Al controlador PLCopen, el sistema de coordenades és el punt de referència per definir els sis graus de llibertat (DOF). Els enginyers han d'entendre com interactuen els diferents sistemes de coordenades i quins marcs són importants per a la comprensió.
Comprendre les diferències entre els sistemes de coordenades i com interactuen entre ells és clau per aconseguir un control del moviment amb èxit mitjançant grups. A la part 4 de PLCopen, l'estàndard global per al control de moviment del controlador programable IEC6111-3, s'introdueix el concepte de moviment coordinat de diversos eixos mitjançant grups. Un grup és una col·lecció d'eixos que treballen junts segons un mecanisme comú per proporcionar una trajectòria de moviment en tres dimensions. Alguns exemples inclouen sistemes de pòrtic, robots de braç articulat, robots triangulars o mecanismes de connexió; Múltiples eixos treballen junts per aconseguir un moviment multidimensional del dispositiu.
Com a part de la nova funcionalitat, el concepte de sistemes de coordenades en controladors s'ha convertit en un tema important per entendre. El sistema de coordenades és el punt de referència que defineix els sis graus de llibertat (DOF): X, Y i Z per a les coordenades cartesianes, i els angles Rx, Ru i Rz que descriuen el grau de rotació de cada eix (anomenats angles d'Euler). .
Cada mecanisme, component o unitat de treball sota control té el seu propi sistema de coordenades. Com que el controlador PLCopen pot controlar diversos grups, cadascun treballant en diverses parts, és important que el programador entengui com interactuen els diferents sistemes de coordenades.
Cada sistema de coordenades té un origen, que s'utilitza per definir el punt zero en totes les coordenades. La direcció de cada eix ve determinada per la regla de la dreta (vegeu la figura 1). Si el dit índex apunta en la direcció positiva de X, el dit mig estès (en angle recte amb el dit índex) apunta en la direcció positiva de Y, i el dit polze estès apunta en la direcció positiva de Z.
La direcció de l'angle es determina mitjançant la regla d'espiral de la dreta (vegeu la figura 2). El dit polze apunta en la direcció positiva de l'eix i el dit es doblega al voltant de l'eix en la direcció de rotació positiva de l'eix.
Posició del motor
Finalment, el controlador controla la posició dels motors individuals. Cada eix del grup té el seu propi sistema de coordenades d'eix (ACS), que és la posició de gir del motor. Per a la majoria de mecanismes complexos, com ara robots de braç articulat, robots de triangulació i mecanismes de connexió, la posició d'un sistema de coordenades d'un sol eix no vol dir que es faci res sol; És a través de la coordinació d'aquests eixos que es determina la posició de la maquinària mitjançant càlculs cinemàtics. Aquests càlculs es poden realitzar dins del controlador o mitjançant un controlador de robot autònom.
El sistema de coordenades bàsic de cada grup és el sistema de coordenades de la màquina (MCS). El fabricant de la màquina defineix l'origen del sistema de coordenades de la màquina. Per a robots de braç articulat i robots triangulars, normalment es troba a la base del robot. A continuació, el controlador realitza càlculs cinemàtics per determinar el sistema de coordenades de la placa d'eines (TPCS), que és el punt final de la pròpia màquina. Aquest sistema de coordenades en si no és útil per al programador, però es pot utilitzar per definir l'origen de la ubicació de l'eina. El ganivet té el seu propi sistema de coordenades, és a dir, el sistema de coordenades de l'eina (TCS).
Comandament de posició
Normalment, l'eina es centra a l'extrem de la màquina, de manera que això pot ser tan senzill com un desplaçament en la direcció més Z del sistema de coordenades de la taula d'eines, i també pot requerir un component Rz per tenir en compte la rotació. El sistema de coordenades de l'eina s'utilitza més habitualment per a posicions de moviment lent i ensenyament, però no s'utilitza sovint en moviment automàtic. L'origen del sistema de coordenades de l'eina és el punt central de l'eina (TCP), que és el punt inicial del desplaçament de l'ordre. Quan s'invoca un canvi en el sistema de coordenades de la màquina, és el punt central de l'eina el que es mou a aquesta posició (vegeu la figura 3).
Com que cada grup té el seu propi origen del sistema de coordenades de la màquina, moure diversos grups a la mateixa posició a l'espai requereix que cada grup tingui la seva pròpia instrucció de posició en relació amb la posició del sistema de coordenades de la màquina. Per exemple, si dos robots de recollida recullen articles del mateix transportador, aleshores cada recollida es mou a la mateixa posició de la cinta transportadora, es requereixen instruccions de posició del sistema de coordenades de la màquina diferents.
Per simplificar el desplaçament en espais compartits similars, l'origen del sistema de coordenades de la màquina per a cada grup es pot obtenir a partir de l'origen del sistema de coordenades mundial (WCS), més el desplaçament. Cada unitat de treball només té una font del sistema de coordenades mundial. Quan configureu un únic grup, heu de definir un desplaçament a l'origen del sistema de coordenades mundial. Això permet que diverses agències utilitzin un sistema de coordenades comú per simplificar la programació.
El sistema de coordenades final a considerar és el sistema de coordenades de components (PCS). Aquest sistema de coordenades s'utilitza per definir la posició i l'orientació de cada objecte a l'espai mundial. L'origen d'aquest sistema de coordenades es troba a la peça i es mou amb la peça. Això és útil quan es treballa amb peces individuals, com ara en una aplicació de recollida i col·locació. Altres aplicacions inclouen el seguiment de la cinta transportadora, en què els components es mouen al llarg d'una cinta transportadora. En aquest cas, el sistema de coordenades del component es mou en relació amb l'origen del sistema de coordenades mundial i el sistema de coordenades de la màquina, de manera que moure el punt central de l'eina de la màquina a una posició específica del sistema de coordenades del component ha de tenir en compte el canvi de compensació entre els diferents sistemes de coordenades (vegeu la figura 4).
Comprendre les diferències entre els sistemes de coordenades i com interactuen entre ells és clau per a un control de moviment reeixit mitjançant grups a l'IEC. Els diferents sistemes de coordenades treballen conjuntament per aconseguir l'operació desitjada.
Exemple de seguiment de la cinta transportadora
En una aplicació de seguiment de la cinta transportadora, la primera ordre pot ser moure el punt central de l'eina al sistema de coordenades de la màquina per localitzar el punt central de l'eina a la posició inicial de l'àrea de seguiment. Es defineixen la posició i l'orientació de la peça i la rutina de seguiment del transmissor calcula el desplaçament de la peça a l'origen del sistema de coordenades de la màquina del mecanisme. Aquest desplaçament defineix el sistema de coordenades dels components de la peça i la relació entre el sistema de coordenades de la màquina i la funció de seguiment del transportador. El desplaçament del sistema de coordenades del component s'ajusta a mesura que la peça es mou. Aleshores, l'usuari defineix un moviment a l'espai del sistema de coordenades de la peça per recollir la peça. Com que el desplaçament del sistema de coordenades dels components té 6 graus de llibertat, també es pot obrir la caixa a la cinta transportadora si és necessari. A continuació, l'usuari realitza un desplaçament a l'espai del sistema de coordenades de la peça per recollir la peça.
L'orientació de l'eina s'adapta automàticament a la peça (si cal) i el desplaçament entre els sistemes de coordenades ha tingut en compte aquests factors. La mateixa posició del sistema de coordenades de la part s'utilitza per a cada recollida i el desplaçament del sistema de coordenades de la part només canvia quan es troba una peça nova. Atès que la funció de seguiment de la cinta transportadora actualitza constantment el desplaçament del sistema de coordenades dels components, el punt central de l'eina també es fa un seguiment al llarg de la direcció positiva de la cinta transportadora per resoldre el problema del moviment dels components.