Dalam pengontrol PLCopen, sistem koordinat adalah titik referensi untuk menentukan enam derajat kebebasan (DOF). Insinyur perlu memahami bagaimana sistem koordinat yang berbeda berinteraksi dan kerangka mana yang penting untuk dipahami.
Memahami perbedaan antara sistem koordinat, dan bagaimana mereka berinteraksi satu sama lain, adalah kunci untuk mencapai kontrol gerak yang berhasil menggunakan grup. Di Bagian 4 PLCopen, standar global untuk kontrol gerak pengontrol terprogram IEC6111-3, konsep gerakan terkoordinasi multi-sumbu menggunakan grup diperkenalkan. Grup adalah kumpulan sumbu yang bekerja sama menurut mekanisme umum untuk menyediakan jalur gerak dalam tiga dimensi. Contohnya termasuk sistem gantry, robot lengan artikulasi, robot segitiga atau mekanisme penghubung; Beberapa sumbu bekerja sama untuk mencapai gerakan perangkat multidimensi.
Sebagai bagian dari fungsionalitas baru, konsep sistem koordinat pada pengontrol telah menjadi topik penting untuk dipahami. Sistem koordinat adalah titik referensi yang mendefinisikan enam derajat kebebasan (DOF): X, Y, dan Z untuk koordinat Cartesian, dan sudut Rx, Ru, dan Rz yang menggambarkan derajat rotasi setiap sumbu (disebut sudut Euler) .
Setiap mekanisme, komponen, atau unit kerja yang dikendalikan memiliki sistem koordinatnya sendiri. Karena pengontrol PLCopen dapat mengontrol banyak grup, masing-masing bekerja pada banyak bagian, penting bagi pemahaman pemrogram untuk mengenali bagaimana sistem koordinat yang berbeda berinteraksi.
Setiap sistem koordinat memiliki asal, yang digunakan untuk menentukan titik nol di semua koordinat. Arah setiap sumbu ditentukan oleh aturan tangan kanan (lihat Gambar 1). Jika jari telunjuk menunjuk ke arah positif X, jari tengah yang diperpanjang (di sudut kanan ke jari telunjuk) menunjuk ke arah positif Y, dan ibu jari yang diperpanjang menunjuk ke arah positif Z.
Arah Sudut ditentukan dengan menggunakan aturan spiral kanan (lihat Gambar 2). Ibu jari menunjuk ke arah sumbu positif, dan jari menekuk di sekitar sumbu ke arah rotasi sumbu positif.
Posisi bermotor
Terakhir, pengontrol mengontrol posisi masing-masing motor. Setiap sumbu dalam kelompok tersebut memiliki sistem koordinat sumbu (ACS) masing-masing, yang merupakan posisi putaran motor. Untuk sebagian besar mekanisme kompleks, seperti robot lengan artikulasi, robot triangulasi, dan mekanisme koneksi, posisi sistem koordinat sumbu tunggal tidak berarti bahwa segala sesuatu dilakukan sendiri; Melalui koordinasi sumbu-sumbu inilah posisi mesin ditentukan dengan menggunakan perhitungan kinematik. Perhitungan ini dapat dilakukan di dalam pengontrol atau dengan pengontrol robot yang berdiri sendiri.
Sistem koordinat dasar untuk setiap grup adalah sistem koordinat Mesin (MCS). Produsen mesin menentukan sumber sistem koordinat mesin. Untuk robot lengan artikulasi dan robot segitiga, biasanya terletak di dasar robot. Pengontrol kemudian melakukan perhitungan kinematik untuk menentukan sistem koordinat toolboard (TPCS), yang merupakan titik akhir dari mesin itu sendiri. Sistem koordinat ini sendiri tidak berguna bagi pemrogram, tetapi dapat digunakan untuk menentukan asal lokasi alat. Pisau memiliki sistem koordinat tersendiri yaitu sistem koordinat pahat (TCS).
Perintah posisi
Biasanya, pahat dipusatkan di ujung mesin, jadi ini mungkin sesederhana offset dalam arah tambah Z dari sistem koordinat papan pahat, dan mungkin juga memerlukan komponen Rz untuk memperhitungkan rotasi. Sistem koordinat alat paling umum digunakan untuk gerakan lambat dan posisi mengajar, tetapi tidak sering digunakan dalam gerakan otomatis. Asal usul sistem koordinat pahat adalah titik pusat pahat (TCP), yang merupakan titik awal perpindahan perintah. Saat terjadi pergeseran dalam sistem koordinat mesin, titik pusat pahatlah yang berpindah ke posisi tersebut (lihat Gambar 3).
Karena setiap grup memiliki asal sistem koordinat mesinnya sendiri, memindahkan beberapa grup ke posisi yang sama di ruang angkasa mengharuskan setiap grup untuk memiliki instruksi posisinya sendiri relatif terhadap posisi sistem koordinat mesinnya. Misalnya, jika dua robot pikap mengambil barang dari konveyor yang sama, kemudian setiap pikap bergerak ke posisi yang sama di sabuk konveyor, diperlukan instruksi posisi sistem koordinat mesin yang berbeda.
Untuk menyederhanakan perpindahan di Ruang bersama yang serupa, asal sistem koordinat mesin untuk setiap grup dapat diperoleh dari asal sistem koordinat dunia (WCS), ditambah offset. Setiap unit kerja hanya memiliki satu sumber sistem koordinat dunia. Saat Anda mengonfigurasi satu grup, Anda perlu menentukan offset ke asal sistem koordinat dunia. Hal ini memungkinkan beberapa lembaga menggunakan sistem koordinat umum untuk menyederhanakan pemrograman.
Sistem koordinat terakhir untuk dipertimbangkan adalah sistem koordinat komponen (PCS). Sistem koordinat ini digunakan untuk menentukan posisi dan orientasi setiap objek dalam ruang dunia. Asal usul sistem koordinat ini terletak pada bagian dan bergerak bersama bagian tersebut. Ini berguna saat mengoperasikan bagian individual, seperti dalam aplikasi pick-and-place. Aplikasi lain termasuk pelacakan konveyor, di mana komponen bergerak di sepanjang sabuk konveyor. Dalam hal ini, sistem koordinat komponen bergerak relatif terhadap asal sistem koordinat dunia dan sistem koordinat mesin, sehingga memindahkan titik pusat pahat mesin ke posisi sistem koordinat komponen tertentu harus memperhitungkan perubahan offset antara perbedaan sistem koordinat (lihat Gambar 4).
Memahami perbedaan antara sistem koordinat, dan bagaimana mereka berinteraksi satu sama lain, adalah kunci keberhasilan kontrol gerak menggunakan grup di IEC. Sistem koordinat yang berbeda bekerja sama untuk mencapai operasi yang diinginkan.
Contoh pelacakan sabuk konveyor
Dalam aplikasi pelacakan sabuk konveyor, perintah pertama mungkin adalah memindahkan titik pusat alat di sistem koordinat mesin untuk menemukan titik pusat alat ke posisi awal area pelacakan. Posisi dan orientasi bagian ditentukan, dan rutin pelacakan pemancar menghitung offset bagian ke asal sistem koordinat mesin mekanisme. Offset ini menentukan sistem koordinat komponen dari bagian dan hubungan antara sistem koordinat mesin dan fungsi pelacakan konveyor. Offset dari sistem koordinat komponen disesuaikan saat bagian bergerak. Pengguna kemudian menentukan gerakan di ruang sistem koordinat bagian untuk mengambil bagian tersebut. Karena offset sistem koordinat komponen memiliki 6 derajat kebebasan, membuka kotak pada sabuk konveyor juga dapat dilakukan jika diperlukan. Pengguna kemudian melakukan perpindahan di ruang sistem koordinat bagian untuk mengambil bagian tersebut.
Orientasi pahat secara otomatis dicocokkan dengan bagian (jika diperlukan), dan offset antara sistem koordinat telah mempertimbangkan faktor-faktor ini. Posisi sistem koordinat bagian yang sama digunakan untuk setiap pengambilan, dan offset sistem koordinat bagian berubah hanya ketika bagian baru ditemukan. Karena fungsi pelacakan sabuk konveyor secara konstan memperbarui offset sistem koordinat komponen, titik pusat pahat juga dilacak sepanjang arah positif sabuk konveyor untuk menyelesaikan masalah pergerakan komponen.