تكوين النظام، إدارة الكابلات، الضوابط.

إذا كان تطبيقك يتطلب روبوتًا ديكارتيًا، فلديك مجموعة واسعة من الخيارات، اعتمادًا على مستوى التكامل الذي تريد تنفيذه. وعلى الرغم من أن الروبوتات الديكارتية سابقة الهندسة أصبحت معتمدة على نطاق أوسع مع قيام الشركات المصنعة بتوسيع نطاقات منتجاتها لتناسب نطاقًا أوسع من معايير الأداء، إلا أن بعض التطبيقات لا تزال تتطلب بناء نظام ديكارتي خاص بك - على سبيل المثال، لتلبية ظروف بيئية خاصة أو لتلبية متطلبات عالية. مجموعة متخصصة من متطلبات الأداء.

لكن عبارة "ابني بنفسك" لا تعني بالضرورة "ابني من الصفر". مثال على ذلك: المكونات الرئيسية للروبوت الديكارتي - المحركات الخطية - متوفرة في العديد من التكوينات، لذلك نادرًا ما يكون من الضروري بناء المحركات من الصفر. ويقدم العديد من الشركات المصنعة للمشغلات الخطية مجموعات توصيل وأقواس تثبيت تجعل تجميع النظام الديكارتي الخاص بك من مشغلات بمواصفات الكتالوج تمرينًا بسيطًا نسبيًا.

ومع ذلك، فإن تحديد التصميم الأساسي واختيار المحركات الخطية المناسبة ليس سوى الخطوة الأولى. لتجنب الانتهاء من استخدام نظام ديكارتي لا يفي بمتطلبات التطبيق أو لا يتناسب مع المساحة المتوقعة، ضع الاعتبارات التالية في الاعتبار - خاصة أثناء مرحلة التصميم.

تكوين النظام

من أول الأشياء التي يجب تحديدها عند تصميم الروبوت الديكارتي هو تكوين المحاور، ليس فقط لتحقيق الحركات اللازمة، ولكن أيضًا لضمان صلابة النظام الكافية، والتي يمكن أن تؤثر على قدرة حمل الحمولة، ودقة السفر، وتحديد المواقع دقة. في الواقع، بعض التطبيقات التي تتطلب الحركة في الإحداثيات الديكارتية يتم تقديمها بشكل أفضل بواسطة الروبوت القنطري مقارنةً بالنظام الديكارتي، خاصة إذا كان المحور Y يتطلب شوطًا طويلًا أو إذا كان الترتيب الديكارتي سيضع حملًا لحظيًا كبيرًا على أحد المحاور . في هذه الحالات، قد تكون المحاور المزدوجة X أو Y للنظام القنطري ضرورية لمنع الانحراف أو الاهتزاز المفرط.

إذا كان النظام الديكارتي هو الحل الأفضل، فعادةً ما يكون خيار التصميم التالي هو وحدة القيادة للمشغلات - مع كون الخيارات الأكثر شيوعًا هي الحزام أو المسمار أو النظام الذي يعمل بالهواء المضغوط. وبغض النظر عن نظام القيادة، يتم تقديم المشغلات الخطية عادةً إما بدليل خطي واحد أو أدلة خطية مزدوجة.

تستخدم الغالبية العظمى من الروبوتات الديكارتية تكوين الدليل المزدوج، لأنه يوفر دعمًا أفضل للأحمال الزائدة (اللحظية) - لكن المحاور ذات الأدلة الخطية المزدوجة سيكون لها أثر أوسع من المحاور ذات الأدلة الخطية الفردية. من ناحية أخرى، غالبًا ما تكون أنظمة التوجيه المزدوج أقصر (في الاتجاه الرأسي)، مما قد يمنع التداخل مع أجزاء أخرى من الماكينة. النقطة المهمة هي أن نوع المحاور التي تختارها لا يؤثر فقط على أداء النظام الديكارتي، بل يؤثر أيضًا على البصمة الإجمالية.

إدارة الكابلات

جانب آخر مهم من تصميم الروبوت الديكارتي والذي غالبًا ما يتم تجاهله في المراحل المبكرة (أو ببساطة يتم تأجيله إلى مراحل لاحقة من التصميم) هو إدارة الكابلات. يتطلب كل محور كابلات متعددة للطاقة، والهواء (للمحاور الهوائية)، وردود فعل التشفير (للديكارتيين الذين يحركهم المؤازرة)، وأجهزة الاستشعار، والمكونات الكهربائية الأخرى. وعندما يتم دمج الأنظمة والمكونات في إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT)، تصبح أساليب وأدوات ربطها أكثر أهمية. يجب توجيه جميع هذه الكابلات والأسلاك والموصلات وإدارتها بعناية لضمان عدم تعرضها للإرهاق المبكر بسبب الثني المفرط أو التلف الناتج عن التداخل مع أجزاء أخرى من النظام.

تجعل الروبوتات الديكارتية (وكذلك SCARA والروبوتات ذات المحاور الستة) هذا الاتصال أكثر صعوبة، حيث يمكن للمحاور أن تتحرك بشكل مستقل ومتزامن مع بعضها البعض. ولكن الشيء الوحيد الذي يمكن أن يساعد في التخفيف من تعقيد إدارة الكابلات هو استخدام المكونات التي تقلل من عدد الكابلات المطلوبة - على سبيل المثال، المحركات التي تدمج الطاقة والتغذية المرتدة في كابل واحد، أو مجموعات متكاملة من المحركات.

يمكن أن يؤثر أيضًا نوع التحكم وبروتوكول الشبكة على نوع وكمية الكابلات المطلوبة وتعقيد إدارة الكابلات. ولا تنس أن نظام إدارة الكابلات - حاملات الكابلات أو الصواني أو العلب - سيؤثر على أبعاد النظام ككل، لذلك من المهم التحقق من عدم وجود تداخل بين نظام إدارة الكابلات والأجزاء الأخرى من الروبوت والجهاز .

الضوابط

تعد الروبوتات الديكارتية هي الحل الأمثل للتحركات من نقطة إلى نقطة، ولكنها يمكنها أيضًا إنتاج حركات محرفة معقدة وحركة محيطية. سيساعد نوع الحركة المطلوبة في تحديد نظام التحكم وبروتوكول الشبكة وHMI ومكونات الحركة الأخرى الأكثر ملاءمة للنظام. وعلى الرغم من أن هذه المكونات، في معظمها، تقع بشكل منفصل عن محاور الروبوت الديكارتي، إلا أنها ستؤثر على المحركات والكابلات والمكونات الكهربائية الأخرى الموجودة على المحور المطلوبة. وستلعب هذه المكونات الموجودة على المحور بدورها دورًا في الاعتبارين الأولين للتصميم: التكوين وإدارة الكابلات.

لذا فإن عملية التصميم تأتي "بدائرة كاملة"، مما يؤكد أهمية تصميم الروبوت الديكارتي كوحدة كهروميكانيكية متكاملة، بدلاً من سلسلة من المكونات الميكانيكية التي ترتبط ببساطة بأجهزة وبرامج كهربائية.