التخصيص والتنوع

أنظمة المناولة الديكارتية، كأنظمة حركية متسلسلة، لها محاور رئيسية للحركة المستقيمة ومحاور مساعدة للدوران. يعمل النظام كدليل ودعم ومحرك في آنٍ واحد، ويجب دمجه في النظام الكامل للتطبيق بغض النظر عن هيكل نظام المناولة.

【مواضع التركيب القياسية】

يمكن تركيب جميع أنظمة المناولة الديكارتية في أي موضع في المساحة. هذا يسمح للنظام الميكانيكي بالتكيف بشكل مثالي مع ظروف التطبيق. إليكم نظرة على بعض التصاميم الأكثر شيوعًا.

ثنائية الأبعاد - تنقسم أنظمة المناولة الديكارتية هذه إلى فئات الرافعات الجسرية والرافعات الخطية مع حركتها في المستوى الرأسي، والرافعات الجسرية ذات السطح المستوي مع حركتها في المستوى الأفقي.

يتكون الكابولي ثنائي الأبعاد من محور أفقي (Y) مع محرك رأسي (Z) مثبت على مقدمته.

الرافعة الخطية هي محور أفقي (Y) مثبت من طرفيه، يمينًا ويسارًا. يُركّب محور عمودي (Z) على شريحة بين طرفي المحور. عادةً ما تكون الرافعات الخطية رفيعة، مع مساحة عمل رأسية مستطيلة.

تتكون منصة الرفع ذات السطح المستوي من محورين متوازيين (X) متصلين بمحور (Y) عمودي على اتجاه الحركة. تغطي منصات الرفع ذات السطح المستوي مساحة عمل أكبر بكثير من أنظمة الروبوتات ذات الحركية دلتا أو SCARA ذات مساحات العمل الدائرية/الكلية.

بالإضافة إلى التكوين التقليدي ذي المحاور الفردية، تتوفر الرافعات الخطية والرافعات ذات الأسطح المستوية كأنظمة متكاملة بتركيبة ميكانيكية ثابتة وحزام مسنن دوار كمكون تشغيل. يجعلها الحمل الفعال المنخفض مناسبة للسعات العالية (عدد الرافعات/الدقيقة) مع استجابة ديناميكية مناسبة.

ثلاثية الأبعاد - تنقسم أنظمة المناولة الديكارتية هذه إلى فئات الرافعات الجسرية والرافعات الجسرية ثلاثية الأبعاد مع الحركات على كلا المستويين.

تتكون الكابوليات ثلاثية الأبعاد من محورين (X) مثبتين على التوازي بالإضافة إلى محور كابولي (Y) عمودي على اتجاه الحركة، مع محور رأسي (Z) مثبت على مقدمته.

تتكون الرافعات ثلاثية الأبعاد من محورين متوازيين (X) متصلين بمحور (Y) عمودي على اتجاه الحركة. يُركّب محور رأسي (Z) على هذا المحور العمودي.

ملاحظة: في الرافعات ذات الأسطح المستوية، والخطية، والثلاثية الأبعاد، تُطبّق القوة بين نقطتي دعم المحورين الأفقيين. يعمل المحور الأفقي على الكابولي كرافعة بسبب الحمل المعلق على طرفه.

【مطلوب برمجة أبسط】

تعتمد درجة البرمجة المطلوبة على الوظيفة: إذا كان النظام يحتاج فقط إلى التحرك إلى نقاط فردية، فإن برمجة PLC السريعة والبسيطة تكون كافية.

إذا كانت حركة المسار ضرورية، كما هو الحال عند وضع المادة اللاصقة، فإن التحكم PLC لم يعد كافيًا. في مثل هذه الحالات، يلزم برمجة الروبوتات التقليدية لأنظمة المناولة الديكارتية أيضًا. ومع ذلك، توفر بيئة التحكم لأنظمة المناولة الديكارتية مجموعة واسعة من البدائل الممكنة مقارنةً بالروبوتات التقليدية. فبينما تتطلب الروبوتات التقليدية دائمًا استخدام نظام التحكم الخاص بالشركة المصنعة، يمكن استخدام أي PLC لأنظمة المناولة الديكارتية، بالإصدار الذي يوفر أفضل مجموعة من الوظائف لمتطلبات التطبيق وتعقيده. هذا يعني أنه يمكن الالتزام بمواصفات العميل وتنفيذ منصة تحكم موحدة، بما في ذلك لغة برمجة وهيكل برنامج موحدين.

في الروبوتات التقليدية، غالبًا ما تتطلب برمجة معقدة. وبالتالي، يتطلب استخدام أنظمة من 4 إلى 6 محاور للمهام الميكانيكية جهدًا كبيرًا. على سبيل المثال، يجب تحريك جميع المحاور الستة في نفس الوقت للتحرك في خط مستقيم. كما أن برمجة "الذراع اليمنى إلى الذراع اليسرى" في تطبيقات الروبوتات التقليدية صعبة وتستغرق وقتًا طويلاً. تُقدم أنظمة المناولة الديكارتية بدائل ممتازة في هذا الصدد.

【كفاءة الطاقة عالية】

تُرسى أسس التعامل الموفر للطاقة حتى عند اختيار النظام. إذا تطلب التطبيق فترات ثبات طويلة في مواقع معينة، فإن جميع محاور الروبوتات التقليدية تخضع للتحكم في الحلقة المغلقة، ويجب أن تُعوّض باستمرار قوة الوزن.

في أنظمة المناولة الديكارتية، عادةً ما يكون المحور Z الرأسي هو الوحيد الذي يحتاج إلى تطبيق قوة مستمرة. هذه القوة ضرورية لتثبيت الحمل الفعال في الوضع المطلوب ضد قوة الجاذبية. يمكن تحقيق ذلك بكفاءة عالية باستخدام محركات هوائية، لأنها لا تستهلك طاقة في مراحل التثبيت. ومن مزايا محاور Z الهوائية انخفاض وزنها الميت، مما يعني إمكانية استخدام أحجام أصغر للمكونات الميكانيكية للمحورين X وY ومحركهما الكهربائي. يؤدي انخفاض الحمل الفعال إلى تقليل استهلاك الطاقة.

تبرز نقاط القوة النموذجية للمحاور الكهربائية، خاصةً في حالة المسارات الطويلة ومعدلات الدوران العالية. لذلك، غالبًا ما تُعدّ بديلاً فعالاً جدًا للمحاور X وY.

【خاتمة】

في كثير من الحالات، يُعدّ استخدام أنظمة المناولة الديكارتية أكثر كفاءةً واقتصادًا من أنظمة الروبوتات التقليدية. لمجموعة واسعة من التطبيقات، يُمكن تصميم نظام مناولة ديكارتية مثالي للأسباب التالية:

• يتم تكوين الأنظمة لتلبية متطلبات التطبيق من حيث المسارات المثلى والاستجابة الديناميكية، ويتم تكييفها مع الحمل.

• هيكلها الميكانيكي يجعلها سهلة البرمجة: على سبيل المثال، هناك حاجة لتنشيط محور واحد فقط للحركات الرأسية.

• إن التكيف الميكانيكي الأمثل يجعل هذه الأجهزة موفرة للطاقة، على سبيل المثال، عن طريق إيقاف تشغيل مصدر الطاقة عند الراحة.

• أنظمة المناولة الديكارتية هي أنظمة مثالية للاستخدام من حيث المساحة.

• تسمح المكونات القياسية المنتجة بكميات كبيرة لأنظمة المناولة الديكارتية بأن تكون بديلاً جذابًا من حيث السعر للروبوتات الصناعية التقليدية.

وأخيرًا وليس آخرًا: في أنظمة التعامل الديكارتية، يتم تحديد الحركية من خلال التطبيق ومحيطه، وليس العكس.