Definition, Design und Konfigurationen für lineare Positionierungssysteme.

Kartesische Roboterdefinition

Ein kartesischer Roboter oder kartesischer Koordinatenroboter (auch Linearroboter genannt) ist ein Industrieroboter mit drei linearen (d. h. geradlinigen) und senkrecht zueinander stehenden primären Steuerachsen. Die drei Gleitgelenke ermöglichen die Bewegung des Handgelenks nach oben, unten, innen, außen und vorwärts. Im dreidimensionalen Raum ist er unglaublich zuverlässig und präzise. Er eignet sich auch für horizontale Bewegungen und das Stapeln von Behältern als Roboterkoordinatensystem.

Kartesisches Roboterdesign und -konfigurationen

Um den Konstruktionsmechanismus eines kartesischen Roboters zu verstehen, muss man zunächst das Konzept der Gelenktopologie verstehen. Ein bewegliches Ziel ist durch eine durchgehende Kette von Gliedern und Gelenken mit einer Basis serieller Manipulatoren verbunden. Das bewegliche Ziel ist über mehrere Ketten (Glieder) mit der Unterseite paralleler Manipulatoren verbunden. Die meisten kartesischen Koordinatenroboter verwenden eine Mischung aus seriellen und parallelen Verbindungen. Alle kartesischen Koordinatenroboter hingegen sind vollständig parallel geschaltet.

Als nächstes kommt der Freiheitsgrad ins Spiel. Kartesische Koordinatenroboter manipulieren Strukturen üblicherweise nur mit linearen Translationsfreiheitsgraden (T), da sie über linear arbeitende prismatische P-Gelenke gesteuert werden. Andererseits verfügen einige kartesische Koordinatenroboter auch über Rotationsfreiheitsgrade (R).

Die Anordnung der Achsen ist eines der ersten Dinge, die beim Bau eines kartesischen Roboters festgelegt werden müssen, nicht nur um die erforderlichen Bewegungen auszuführen, sondern auch um sicherzustellen, dass das Gerät über die erforderliche Steifigkeit verfügt, die sich auf die Tragfähigkeit, die Fahrpräzision und die Positioniergenauigkeit auswirken kann.

Einige Anwendungen, die kartesische Koordinatenbewegungen erfordern, lassen sich durch einen Portalroboter besser unterstützen als durch eine kartesische Methode, insbesondere wenn die Y-Achse einen langen Hub erfordert oder das kartesische Verfahren erhebliche Momente auf die Achsen ausübt. In diesen Situationen kann ein Portalgerät mit zwei X- oder Y-Achsen erforderlich sein, um unnötige Auslenkungen oder Vibrationen zu vermeiden.

Für jede Achse eines kartesischen Koordinatenroboters wird üblicherweise eine Linearebene verwendet, bestehend aus einem geometrisch parallelen Linearantrieb mit Linearlagern. Der Linearantrieb ist üblicherweise zwischen zwei Linearlagern montiert, die zur Aufnahme von Momentbelastungen voneinander entfernt angeordnet sind. Ein XY-Tisch besteht aus zwei senkrecht übereinander angeordneten Lineartischen.