Ajarkan Perencanaan Jalur Gratis untuk Gantri 2 Sumbu Menggunakan MATLAB &PLCnext
📌 Penulis:Roman Mayer, Markus Hoser📌 Perusahaan:maku engineering GmbH📌 Kontak:rommayer@maku-engineering.com, marhoser@maku-engineering.com📌 Teknologi:MATLAB/Simulink, Simscape, Phoenix Contact PLCnext, Siemens Drives, Peter Corke’s Robotic Toolbox
Motivasi:Mengapa Perencanaan Jalur Tanpa Mengajar?
Dalam otomasi industri, gantri 2 sumbu banyak digunakan – mulai dari mesin CNC dan robot pick-and-place hingga sistem penanganan material. Pemrograman gantri ini sering kali dilakukan melalui pengajaran, artinya operator secara manual memindahkan sistem ke posisi yang diinginkan, menyimpannya sebagai titik jalan, dan menentukan lintasan.
Masalahnya:
- Mengajar memakan waktu dan rentan terhadap kesalahan.
- Perubahan pada lingkungan atau sistem memerlukan pembelajaran ulang.
- Solusi otomatis seringkali mahal dan memerlukan integrasi yang rumit.
Solusi Kami:Kami telah mengembangkan sistem perencanaan jalur tanpa pengajaran yang menghilangkan kebutuhan akan proses pengajaran manual. Sebaliknya, algoritme cerdas secara otomatis menghasilkan lintasan bebas tabrakan.
Tujuan:
- Perencanaan jalur otomatis untuk gantri 2 sumbu
- Penggunaan MATLAB/Simulink &Simscape untuk pemodelan dan simulasi
- Pembuatan kode untuk Phoenix Contact PLC (AXC F 3152)
- Integrasi hard disk Siemens SINAMICS S210 melalui Profinet
📌 Gambar/Visualisasi dapat ditemukan di bagian terakhir!
Implementasi Teknis
Sistem perencanaan jalur kami menggunakan algoritma mobileRobotPRM MATLAB untuk menghasilkan titik jalan. Artinya:
🟢 Perencanaan Jalur Otomatis
- Lingkungan direpresentasikan sebagai peta (matriks).
- Rintangan terdeteksi dan dihindari.
- Jalur terpendek dan bebas tabrakan dihitung.
🟢 Pemodelan di MATLAB/Simulink
- Simscape Multibody untuk simulasi fisik sistem gantri
- Simscape Electrical untuk mengintegrasikan motor servo Siemens
- Toolbox Robot Peter Corke untuk perencanaan jalur [https://github.com/petercorke/robotics-toolbox-matlab]
🟢 Pembuatan &Kontrol Kode
- Jalur yang direncanakan diubah menjadi kode yang dapat dieksekusi untuk Phoenix Contact PLC menggunakan Simulink Coder &Embedded Coder.
- PLC mengirimkan titik lintasan melalui Profinet ke drive Siemens.
Keuntungan:Seluruh sistem dapat disimulasikan terlebih dahulu dan kemudian langsung ditransfer ke perangkat keras sebenarnya.
Selain itu, kami berhasil mengintegrasikan motor Siemens dengan dukungan Phoenix Contact, tanpa memerlukan lisensi tambahan. Hal ini dimungkinkan dengan menggunakan file deskripsi perangkat inverter Siemens (file GSDML) untuk mengaktifkan komunikasi Profinet.
Potensi Ekspansi
Sistem kami bersifat modular dan dapat diperluas dengan upaya yang sesuai:
🔹 Penggantian Model Mekanik dan Penyesuaian Penggerak
- Model mekanis dapat diganti menggunakan data CAD, asalkan kotak peralatan yang diperlukan tersedia.
- Berdasarkan dinamika yang diinginkan, konfigurasi drive dapat disimulasikan sebelumnya untuk mengoptimalkan kinerja.
🔹 Pembaruan Lingkungan Dinamis
- Peta statis saat ini dapat digantikan oleh sistem pemrosesan gambar.
- Kamera atau sensor LiDAR dapat digunakan untuk mendeteksi lingkungan.
- Peta dapat terus diperbarui selama eksekusi untuk memperhitungkan rintangan yang bergerak.
🔹 Ekspansi ke Sistem Multi-Axis
- Saat ini, sistem dirancang untuk gerakan 2 sumbu (X/Y).
- Perluasan ke sistem 3 sumbu (X/Y/Z) dimungkinkan. Hal ini memerlukan:* Adaptasi model mekanis* Integrasi penggerak ketiga, yang harus dimasukkan ke dalam algoritme perencanaan jalur
Kesimpulan &Pandangan
Perencanaan jalur tanpa pengajaran kami memungkinkan:✔ Penghematan waktu – Tidak diperlukan pengajaran manual ✔ Fleksibilitas – Perubahan lingkungan dipertimbangkan secara otomatis ✔ Implementasi yang mudah – Pembuatan kode langsung untuk Phoenix Contact PLC
Apa selanjutnya?
Bagian dari proyek ini didasarkan pada repositori sumber terbuka dan tersedia secara gratis. Peningkatan dan program kami dapat diberikan secara gratis berdasarkan permintaan. Tentu saja, kami juga terbuka untuk dihubungi jika diperlukan.
Bergantung pada minat terhadap postingan blog ini, kami berencana untuk:
- Tawarkan solusi ini sebagai aplikasi gratis melalui entri blog ini
- Publikasikan di platform MathWorks
Pertanyaan, saran, atau ide? Silakan tinggalkan komentar atau hubungi kami langsung!
Penyiapan Perangkat Keras / Tayangan / Hasil
Penyiapan perangkat keras kami terdiri dari:
- Phoenix Hubungi PLC AXC F 3152 untuk kontrol
- Dua motor Siemens untuk penggerak
- Mekanik virtual sepenuhnya – Seluruh sistem mekanis disimulasikan di MATLAB/Simulink &Simscape
Peta berikut digunakan untuk eksekusi/pembuatan:
Lebar rintangan disesuaikan dengan alatnya. Selain itu, titik dukungan yang dihasilkan secara otomatis dari awal hingga titik target ditampilkan dengan warna merah.
Titik jalan yang disimpan perlu diperhalus untuk mencapai transisi yang mulus antara fase akselerasi yang berbeda. Selain itu, jalur tetap dapat dibedakan untuk mencegah motor melambat hingga kecepatan nol.
Pergerakan kedua motor disinkronkan, dengan fase akselerasinya dikoordinasikan untuk memastikan kelancaran pengoperasian.
Terakhir, berikut adalah gambar keberhasilan pembuatan kode submodel untuk perencanaan jalur. Integrasi objek yang dihasilkan dapat dilakukan satu-ke-satu mengikuti deskripsi yang diberikan oleh Phoenix Contact!
Catatan:
Blog Pembuat menampilkan aplikasi dan kisah pengguna anggota komunitas yang tidak diuji atau ditinjau oleh Phoenix Contact. Gunakan dengan risiko Anda sendiri.
