برای ادامه رقابت ، معمولاً پذیرفته شده است که صنایع باید استراتژیهای تولید ناب را برای بهبود کارایی فرآیند در پیش بگیرند. یک اقدام اساسی می تواند کاهش تعداد قطعات ، یعنی تعداد اجزای موجود در یک مجموعه یا سیستم باشد. این مسئله به ویژه هنگامی که صحبت از کاربردهای حرکت کاملاً مختصر دکارتی (خطی) می شود ، بسیار چالش برانگیز است. در این موارد ، سازندگان ماشین برای مدیریت کامل حرکت در دستگاه - تاکنون ، معمولاً باید از PLC و کنترل کننده های عددی رایانه (CNC) استفاده کنند. باری ولر ، مدیر محصول در میتسوبیشی الکتریک ، نحوه ساده سازی معماری کنترل ربات های مختلط دکارتی را بررسی می کند.
ربات های مختلط دکارتی به طور گسترده ای برای اتوماسیون عملکردهای ماشین مانند برش مکانیکی ، لیزری یا پلاسما استفاده می شوند - تحویل سریع موارد با کیفیت بالا که سازگار هستند و می توانند بسیار سفارشی شوند. در حالی که یک ربات مختصر دکارتی و یک دستگاه CNC (کنترل عددی رایانه) لزوماً یک چیز نیستند ، حرکت هر دو به طور معمول توسط سیستم CNC کنترل می شود. دلیل این امر در سادگی برنامه ریزی مسیرهای کنترل حرکت با کنترل کننده های عددی رایانه و زبان G-Code آنها است.
این زبان برنامه نویسی متمایز است زیرا بر اساس تصاویر و پرونده های طراحی / ساخت (CAD / CAM) با کمک کامپیوتر به ماشین ها دستور می دهد که کجا و چگونه حرکت کنند. G-code پرونده های CAD / CAM را برای محصولات نهایی مورد نظر خوانده و آنها را به مسیرها و جهت های درایوهای سروو CNC درون ربات مختص دکارتی تبدیل می کند. در نتیجه ، حرکات بسیار دقیق ، دقیق و قابل تکرار می توانند حتی پیچیده ترین و غیرمعمول ترین شکل ها و خطوط 2 بعدی را ایجاد کنند.
در حالی که راه حل های CNC به خوبی به عنوان کنترل کننده های ربات کار می کنند ، آنها نمی توانند اجزای دیگر مانند شیر برقی ، گیره ها و شیلنگ های هوا را کنترل و هدایت کنند - برای انجام این کار ، واحد به PLC نیاز دارد. این امر می تواند کنترل و بازخورد ابزار دقیق را برای تمام قسمتهای مختلف اتوماسیون کنترل کند و نیازی به سیستمهای CNC نداشته باشد. با این حال ، نوشتن کد کنترل حرکت برای ربات های مختلط دکارتی با هر یک از پنج زبان PLC کاملاً چالش برانگیز است. در نتیجه ، سازندگان ماشین و کاربران باید از این دو سیستم کنترل مختلف برای یک ماشین استفاده کنند.
این راه حل به هر حال ایده آل نیست: سخت افزار اضافی فقط هزینه کل مالکیت دستگاه را افزایش می دهد و همچنین می تواند بر زمان ساخت / راه اندازی تأثیر بگذارد. در حقیقت ، دو واحد کنترل جداگانه پی ال سی دلتا باید اطلاعات مهم زمان را به اشتراک بگذارند ، بنابراین زمان های بالقوه چرخه را افزایش می دهند و احتمال تکان دهنده های ارتباطی را افزایش می دهند که می توانند فرایندهای مبتنی بر PLC و CNC را از همان سیستم برهم بزنند.
یک رویکرد جامع برای برنامه نویسی ، کنترل و بازخورد حرکت
برای پرداختن به این مسائل ، سازندگان اتوماسیون کارخانه و تولیدکنندگان سیستم شروع به سرمایه گذاری در فناوری های کنترل حرکت می کنند که مرزهای بین PLC و سیستم های CNC را برای ایجاد کنترل کننده های ماشین مجتمع ترکیبی از توابع اصلی هر دو راه حل سرمایه گذاری می کنند.
یک مثال خوب ، کنترلر حرکت MELSEC iQ-R Mitsubishi Electric و کتابخانه الحاقی G-Code آن است. با انتخاب این راه حل ، سازندگان ماشین می توانند از سرویسهای عمومی و PLC های سری MELSEC iQ-R برای نصب قابلیتهای CNC ، در صورت نیاز ، با نصب کتابخانه G-Code استفاده کنند. این اجازه می دهد تا بدون نیاز به کنترل کننده های عددی رایانه ای ، مسیرها و پروفیل های پیچیده برش بسیار دقیق در G-Code را برنامه ریزی کنید.
به طور دقیق تر ، عملکرد افزودنی به سیستم کمک می کند تا دستورالعمل های برنامه نویسی مخصوص PLC مانند Motion SFC (نمودارهای عملکردی متوالی) را دنبال کند و همچنین پروفایل های حرکتی را از پرونده های CAD / CAM به طور خودکار تولید و بخواند. برنامه های G-Code که در قالب متن موجود است ، می توانند به راحتی در HMI های Mitsubishi Electric یا با هر ویرایشگر عمومی ویرایش شوند.
با از بین بردن نیاز به سخت افزار جداگانه PLC و CNC ، سیستم MELSEC iQ-R می تواند فرایندهای مختلف را در یک دستگاه هماهنگ کرده و زمان چرخه را کاهش دهد. خرید پی ال سی بعلاوه ، امکان استفاده از یک راه حل واحد برای کاربردهای مختلف ، از جمله ماشینکاری CNC و جابجایی آسان بین آنها ، به سازندگان دستگاه اجازه می دهد تا از آن برای کنترل خط تولید کامل استفاده کنند. در نتیجه ، مشاغل می توانند از سیستمی بسیار انعطاف پذیر ، سریع و مقرون به صرفه بهره مند شوند که ضمن ارائه کیفیت و ثبات ، فرآیندهای صنعتی آنها را کاملاً ساده جلوه دهد.
