U PLCopen kontroleru, koordinatni sustav je referentna točka za definiranje šest stupnjeva slobode (DOF). Inženjeri trebaju razumjeti kako različiti koordinatni sustavi međusobno djeluju i koji su okviri važni za razumijevanje.
Razumijevanje razlika između koordinatnih sustava i načina na koji oni međusobno djeluju ključno je za postizanje uspješne kontrole kretanja korištenjem grupa. U 4. dijelu PLCopena, globalnog standarda za upravljanje kretanjem IEC6111-3 programabilnog kontrolera, uvodi se koncept koordiniranog gibanja s više osi korištenjem grupa. Skupina je skup osi koje rade zajedno u skladu sa zajedničkim mehanizmom kako bi osigurale putanju kretanja u tri dimenzije. Primjeri uključuju portalne sustave, robote sa zglobnom rukom, trokutaste robote ili mehanizme za spajanje; Višestruke osi rade zajedno kako bi se postiglo višedimenzionalno kretanje uređaja.
Kao dio nove funkcionalnosti, koncept koordinatnih sustava u kontrolerima postao je važna tema za razumijevanje. Koordinatni sustav je referentna točka koja definira šest stupnjeva slobode (DOF): X, Y i Z za Kartezijeve koordinate i kutove Rx, Ru i Rz koji opisuju stupanj rotacije svake osi (zvani Eulerovi kutovi) .
Svaki mehanizam, komponenta ili radna jedinica pod kontrolom ima svoj vlastiti koordinatni sustav. Budući da PLCopen kontroler može kontrolirati više grupa, od kojih svaka radi na više dijelova, važno je za razumijevanje programera da prepozna kako različiti koordinatni sustavi međusobno djeluju.
Svaki koordinatni sustav ima ishodište, koje se koristi za definiranje nulte točke u svim koordinatama. Smjer svake osi određen je pravilom desne ruke (vidi sliku 1). Ako kažiprst pokazuje u pozitivnom smjeru X, ispruženi srednji prst (pod pravim kutom u odnosu na kažiprst) pokazuje u pozitivnom smjeru Y, a ispruženi palac pokazuje u pozitivnom smjeru Z.
Smjer kuta se određuje pomoću pravila desne spirale (vidi sliku 2). Palac pokazuje u pozitivnom smjeru osi, a prst se savija oko osi u pozitivnom smjeru rotacije osi.
Položaj motora
Na kraju, regulator kontrolira položaj pojedinačnih motora. Svaka os u grupi ima vlastiti koordinatni sustav osi (ACS), koji je položaj rotacije motora. Za većinu složenih mehanizama, kao što su roboti sa zglobnom rukom, triangulacijski roboti i mehanizmi povezivanja, položaj koordinatnog sustava jedne osi ne znači da se bilo što radi samostalno; Usklađivanjem ovih osi pomoću kinematičkih proračuna određuje se položaj strojeva. Ovi izračuni mogu se izvesti unutar kontrolera ili pomoću samostalnog robotskog kontrolera.
Osnovni koordinatni sustav za svaku grupu je strojni koordinatni sustav (MCS). Proizvođač stroja definira izvor koordinatnog sustava stroja. Za robote sa zglobnom rukom i trokutaste robote, obično se nalazi na bazi robota. Kontroler zatim izvodi kinematičke izračune kako bi odredio koordinatni sustav alatne ploče (TPCS), koji je krajnja točka samog stroja. Ovaj koordinatni sustav sam po sebi nije koristan programeru, ali se može koristiti za definiranje ishodišta lokacije alata. Nož ima svoj koordinatni sustav, odnosno koordinatni sustav alata (TCS).
Naredba položaja
Tipično, alat je centriran na kraju stroja, tako da to može biti jednostavno kao pomak u plus Z smjeru koordinatnog sustava alatne ploče, a može također zahtijevati Rz komponentu za računanje rotacije. Koordinatni sustav alata najčešće se koristi za sporo kretanje i položaje učenja, ali se ne koristi često u automatskom kretanju. Ishodište koordinatnog sustava alata je središnja točka alata (TCP), koja je početna točka naredbenog pomaka. Kada se pozove pomak u koordinatnom sustavu stroja, središnja točka alata se pomiče na tu poziciju (vidi sliku 3).
Budući da svaka grupa ima vlastito ishodište koordinatnog sustava stroja, pomicanje više grupa na istu poziciju u prostoru zahtijeva da svaka grupa ima vlastitu instrukciju položaja u odnosu na položaj koordinatnog sustava stroja. Na primjer, ako dva robota za skupljanje pokupe artikle s iste pokretne trake, a zatim se svaki sakupljač pomakne na istu poziciju na pokretnoj traci, potrebne su različite upute za položaj koordinatnog sustava stroja.
Kako bi se pojednostavio pomak u sličnim zajedničkim prostorima, ishodište koordinatnog sustava stroja za svaku grupu može se dobiti iz ishodišta svjetskog koordinatnog sustava (WCS), plus pomak. Svaka radna jedinica ima samo jedan izvor svjetskog koordinatnog sustava. Kada konfigurirate jednu grupu, trebate definirati pomak prema ishodištu svjetskog koordinatnog sustava. To omogućuje većem broju agencija korištenje zajedničkog koordinatnog sustava za pojednostavljenje programiranja.
Konačni koordinatni sustav koji treba uzeti u obzir je koordinatni sustav komponente (PCS). Ovaj koordinatni sustav koristi se za definiranje položaja i orijentacije svakog objekta u svjetskom prostoru. Ishodište ovog koordinatnog sustava nalazi se na dijelu i kreće se s dijelom. Ovo je korisno kada radite na pojedinačnim dijelovima, kao što je primjena pick-and-place. Ostale primjene uključuju praćenje pokretne trake, pri čemu se komponente pomiču duž pokretne trake. U ovom slučaju, koordinatni sustav komponente pomiče se relativno u odnosu na ishodište svjetskog koordinatnog sustava i koordinatnog sustava stroja, tako da pomicanje središnje točke alata stroja na određeni položaj koordinatnog sustava komponente mora uzeti u obzir promjenjivi pomak između različitih koordinatni sustavi (vidi sliku 4).
Razumijevanje razlika između koordinatnih sustava i načina na koji oni međusobno djeluju ključno je za uspješnu kontrolu kretanja korištenjem grupa u IEC-u. Različiti koordinatni sustavi rade zajedno kako bi postigli željenu operaciju.
Primjer praćenja pokretne trake
U aplikaciji za praćenje pokretne trake, prva naredba može biti pomicanje središnje točke alata u koordinatnom sustavu stroja kako bi se locirala središnja točka alata na početni položaj područja praćenja. Položaj i orijentacija dijela su definirani, a rutina praćenja odašiljača izračunava pomak dijela prema ishodištu koordinatnog sustava mehanizma stroja. Ovaj pomak definira koordinatni sustav komponente dijela i odnos između koordinatnog sustava stroja i funkcije praćenja transportne trake. Pomak koordinatnog sustava komponente prilagođava se kako se dio pomiče. Korisnik tada definira pomak u prostoru koordinatnog sustava dijela kako bi podigao dio. Budući da pomak komponente koordinatnog sustava ima 6 stupnjeva slobode, po potrebi se može postići i otvaranje kutije na pokretnoj traci. Korisnik tada izvodi pomak u prostoru koordinatnog sustava dijela kako bi podigao dio.
Orijentacija alata automatski se usklađuje s dijelom (ako je potrebno), a pomak između koordinatnih sustava uzeo je u obzir te faktore. Isti položaj koordinatnog sustava dijela koristi se za svako preuzimanje, a pomak koordinatnog sustava dijela mijenja se samo kada se naiđe na novi dio. Budući da funkcija praćenja pokretne trake stalno ažurira pomak koordinatnog sustava komponente, središnja točka alata također se prati duž pozitivnog smjera pokretne trake kako bi se riješio problem pomicanja komponente.