Die kartesische Koordinatengeometrie ist eine hervorragende Methode, um den dreidimensionalen Raum in einem einfachen, leicht verständlichen numerischen System zuzuordnen. Im kartesischen System für dreidimensionalen Raum gibt es drei Koordinatenachsen, die senkrecht zueinander (orthogonale Achsen) sind und sich am Ursprung treffen.

Die drei Achsen werden im Allgemeinen als X-Achse, y-Achse und Z-Achse bezeichnet. Jeder Punkt im dreidimensionalen Raum wird durch drei Zahlen als (x, y, z) dargestellt. X repräsentiert den Abstand des Punktes vom Ursprung entlang der x-Achse, y ist der Abstand vom Ursprung entlang der y-Achse und Z ist der Abstand vom Ursprung entlang der Z-Achse.

Kartesische (Gantry) Roboter

Mechatronische Roboter, die lineare Achsen für die Bewegung verwenden, werden als kartesische Roboter, lineare Roboter oder Garderobe -Roboter bezeichnet. Portalroboter ähneln ähnlich wie bei Waldkrümmung und arbeiten ähnlich. Aber Geldroboter beschränken sich nicht auf Heben und Umzugsfunktionen. Sie können kundenspezifische Funktionen gemäß den Anforderungen haben.

Kartesische Roboter haben eine Overhead -Struktur, die die Bewegung in der horizontalen Ebene steuert, und einen Roboterarm, der die Bewegung vertikal betätigt. Sie können so ausgelegt werden, dass sie sich in XY -Achsen oder XYZ -Achsen bewegen. Der Roboterarm wird auf das Gerüst platziert und kann in der horizontalen Ebene bewegt werden. Der Roboterarm hat je nach Verwendung am Ende des Arms einen Effektor oder eine Werkzeugmaschine am Ende des Arms befestigt.

Obwohl kartesische Roboter und Garderoter austauschbar verwendet werden, haben Garderoter im Allgemeinen zwei X-Achsen, während kartesische Roboter jeweils nur eine der beiden/drei Achsen haben (gemäß der Konfiguration).

 

Wie funktionieren sie?

Kartesische Roboter bewegen sich nur durch lineare Bewegung, im Allgemeinen durch Servomotor -Laufwerke. Die verwendeten linearen Aktuatoren können nach der spezifischen Anwendung in verschiedenen Formen erfolgen. Das Antriebssystem kann geltendgetrieben, kabelbetrieben, schraubengetrieben, pneumatisch gesteuert, rack-and-piniongetrieben oder linearmotorgetrieben werden. Einige Hersteller bieten vollständig vorgefertigte kartesische Roboter an, die ohne Änderungen implementiert werden können. Andere Hersteller bieten verschiedene Komponenten als Module an, sodass der Benutzer eine Kombination dieser Module gemäß seinem spezifischen Anwendungsfall implementieren kann.

Die Roboterarme selbst können mit „Sicht“ ausgestattet werden oder in Operationen „blind“ sein. Sie können an Lichtsensoren oder Kameras angebracht werden, um die Objekte zu identifizieren, bevor sie eine Aktion ausführen. Zum Beispiel können kartesische Roboter in Laboratorien verwendet werden, um Proben zu pflücken und zu bewegen. Das computergestützte Sehen kann verwendet werden, um das Testrohr, die Pipetten oder die Folien zu erkennen, und der Arm kann das Objekt gemäß den von der Kamera übermittelten Positionsdaten greifen.

Der Vorteil kartesischer Roboter gegenüber anderen Robotersystemen wie sechs Achsenrobotern ist, dass sie sehr einfach zu programmieren sind. Ein einzelner Bewegungscontroller kann die Bewegungslogik für einen kartesischen Roboter verarbeiten. Die Roboter haben nur eine lineare Bewegung und ermöglichen eine einfache Kontrolle. Für die Bewegungssteuerung kartesischer Roboter sind keine komplexen Array von SPS und Mikrochips erforderlich. Das gleiche Attribut hilft, die Bewegung des Roboters zu vereinfachen.

 

Merkmale und Vorteile

Kartesische Roboter haben eine höhere Nutzlastkapazität im Vergleich zu ihren äquivalenten Sechs-Achsen-Robotern. Dies ist in Kombination mit den geringeren Kosten und der einfachen Programmierung für lineare Roboter für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen geeignet. Garnroboter, die im Wesentlichen kartesische Roboter mit unterstützendem Gerüst sind, können noch höhere Nutzlasten tragen. Der Bewegungsbereich für lineare Roboter kann erweitert werden, indem kompatible Module zum vorhandenen Mechanismus hinzugefügt werden. Diese Modularität bei kartesischen Robotern macht sie viel vielseitiger und hat ein längeres Leben in einer industriellen Umgebung.

Kartesische Roboter weisen im Vergleich zu ihren Rotationskollegen auch ein hohes Maß an Genauigkeit und Präzision auf. Dies liegt an der Tatsache, dass sie nur eine lineare Bewegung haben und keine Drehbewegung berücksichtigen müssen. Kartesische Roboter können Toleranzen im Bereich von Mikrometern (μM) aufweisen, während sechs Achsen-Roboter im Allgemeinen Toleranzen im Bereich von Millimetern (MM) aufweisen.

 

Bewerbungen für kartesische Roboter

Die Vielseitigkeit, niedrigere Kosten und die einfache Programmierung machen kartesische Roboter für viele Anwendungen in industriellen Umgebungen rentabel. Schauen wir uns einige von ihnen an.

• Pflücken und platzieren:Der Roboterarm ist mit einer gewissen Variation des Sichtgeräts ausgestattet, um verschiedene Komponenten aus einem Karussell oder Förderband zu identifizieren. Der Arm kann diese Objekte auswählen und in verschiedene Behälter sortieren. Die Auswahl und Sorgung kann durch einen einzelnen Roboterarm erfolgen.
• Prozess-zu-Prozess-Übertragung:In einer Produktionslinie gibt es Fälle, in denen Waren im Prozess von einem Ort auf einen anderen übertragen werden müssen. Es kann mit doppelten linearen Robotern erfolgen. Sie können je nach Rest des Prozesses mit Sichtsystemen oder Zeitsynchronisation verwendet werden.
• Montagesystem:Wenn die gleichen Schritte immer wieder wiederholt werden müssen, um die Teile eines Produkts zusammenzustellen, können lineare Roboter zur Automatisierung der Aufgaben verwendet werden.
• Anwendung von Klebstoffen und Dichtungsmitteln:Viele Produktionsprozesse umfassen die Anwendung von Klebstoffen oder Dichtungsmitteln zwischen Teilen. Es wird in großer Automobilherstellung bis zur kleinen elektronischen Geräteproduktion verwendet. Klebstoffe und Versiegelungen sind in sehr genauen Mengen und an der richtigen Position anzubringen. Der Roboterarm des linearen Roboters kann mit einem hochpräzisen Flüssigkeitspender verbunden werden, und Klebstoffe und Dichtungsmittel können mit hoher Genauigkeit aufgetragen werden.
• Palletisierung und Depalletalisierung:Packing verwendet Paletten, um Waren problemlos zu transportieren. Kartesische Roboter können verwendet werden, um beide Produkte auf Paletten zu automatisieren und aus Paletten zu nehmen.
• CNC -Werkzeugmaschine:Computer-basierte Maschinen für Computer-Steuerungen werden verwendet, um Produkte gemäß Designs in technischer Designsoftware zu erstellen. CNC -Maschinen verwenden weit verbreitete lineare Roboter mit verschiedenen Werkzeugen, die an den Roboterarmen angebracht sind.
• Präzisionsfleckschweißen:In bestimmten Herstellungsprozessen ist ein Spezialschweißen erforderlich. Lineare Roboter mit Schweißarmen können genaue Schweißnähte an genauen Stellen auf der Arbeitsfläche erreichen. Das hohe Toleranzgrad im Bereich Mikrokrometer (μM) ist in solchen Anwendungen hilfreich.

Es gibt viele weitere industrielle Anwendungen für lineare Roboter. Dazu gehören Abgabemittel, Assembler- und Tester -Basisgeräte, Einfügungseinheiten, Stapelgeräte, Versiegelungsautomatisierung, Materialhandhabung, Speichern und Abrufen, Schneiden, Schreiben und Sortieren.