직교 좌표 로봇의 제어 아키텍처를 단순화하는 방법

Mitsubishi Electric의 제품 관리자인 Barry Weller 작성

경쟁력을 유지하려면 업계에서 공정 효율성을 개선하기 위해 린 제조 전략을 채택해야 한다는 것이 일반적으로 받아들여지고 있습니다.

핵심 작업은 부품 수, 즉 어셈블리 또는 시스템의 구성 요소 수를 줄이는 것입니다. 이는 매우 정확한 직교 좌표(선형) 모션 응용 프로그램의 경우 특히 어렵습니다.

이러한 경우 기계 제작자는 지금까지 기계 내 움직임을 완전히 관리하기 위해 PLC와 컴퓨터 수치 제어기(CNC)를 모두 사용해야 하는 경우가 많습니다.

직교 좌표 로봇은 기계, 레이저 또는 플라즈마 절단과 같은 기계 기능을 자동화하는 데 널리 사용되어 일관되고 고도로 맞춤화할 수 있는 고품질 품목을 신속하게 제공합니다.

직교 좌표 로봇과 CNC(컴퓨터 수치 제어) 기계가 반드시 같은 것은 아니지만 둘의 동작은 일반적으로 CNC 시스템에 의해 제어됩니다.

그 이유는 컴퓨터 수치 제어기와 G-Code 언어를 사용하여 모션 제어 궤적을 프로그래밍하는 것이 간단하기 때문입니다.

이 프로그래밍 언어는 CAD/CAM(Computer-Aided Design/Manufacturing) 이미지 및 파일을 기반으로 이동 위치와 방법을 기계에 지시하기 때문에 독특합니다.

G-code는 의도한 최종 제품에 대한 CAD/CAM 파일을 읽고 직교 좌표 로봇 내에서 CNC 서보 드라이브에 대한 궤적 및 방향으로 변환합니다.

결과적으로 매우 정확하고 정확하며 재현 가능한 움직임으로 가장 복잡하고 특이한 2D 모양과 윤곽도 만들 수 있습니다.

CNC 솔루션은 로봇 컨트롤러처럼 잘 작동하지만 솔레노이드 밸브, 클램프 및 에어 호스와 같은 다른 구성 요소를 모니터링하고 안내할 수는 없습니다. 그렇게 하려면 장치에 PLC가 필요합니다.

이것은 이론적으로 모든 다른 자동화 부품에 대한 엄격한 도구 제어 및 피드백을 처리할 수 있으므로 CNC 시스템이 필요하지 않습니다.

그러나 5가지 PLC 언어 중 하나를 사용하여 직교 좌표 로봇에 대한 모션 제어 코드를 작성하는 것은 상당히 어려울 것입니다. 결과적으로 기계 제작자와 사용자는 하나의 기계에 대해 이 두 가지 다른 제어 시스템을 사용해야 합니다.

그러나 이 솔루션은 이상적이지 않습니다. 하드웨어를 추가하면 장비의 총 소유 비용이 증가할 뿐 아니라 제작/시운전 시간에도 영향을 미칠 수 있습니다.

실제로 두 개의 개별 제어 장치가 시간이 중요한 정보를 공유해야 하므로 잠재적인 주기 시간이 증가하고 동일한 기계에서 PLC 및 CNC 기반 프로세스를 비동기화할 수 있는 통신 지터의 가능성이 높아집니다.

모션 프로그래밍, 제어 및 피드백에 대한 전체적인 접근 방식

이러한 문제를 해결하기 위해 공장 자동화 구성 요소 및 시스템 제조업체는 두 솔루션의 주요 기능을 결합하는 통합 기계 컨트롤러를 만들기 위해 PLC와 CNC 시스템 간의 경계를 넘나드는 모션 제어 기술에 투자하기 시작했습니다.

좋은 예는 Mitsubishi Electric의 MELSEC iQ-R 모션 컨트롤러와 G-Code 애드온 라이브러리입니다. 이 솔루션을 선택하면 기계 제작자는 범용 서보 및 MELSEC iQ-R 시리즈 PLC를 사용하여 필요한 경우 G-Code 라이브러리를 설치하여 CNC 기능을 구현할 수 있습니다.

이를 통해 컴퓨터 수치 컨트롤러 없이도 G-Code에서 매우 정확한 복잡한 절단 궤적과 프로파일을 프로그래밍할 수 있습니다.

보다 정확하게는 추가 기능을 통해 시스템이 Motion SFC(순차 기능 차트)와 같은 PLC별 프로그래밍 지침을 따르고 CAD/CAM 파일에서 모션 프로필을 자동으로 생성하고 읽을 수 있습니다.

텍스트 형식으로 제공되는 G-Code 프로그램은 Mitsubishi Electric의 HMI 또는 모든 일반 편집기에서 쉽게 편집할 수 있습니다.

MELSEC iQ-R 시스템은 별도의 PLC 및 CNC 구성 요소 하드웨어의 필요성을 제거함으로써 하나의 기계 내에서 서로 다른 프로세스를 동기화하고 사이클 시간을 단축할 수 있습니다.

또한 CNC 머시닝을 비롯한 다양한 애플리케이션에 하나의 단일 솔루션을 사용할 수 있고 둘 사이를 쉽게 전환할 수 있어 기계 제작자가 전체 생산 라인을 제어하는 ​​데 사용할 수 있습니다.

결과적으로 기업은 품질과 일관성을 제공하는 동시에 산업 프로세스를 진정으로 간소화하는 매우 유연하고 빠르며 비용 효율적인 시스템의 이점을 누릴 수 있습니다.