Configuración del sistema, Gestión de cables, Controles.

Si su aplicación requiere un robot cartesiano, tiene una amplia variedad de opciones, según el nivel de integración que desee realizar. Y aunque los robots cartesianos prediseñados se están adoptando cada vez más a medida que los fabricantes amplían sus gamas de productos para adaptarse a una gama más amplia de criterios de rendimiento, algunas aplicaciones todavía requieren la construcción de su propio sistema cartesiano, por ejemplo, para cumplir con condiciones ambientales especiales o para cumplir con un alto nivel de exigencia. conjunto especializado de requisitos de desempeño.

Pero "construir el tuyo propio" no significa necesariamente "construir desde cero". Un ejemplo: los componentes clave de un robot cartesiano (los actuadores lineales) están disponibles en numerosas configuraciones, por lo que rara vez es necesario construir los actuadores desde cero. Y muchos fabricantes de actuadores lineales ofrecen kits de conexión y soportes de montaje que hacen que ensamblar su propio sistema cartesiano a partir de actuadores con especificaciones de catálogo sea un ejercicio relativamente sencillo.

Sin embargo, determinar el diseño básico y elegir los actuadores lineales adecuados es sólo el primer paso. Para evitar terminar con un sistema cartesiano que no cumple con los requisitos de la aplicación o que no se ajusta al espacio esperado, tenga en cuenta las siguientes consideraciones, especialmente durante la etapa de diseño.

Configuración del sistema

Una de las primeras cosas a especificar al diseñar un robot cartesiano es la configuración de los ejes, no sólo para lograr los movimientos necesarios, sino también para asegurar que el sistema tenga la rigidez suficiente, lo que puede afectar la capacidad de carga, la precisión del recorrido y el posicionamiento. exactitud. De hecho, algunas aplicaciones que requieren movimiento en coordenadas cartesianas son mejor atendidas por un robot de pórtico que por un sistema cartesiano, especialmente si el eje Y requiere una carrera larga o si la disposición cartesiana supondría un gran momento de carga en uno de los ejes. . En estos casos, los ejes doble X o doble Y de un sistema de pórtico pueden ser necesarios para evitar una deflexión o vibración excesiva.

Si un sistema cartesiano es la mejor solución, la siguiente opción de diseño suele ser la unidad de accionamiento para los actuadores; las opciones más comunes son un sistema accionado por correa, tornillo o neumático. E independientemente del sistema de accionamiento, los actuadores lineales normalmente se ofrecen con una guía lineal única o con guías lineales dobles.

La gran mayoría de los robots cartesianos utilizan la configuración de guía dual, ya que ofrece un mejor soporte para cargas sobresalientes (de momento), pero los ejes con guías lineales duales tendrán una huella más amplia que los ejes con guías lineales simples. Por otro lado, los sistemas de doble guía suelen ser más cortos (en dirección vertical), lo que puede evitar interferencias con otras partes de la máquina. El punto es que el tipo de ejes que elija afecta no sólo el rendimiento del sistema cartesiano, sino que también afecta la huella general.

Gestión de cables

Otro aspecto importante del diseño de robots cartesianos que a menudo se pasa por alto en las primeras fases (o simplemente se pospone a fases posteriores del diseño) es la gestión de cables. Cada eje requiere múltiples cables para alimentación, aire (para ejes neumáticos), retroalimentación del codificador (para cartesianos servoaccionados), sensores y otros componentes eléctricos. Y cuando los sistemas y componentes se integran en el Internet industrial de las cosas (IIoT), los métodos y herramientas para conectarlos se vuelven aún más críticos. Todos estos cables, alambres y conectores deben enrutarse y administrarse cuidadosamente para garantizar que no experimenten fatiga prematura debido a una flexión excesiva o daños debido a interferencias con otras partes del sistema.

Los robots cartesianos (así como SCARA y de 6 ejes) hacen que esta conectividad sea aún más desafiante, ya que los ejes pueden moverse tanto de forma independiente como sincronizados entre sí. Pero una cosa que puede ayudar a mitigar la complejidad de la gestión de cables es utilizar componentes que reduzcan la cantidad de cables necesarios; por ejemplo, motores que integran potencia y retroalimentación en un solo cable, o combinaciones integradas de motor y accionamiento.

El tipo de control y el protocolo de red también pueden influir en el tipo y la cantidad de cables necesarios y en la complejidad de la gestión de cables. Y no olvide que el sistema de gestión de cables (porta cables, bandejas o carcasas) afectará las dimensiones del sistema general, por lo que es importante comprobar si hay interferencias entre el sistema de gestión de cables y las otras partes del robot y la máquina. .

Controles

Los robots cartesianos son la solución ideal para movimientos punto a punto, pero también pueden producir movimientos interpolados complejos y movimientos contorneados. El tipo de movimiento requerido ayudará a determinar qué sistema de control, protocolo de red, HMI y otros componentes de movimiento son los más adecuados para el sistema. Y aunque estos componentes, en su mayor parte, están alojados por separado de los ejes del robot cartesiano, influirán en los motores, cables y otros componentes eléctricos en el eje que se requieran. Y estos componentes en el eje, a su vez, desempeñarán un papel en las dos primeras consideraciones de diseño: configuración y gestión de cables.

Así, el proceso de diseño cierra el círculo, reiterando la importancia de diseñar un robot cartesiano como una unidad electromecánica integrada, en lugar de una serie de componentes mecánicos que simplemente están conectados a hardware y software eléctricos.