3 Schritte zum Entwerfen Ihres linearen Positionierungssystems

Kartesische Roboter arbeiten in zwei oder drei Achsen entlang des kartesischen Koordinatensystems von X, Y und Z. Während Scara- und 6-Achse-Roboter weit verbreitet sind, können kartesische Systeme in nahezu jeder industriellen Anwendung gefunden werden, die sich vorstellen kann, von der Herstellung von Halbleiter bis hin zu Holzbearbeitungsgeräten. Und es ist keine Überraschung, dass Cartesianer so weit verbreitet sind. Sie sind in scheinbar unbegrenzten Konfigurationen erhältlich und sind leicht angepasst, um die genauen Anwendungsparameter zu erfüllen.

Während kartesische Roboter traditionell von Integratoren und Endbenutzern in Haus entworfen und gebaut wurden, bieten die meisten linearen Aktuatorhersteller jetzt vorgefertigte kartesische Roboter an, die die Engineering, Montage und Startzeit im Vergleich zum Bau eines Systems von Grund auf erheblich reduzieren. Bei der Auswahl eines vorgefertigten kartesischen Roboters sind hier drei Dinge zu beachten, um sicherzustellen, dass Sie das am besten geeignete System für Ihre Anwendung erhalten.

【Orientierung】

Die Orientierung wird häufig durch die Anwendung diktiert, wobei ein Schlüsselfaktor darin besteht, ob die Teile behandelt werden müssen oder der Prozess von oben oder unten stattfinden muss. Es ist auch wichtig, dass das System andere stationäre oder bewegliche Teile nicht beeinträchtigt und kein Sicherheitsrisiko darstellt. Glücklicherweise sind kartesische Roboter in vielen verschiedenen XY- und XYZ -Konfigurationen erhältlich, um die Anwendungs- und Raumbeschränkungen zu erfüllen. Innerhalb der Standard-Multi-Achsen-Orientierungen gibt es auch Optionen, um die Aktuatoren aufrecht oder auf ihren Seiten zu montieren. Diese Entwurfswahl wird normalerweise steifness gemacht, da einige Aktuatoren (insbesondere solche mit zwei Führungsschienen) eine höhere Steifheit aufweisen, wenn sie an ihren Seiten montiert werden.

Für die äußerste Achse (y in einer XY -Konfiguration oder Z in einer XYZ -Konfiguration) hat der Designer die Wahl, ob die Basis mit dem Wagen befestigt oder mit dem Befestigen der Basis befestigt wird. Der Hauptgrund, den Wagen zu reparieren und die Basis zu bewegen, ist eine Interferenz. Wenn der Aktuator in einen Arbeitsbereich hervorsteht und sich aus dem Weg bewegen muss, während andere Systeme oder Prozesse durchgehen, kann die Basis ein wesentlicher Teil des Aktuators zurückgezogen werden und den Raum räumen. Es erhöht jedoch die bewegte Masse und die Trägheit, sodass dies bei der Größe von Gängen und Motoren berücksichtigt werden sollte. Die Kabelverwaltung muss so gestaltet werden, dass sie sich mit der Achse bewegen kann, da sich der Motor bewegen wird. Vorgefertigte Systeme berücksichtigen diese Probleme und stellen sicher, dass alle Komponenten für die genaue Ausrichtung und das Layout des kartesischen Systems ordnungsgemäß gestaltet sind.

【Last, Hub und Geschwindigkeit】】

Diese drei Anwendungsparameter sind die Grundlage, auf der die meisten kartesischen Roboter ausgewählt werden. Eine Anwendung erfordert, dass eine bestimmte Last innerhalb einer bestimmten Zeit eine bestimmte Entfernung verschoben wird. Aber sie sind auch voneinander abhängig - wie die Last zunimmt, wird die maximale Geschwindigkeit schließlich abnehmen. Und Schlaganfall ist durch die Last begrenzt, wenn der äußerste Stellantrieb frisch korrekt ist, oder durch Geschwindigkeit, wenn der Aktuator kugelschraub ist. Dies macht die Größe eines kartesischen Systems zu einem sehr komplexen Unterfangen.

Um die Konstruktions- und Größenaufgaben zu vereinfachen, stellen kartesische Roboterhersteller in der Regel Diagramme oder Tabellen bereit, die die maximale Last und Geschwindigkeit für bestimmte Schlaganfalllängen und -orientierungen liefern. Einige Hersteller geben jedoch eine maximale Belastung, Schlaganfall und Geschwindigkeitsfunktionen an, die unabhängig voneinander sind. Es ist wichtig zu verstehen, ob sich die veröffentlichten Spezifikationen gegenseitig ausschließen oder ob die maximale Last-, Geschwindigkeits- und Schlaganfallspezifikationen zusammen erreicht werden können.

【Präzision und Genauigkeit】

Lineare Aktuatoren sind die Grundlage für die Präzision und Genauigkeit eines kartesischen Roboters. Die Art des Stellantriebs - ob er über eine Aluminium- oder Stahlbasis verfügt und ob der Antriebsmechanismus Gürtel, Schraube, linearer Motor oder Pneumatik ist - ist die Hauptdeterminante für Genauigkeit und Wiederholbarkeit. Aber wie die Aktuatoren zusammengebaut und zusammengesetzt sind, wirkt sich auch auf die Reisegenauigkeit des Roboters aus. Ein kartesischer Roboter, der während der Baugruppe präzisionsausgestattet und festgesteckt ist, hat im Allgemeinen eine höhere Reisegenauigkeit als ein System, das nicht angehalten wird, und kann diese Genauigkeit über seine Lebensdauer besser aufrechterhalten.

In jedem Mehrachse-System sind Verbindungen zwischen Achsen nicht perfekt starr, und zahlreiche Variablen beeinflussen das Verhalten jeder Achse. Dies erschwert die mathematische Berechnung oder Modellierung von Reisegenauigkeit und Wiederholbarkeit. Die beste Option, um sicherzustellen, dass ein kartesisches System der erforderlichen Reisegenauigkeit und Wiederholbarkeit entspricht, besteht darin, nach Systemen zu suchen, die vom Hersteller getestet wurden, mit ähnlichen Lasten, Strichen und Geschwindigkeiten. Die meisten kartesischen Roboterhersteller erkennen dies als zentrales Anliegen für Benutzer an und haben ihre Systeme getestet, um „reale“ Daten zur Leistung in verschiedenen Anwendungen bereitzustellen.

Vorgefertigte kartesische Roboter bieten erhebliche Einsparungen gegen Roboter, die im eigenen Haus entworfen und zusammengebaut werden. Die Zeit, die für die Größe, Auswahl, Bestellung, Montage, Starten und Fehlerbehebung bei einem mehrachsigen System erforderlich ist, kann Hunderte von Stunden betragen, und vorgefertigte Systeme reduzieren dies auf nur wenige Stunden Auswahl und Startzeit. Und die Auswahl an Konfigurationen, Leittypen und Antriebstechnologien, die in den Standardangeboten der Hersteller erhältlich sind, müssen Designer und Ingenieure nicht in Bezug auf die Leistung oder die Bezahlung für mehr Funktionen eingehen, als die Anwendung erfordert.