تعريف وتصميم وتكوينات نظام تحديد المواقع الخطي.

تعريف الروبوت الكارتيزي

الروبوت الكارتيزي، أو روبوت الإحداثيات الكارتيزية (المعروف أيضًا بالروبوت الخطي)، هو روبوت صناعي مزود بثلاثة محاور تحكم رئيسية، جميعها خطية (أي تتحرك في خط مستقيم دون دوران) ومتعامدة فيما بينها. تسمح المفاصل الثلاثة المنزلقة بتحريك المعصم لأعلى ولأسفل، وللداخل وللخارج، وللأمام والخلف. يتميز هذا الروبوت بدقة وموثوقية عاليتين في الفضاء ثلاثي الأبعاد. كما أنه مفيد للحركة الأفقية وتكديس الحاويات كنظام إحداثيات روبوتي.

تصميم وتكوينات الروبوتات الكارتيزية

لفهم آلية تصميم الروبوت الكارتيزي، من الضروري أولاً فهم مفهوم بنية المفاصل. يرتبط الهدف المتحرك بقاعدة من أذرع آلية متسلسلة عبر سلسلة متصلة من الوصلات والمفاصل. ويرتبط الهدف المتحرك بقاعدة أذرع آلية متوازية عبر عدة سلاسل (أطراف). تستخدم معظم الروبوتات الكارتيزية مزيجًا من الوصلات المتسلسلة والمتوازية. أما الروبوتات الكارتيزية، فهي متصلة بشكل متوازٍ تمامًا.

ثم يأتي دور درجة الحرية. عادةً ما تتعامل الروبوتات ذات الإحداثيات الديكارتية مع الهياكل بدرجات حرية انتقالية خطية T فقط، نظرًا لأن مفاصلها الانزلاقية الخطية P هي التي تُشغلها. من ناحية أخرى، تمتلك بعض الروبوتات ذات الإحداثيات الديكارتية درجات حرية دورانية R أيضًا.

يُعد تخطيط المحاور أحد أول الأشياء التي يجب تحديدها عند بناء روبوت ديكارتي، ليس فقط لإنجاز الحركات اللازمة ولكن أيضًا لضمان أن يتمتع الجهاز بصلابة كافية، والتي يمكن أن تؤثر على قدرة حمل الأحمال ودقة الحركة ودقة تحديد المواقع.

تُعدّ بعض التطبيقات التي تتطلب حركةً باستخدام الإحداثيات الديكارتية أكثر فائدةً من استخدام الروبوت الجسري مقارنةً بالطريقة الديكارتية، لا سيما إذا كان المحور Y يتضمن شوطًا طويلًا أو إذا كانت الطريقة الديكارتية تُولّد عزمًا كبيرًا على المحاور. وقد يكون من الضروري استخدام جهاز جسري مزود بمحورين X أو Y لتجنب الانحراف أو الاهتزاز غير الضروري في هذه الحالات.

يُستخدم عادةً مستوى خطي، يتألف من مُشغّل خطي موازٍ هندسيًا لمحامل خطية، لكل محور من محاور روبوت الإحداثيات الديكارتية، ويُثبّت المُشغّل الخطي عادةً بين محملين خطيين متباعدين لمقاومة عزم الدوران. أما طاولة XY فتتكون من منصتين خطيتين متعامدتين موضوعتين فوق بعضهما.