pretože funkcia sledovania dopravného pásu neustále aktualizuje posun súradnicového systému komponentu, stredový bod nástroja sa sleduje aj pozdĺž kladného smeru dopravného pásu, aby sa vyriešil problém pohybu komponentu.