تستفيد تطبيقات الالتقاط والوضع، مثل الاستخدام المخبري، من الهيكل الكابولي لسهولة الوصول إلى مكوناته. روبوتات القنطرية هي روبوتات إحداثيات ديكارتية ذات عناصر أفقية مدعومة من كلا الطرفين؛ وهي تشبه رافعات القنطرية، التي ليست روبوتات بالضرورة. غالبًا ما تكون روبوتات القنطرية عملاقة وقادرة على حمل أحمال ثقيلة.

الفرق بين الروبوتات الجسرية والديكارتية

يحتوي الروبوت الديكارتي على مُشغِّل خطي واحد على كل محور، بينما يحتوي الروبوت الجسري على محورين أساسيين (X) ومحور ثانٍ (Y) يمتد بينهما. يمنع هذا التصميم المحور الثاني من أن يكون مُعلقًا (المزيد حول ذلك لاحقًا)، ويزيد من أطوال أشواط الروبوتات الجسرية وحمولتها مقارنةً بالروبوت الديكارتي.

تستخدم الروبوتات الديكارتية الأكثر شيوعًا التصميم ثنائي التوجيه لأنه يوفر حماية أفضل للأحمال الزائدة (العزوم)؛ ومع ذلك، فإن المحاور ذات الأدلة الخطية المزدوجة لها مساحة أكبر من المحاور ذات الدليل الواحد، مقارنةً بأنظمة التوجيه المزدوج التي تكون عادةً قصيرة (في الاتجاه الرأسي)، وقد تمنع التفاعل مع أجزاء أخرى من الآلة. والحجة هي أن نوع المحاور الذي تختاره لا يؤثر فقط على كفاءة النظام الديكارتي، بل يؤثر أيضًا على المساحة الإجمالية.

محركات الروبوت الديكارتية

إذا كانت الآلية الديكارتية هي الخيار الأمثل، فإن عامل التصميم التالي عادةً هو وحدة التحكم في المشغل، والتي قد تكون نظامًا يعمل بمسامير أو برغي أو هوائي. تتوفر المشغلات الخطية عادةً بدليل خطي واحد أو مزدوج، حسب نظام التشغيل.

التحكم في الكابلات وإدارتها

يُعد التحكم بالكابلات ميزةً أساسيةً أخرى في تصميم هذا الروبوت، والتي غالبًا ما تُهمَل في المراحل الأولى (أو تُؤجَّل إلى مراحل لاحقة من الخطة). للتحكم، والهواء (للمحاور الهوائية)، ومدخلات المُشفِّر (للمحاور الديكارتية المُدارة بالمحرك المؤازر)، والمستشعر، والأجهزة الكهربائية الأخرى، يتضمن كل محور عدة كابلات.

عندما يتم ربط الأنظمة والمكونات عبر إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT)، تصبح الأساليب والأدوات المستخدمة لربطها أكثر أهمية بكثير ويجب توجيه كل من هذه الأنابيب والأسلاك والموصلات بشكل مناسب وصيانتها لتجنب التعب المبكر من الانحناء غير المبرر أو الاضطراب الناتج عن التداخل مع مكونات الجهاز الأخرى.

يُحدَّد نوع وكمية الكابلات المطلوبة، بالإضافة إلى تعقيد إدارة الكابلات، بناءً على نوع التحكم وبروتوكول الشبكة. يُرجى العلم أن حامل الكابلات أو الصواني أو الأغطية في نظام إدارة الكابلات ستؤثر على قياسات النظام الإجمالية، لذا تأكد من عدم وجود تعارض بين نظام الكابلات وباقي مكونات الروبوت.

ضوابط الروبوت الديكارتي

الروبوتات الديكارتية هي الطريقة المُفضّلة للحركات من نقطة إلى نقطة، ولكنها قادرة أيضًا على القيام بحركات مُقسّمة ومُحدّدة. يُحدّد نوع الحركة المطلوبة جهاز التحكم الأنسب، وبروتوكول الشبكات، وواجهة الآلة البشرية (HMI)، ومكونات الحركة الأخرى للنظام.

على الرغم من أن هذه المكونات تقع بشكل مستقل عن محاور الروبوت، إلا أنها ستؤثر في الغالب على المحركات والأسلاك والمكونات الكهربائية المحورية الأخرى اللازمة. ستؤثر هذه العناصر المحورية على أول اعتبارين تصميميين، وهما تحديد الموقع والتحكم في الكابلات.

ونتيجة لذلك، فإن عملية التصميم تكتمل في دائرة، مؤكدة على أهمية بناء الروبوت الديكارتي كجهاز كهروميكانيكي مترابط بدلاً من مجموعة من الأجزاء الميكانيكية المتصلة بأجهزة وبرامج كهربائية.

مغلف عمل الروبوت الديكارتي

تُنتج تكوينات الروبوتات المختلفة أشكالًا مميزة لأغلفة العمل. يُعدّ غلاف العمل هذا بالغ الأهمية عند اختيار روبوت لتطبيق مُحدد، لأنه يُحدد منطقة عمل المُعالج والمُنفذ النهائي. ولأغراض مُتعددة، يجب توخي الحذر عند دراسة غلاف عمل الروبوت:

١. نطاق العمل هو مقدار العمل الذي يمكن الوصول إليه من نقطة في نهاية الذراع الروبوتية، والتي عادةً ما تكون في منتصف ترتيبات تركيب المؤثرات الطرفية. لا يحتوي هذا النطاق على أي أدوات أو قطع عمل مملوكة للمؤثر الطرفي.

٢. أحيانًا توجد مناطق داخل نطاق التشغيل لا يستطيع ذراع الروبوت الوصول إليها. المناطق الميتة هي أسماء مناطق محددة.
لا يمكن تحقيق أقصى قدرة حمولة مذكورة إلا عند أطوال الذراع هذه، والتي قد تصل أو لا تصل إلى الحد الأقصى.

٣. غلاف التشغيل للتكوين الديكارتي عبارة عن منشور مستطيل. داخل غلاف التشغيل، لا توجد مناطق ميتة، ويمكن للروبوت التعامل مع الحمولة الكاملة على كامل مساحة العمل.