V krmilniku PLCopen je koordinatni sistem referenčna točka za določanje šestih prostostnih stopenj (DOF). Inženirji morajo razumeti, kako različni koordinatni sistemi medsebojno delujejo in kateri okviri so pomembni za razumevanje.
Razumevanje razlik med koordinatnimi sistemi in njihovega medsebojnega delovanja je ključno za doseganje uspešnega nadzora gibanja z uporabo skupin. V 4. delu PLCopen, globalnega standarda za nadzor gibanja programabilnega krmilnika IEC6111-3, je predstavljen koncept večosnega koordiniranega gibanja z uporabo skupin. Skupina je zbirka osi, ki delujejo skupaj v skladu s skupnim mehanizmom, da zagotovijo pot gibanja v treh dimenzijah. Primeri vključujejo portalne sisteme, robote z zgibnimi rokami, trikotne robote ali povezovalne mehanizme; Več osi deluje skupaj, da doseže večdimenzionalno gibanje naprave.
Kot del nove funkcionalnosti je koncept koordinatnih sistemov v krmilnikih postal pomembna tema za razumevanje. Koordinatni sistem je referenčna točka, ki določa šest prostostnih stopenj (DOF): X, Y in Z za kartezične koordinate ter kote Rx, Ru in Rz, ki opisujejo stopnjo rotacije vsake osi (imenovane Eulerjevi koti). .
Vsak mehanizem, komponenta ali delovna enota pod nadzorom ima svoj koordinatni sistem. Ker lahko krmilnik PLCopen nadzoruje več skupin, od katerih vsaka dela na več delih, je pomembno, da programer razume, kako prepoznajo medsebojno delovanje različnih koordinatnih sistemov.
Vsak koordinatni sistem ima izhodišče, ki se uporablja za določitev ničelne točke v vseh koordinatah. Smer vsake osi je določena z desnim pravilom (glej sliko 1). Če kazalec kaže v pozitivno smer X, iztegnjen sredinec (pod pravim kotom na kazalec) kaže v pozitivno smer Y, iztegnjen palec pa kaže v pozitivno smer Z.
Smer kota se določi s pravilom desne spirale (glej sliko 2). Palec kaže v pozitivni smeri osi, prst pa se upogne okoli osi v pozitivni smeri vrtenja osi.
Položaj motorja
Končno krmilnik nadzira položaj posameznih motorjev. Vsaka os v skupini ima svoj koordinatni sistem osi (ACS), ki je položaj vrtenja motorja. Za večino zapletenih mehanizmov, kot so roboti z zgibno roko, triangulacijski roboti in povezovalni mehanizmi, položaj enoosnega koordinatnega sistema ne pomeni, da se kar koli naredi samo; S pomočjo koordinacije teh osi se s kinematičnimi izračuni določi položaj strojev. Te izračune je mogoče izvesti znotraj krmilnika ali s samostojnim krmilnikom robota.
Osnovni koordinatni sistem za vsako skupino je strojni koordinatni sistem (MCS). Proizvajalec stroja določi izvor koordinatnega sistema stroja. Pri robotih z zgibno roko in trikotnih robotih se običajno nahaja na dnu robota. Krmilnik nato izvede kinematične izračune za določitev koordinatnega sistema orodne plošče (TPCS), ki je končna točka samega stroja. Ta koordinatni sistem sam po sebi ni uporaben za programerja, vendar ga je mogoče uporabiti za določitev izvora lokacije orodja. Nož ima svoj koordinatni sistem, in sicer koordinatni sistem orodja (TCS).
Ukaz položaja
Običajno je orodje centrirano na koncu stroja, tako da je to lahko preprosto kot odmik v smeri plus Z koordinatnega sistema orodne plošče in lahko zahteva tudi komponento Rz za upoštevanje rotacije. Koordinatni sistem orodja se najpogosteje uporablja za položaje počasnega premikanja in poučevanja, ni pa pogosto uporabljen pri avtomatskem gibanju. Izhodišče koordinatnega sistema orodja je središčna točka orodja (TCP), ki je začetna točka ukaznega premika. Ko se sproži premik v koordinatnem sistemu stroja, se središčna točka orodja premakne na ta položaj (glejte sliko 3).
Ker ima vsaka skupina svoje lastno izhodišče strojnega koordinatnega sistema, mora premakniti več skupin na isti položaj v prostoru, vsaka skupina imeti lastna navodila za položaj glede na položaj svojega strojnega koordinatnega sistema. Na primer, če dva pobiralna robota pobereta predmete z istega tekočega traku, nato pa se vsak pobiralni sistem premakne na isti položaj na tekočem traku, so potrebna različna navodila za položaj koordinatnega sistema stroja.
Za poenostavitev premikov v podobnih prostorih v skupni rabi je mogoče izhodišče koordinatnega sistema stroja za vsako skupino pridobiti iz izhodišča svetovnega koordinatnega sistema (WCS), plus odmik. Vsaka delovna enota ima samo en vir svetovnega koordinatnega sistema. Ko konfigurirate posamezno skupino, morate določiti odmik od izhodišča svetovnega koordinatnega sistema. To več agencijam omogoča uporabo skupnega koordinatnega sistema za poenostavitev programiranja.
Končni koordinatni sistem, ki ga je treba upoštevati, je komponentni koordinatni sistem (PCS). Ta koordinatni sistem se uporablja za določitev položaja in orientacije vsakega predmeta v svetovnem prostoru. Izhodišče tega koordinatnega sistema se nahaja na delu in se premika z delom. To je uporabno pri delu na posameznih delih, na primer v aplikaciji pick and place. Druge aplikacije vključujejo sledenje tekočemu traku, pri katerem se komponente premikajo po tekočem traku. V tem primeru se koordinatni sistem komponente premakne glede na izhodišče svetovnega koordinatnega sistema in koordinatnega sistema stroja, zato mora premikanje središčne točke orodja stroja na določen položaj koordinatnega sistema komponente upoštevati spreminjanje odmika med različnimi koordinatne sisteme (glej sliko 4).
Razumevanje razlik med koordinatnimi sistemi in njihovega medsebojnega delovanja je ključnega pomena za uspešen nadzor gibanja z uporabo skupin v IEC. Različni koordinatni sistemi delujejo skupaj, da dosežejo želeno operacijo.
Primer sledenja tekočega traku
V aplikaciji za sledenje tekočega traku je lahko prvi ukaz premakniti središčno točko orodja v koordinatnem sistemu stroja, da poiščete središčno točko orodja na začetni položaj območja sledenja. Položaj in orientacija dela sta definirana, rutina sledenja oddajnika pa izračuna odmik dela glede na izhodišče koordinatnega sistema mehanizma stroja. Ta odmik določa koordinatni sistem komponente dela in razmerje med koordinatnim sistemom stroja in funkcijo sledenja tekočega traku. Odmik koordinatnega sistema komponente se prilagaja, ko se del premika. Uporabnik nato definira premik v prostoru koordinatnega sistema dela, da dvigne del. Ker ima odmik komponente koordinatnega sistema 6 prostostnih stopenj, je možno po potrebi doseči tudi odpiranje škatle na tekočem traku. Uporabnik nato izvede premik v prostoru koordinatnega sistema dela, da pobere del.
Usmerjenost orodja se samodejno uskladi z delom (če je potrebno), odmik med koordinatnimi sistemi pa je upošteval te dejavnike. Isti položaj koordinatnega sistema dela se uporablja za vsako pobiranje, odmik koordinatnega sistema dela pa se spremeni samo, ko se naleti na nov del. Ker funkcija sledenja tekočemu traku nenehno posodablja odmik koordinatnega sistema komponente, se središčna točka orodja prav tako sledi vzdolž pozitivne smeri tekočega traku, da se reši problem premikanja komponente.