デカルト座標ロボットの制御アーキテクチャを簡素化する方法

三菱電機のプロダクトマネージャーであるBarryWellerによる

競争力を維持するために、業界はプロセス効率を改善するためにリーン生産方式を採用する必要があると一般に認められています。

重要なアクションは、部品数、つまりアセンブリまたはシステム内のコンポーネントの数を減らすことです。これは、非常に正確なデカルト座標（線形）モーションアプリケーションに関しては特に困難です。

このような場合、これまで、マシンビルダーは、マシン内の動きを完全に管理するために、PLCとコンピューター数値コントローラー（CNC）の両方を使用する必要がありました。

デカルト座標ロボットは、機械、レーザー、プラズマ切断などの機械機能を自動化するために広く使用されており、一貫性があり、高度にカスタマイズできる高品質のアイテムを迅速に提供します。

デカルト座標ロボットとCNC（コンピューター数値制御）マシンは必ずしも同じものではありませんが、両方の動きは通常、CNCシステムによって制御されます。

この理由は、コンピューターの数値コントローラーとそのGコード言語を使用してモーションコントロールの軌道をプログラミングするのが簡単なことにあります。

このプログラミング言語は、コンピューター支援設計/製造（CAD / CAM）の画像とファイルに基づいて、どこにどのように移動するかをマシンに指示するため、独特です。

Gコードは、目的の最終製品のCAD / CAMファイルを読み取り、デカルト座標ロボット内のCNCサーボドライブの軌道と方向に変換します。

その結果、非常に正確で正確で再現性のある動きにより、最も複雑で珍しい2D形状や輪郭さえも作成できます。

CNCソリューションはロボットコントローラーとしてはうまく機能しますが、ソレノイドバルブ、クランプ、エアホースなどの他のコンポーネントを監視およびガイドすることはできません。そのためには、ユニットにPLCが必要です。

これにより、理論的には、さまざまな自動化部品すべての厳密なツール制御とフィードバックを処理できるため、CNCシステムが不要になります。

ただし、5つのPLC言語のいずれかを使用してデカルト座標ロボットのモーションコントロールコードを作成することは非常に困難です。したがって、機械メーカーとユーザーは、これら2つの異なる制御システムを1台の機械に使用する必要があります。

ただし、このソリューションは理想からはほど遠いものです。ハードウェアを追加すると、マシンの総所有コストが増加するだけであり、ビルド/試運転時間にも影響を与える可能性があります。

実際、2つの別々の制御ユニットがタイムクリティカルな情報を共有する必要があり、潜在的なサイクルタイムが増加し、同じマシン上のPLCベースとCNCベースのプロセスを非同期化する可能性のある通信ジッタの可能性が増加します。

モーションプログラミング、制御、フィードバックへの全体的なアプローチ

これらの問題に対処するために、ファクトリーオートメーションコンポーネントおよびシステムメーカーは、PLCとCNCシステムの境界を越えて、両方のソリューションの主要機能を組み合わせた統合マシンコントローラーを作成するモーションコントロールテクノロジーへの投資を開始しています。

良い例は、三菱電機のMELSECiQ-RモーションコントローラーとそのGコードアドオンライブラリです。このソリューションを選択することで、機械メーカーは汎用サーボとMELSEC iQ-RシリーズPLCを使用して、必要に応じてGコードライブラリをインストールすることでCNC機能を実装できます。

これにより、コンピューターの数値コントローラーを必要とせずに、Gコードで非常に正確で複雑な切削軌道とプロファイルをプログラミングできます。

より正確には、アドオン機能は、システムがモーションSFC（シーケンシャルファンクションチャート）などのPLC固有のプログラミング命令に従うだけでなく、CAD/CAMファイルからモーションプロファイルを自動的に生成して読み取るのに役立ちます。

テキスト形式で利用可能なGコードプログラムは、三菱自動車のHMIまたは任意の汎用エディタで簡単に編集できます。

PLCとCNCコンポーネントのハードウェアを個別に用意する必要がないため、MELSEC iQ-Rシステムは、1台のマシン内でさまざまなプロセスを同期し、サイクルタイムを短縮できます。

さらに、CNC機械加工を含むさまざまなアプリケーションに単一のソリューションを使用し、それらを簡単に切り替えることができるため、機械製造業者はそれを使用して完全な生産ラインを制御できます。

その結果、企業は、品質と一貫性を提供しながら、産業プロセスを真に合理化する、柔軟性が高く、高速で費用効果の高いシステムの恩恵を受けることができます。