為了保持競(jìng)爭(zhēng)力，人們普遍認(rèn)為行業(yè)應(yīng)該采用精益制造策略來提高流程效率。這項(xiàng)關(guān)鍵措施可以減少零件數(shù)量，即組件或系統(tǒng)中的部件數(shù)量。當(dāng)涉及高精度直角坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)應(yīng)用時(shí)，這種工藝具有挑戰(zhàn)性。在這些情況下，桁架機(jī)械手機(jī)器制造商通常需要同時(shí)使用 PLC 和CNC才能完全管理機(jī)器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。

桁架機(jī)械手廣泛用于機(jī)械、激光或等離子切割等機(jī)器功能的自動(dòng)化——快速交付一致且可高度定制的高質(zhì)量物品。雖然桁架機(jī)械手和 CNC機(jī)器不一定是同一件事，但兩者的運(yùn)動(dòng)通常由 CNC 系統(tǒng)控制。其原因在于使用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制器及其 G 代碼語(yǔ)言對(duì)運(yùn)動(dòng)控制軌跡進(jìn)行編程非常簡(jiǎn)單。這種編程語(yǔ)言與眾不同，因?yàn)樗鶕?jù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造 (CAD/CAM) 圖像和文件指示機(jī)器移動(dòng)到哪里以及如何移動(dòng)。G 代碼讀取預(yù)期最終產(chǎn)品的 CAD/CAM 文件，并將它們轉(zhuǎn)換為桁架機(jī)械手內(nèi) CNC 伺服驅(qū)動(dòng)器的軌跡和方向。因此，即使是最復(fù)雜和不尋常的 2D 形狀和輪廓，高度準(zhǔn)確、精確和可重復(fù)的運(yùn)動(dòng)也能創(chuàng)造出來。

雖然 CNC 解決方案作為機(jī)器人控制器運(yùn)行良好，但它們無法監(jiān)控和引導(dǎo)其他組件，例如電磁閥、夾具和空氣軟管——為此，該裝置需要一個(gè) PLC。這在理論上可以為所有不同的自動(dòng)化部件處理嚴(yán)格的工具控制和反饋，從而消除對(duì) CNC 系統(tǒng)的需求。然而，使用五種 PLC 語(yǔ)言中的任何一種編寫桁架機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制代碼都非常具有挑戰(zhàn)性。因此，機(jī)器制造商和用戶需要為一臺(tái)機(jī)器使用這兩種不同的控制系統(tǒng)。

這種解決方案不是理想選擇：額外的硬件只會(huì)增加機(jī)器的總擁有成本，還會(huì)影響構(gòu)建/調(diào)試時(shí)間。事實(shí)上，兩個(gè)獨(dú)立的控制單元需要共享時(shí)間關(guān)鍵信息，增加潛在的循環(huán)時(shí)間并增加通信抖動(dòng)的可能性，這可能會(huì)使同一臺(tái)機(jī)器上基于 PLC 和 CNC 的過程不同步。

運(yùn)動(dòng)編程、控制和反饋的整體方法    

為了解決這些問題，工廠自動(dòng)化組件和系統(tǒng)制造商開始投資于跨越 PLC 和 CNC 系統(tǒng)之間界限的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，以創(chuàng)建集成機(jī)器控制器，將兩種解決方案的關(guān)鍵功能結(jié)合起來。

一個(gè)很好的例子是三菱電機(jī)的 MELSEC iQ-R 運(yùn)動(dòng)控制器及其 G 代碼附加庫(kù)。通過選擇該解決方案，機(jī)器制造商可以使用通用伺服系統(tǒng)和 MELSEC iQ-R 系列 PLC 來實(shí)現(xiàn) CNC 功能，如果需要，可以安裝 G 代碼庫(kù)。這允許在 G 代碼中對(duì)高度精確的復(fù)雜切割軌跡和輪廓進(jìn)行編程，而無需計(jì)算機(jī)數(shù)字控制器。

更準(zhǔn)確地說，附加功能可幫助系統(tǒng)遵循特定于 PLC 的編程指令，例如運(yùn)動(dòng) SFC（順序功能圖），以及從 CAD/CAM 文件自動(dòng)生成和讀取運(yùn)動(dòng)曲線。G 代碼程序以文本格式提供，可以在三菱電機(jī)的 HMI 或任何通用編輯器上輕松編輯。通過消除對(duì)單獨(dú)的 PLC 和 CNC 組件硬件的需求，MELSEC iQ-R 系統(tǒng)可以同步一臺(tái)機(jī)器內(nèi)的不同過程并減少循環(huán)時(shí)間。

此外，可以針對(duì)各種應(yīng)用（包括 CNC 加工）使用單一解決方案并在它們之間輕松切換，從而使機(jī)器制造商可以使用它來控制完整的生產(chǎn)線。因此，企業(yè)可以受益于高度靈活、快速且具有成本效益的系統(tǒng)，該系統(tǒng)真正簡(jiǎn)化了他們的工業(yè)流程，同時(shí)提供質(zhì)量和一致性。