3 pasos para diseñar su sistema de posicionamiento lineal

Los robots cartesianos operan en dos o tres ejes a lo largo del sistema de coordenadas cartesianas X, Y y Z. Si bien los robots SCARA y de 6 ejes son más reconocidos, los sistemas cartesianos se pueden encontrar en casi todas las aplicaciones industriales imaginables, desde la fabricación de semiconductores hasta la carpintería. equipo. Y no sorprende que los cartesianos estén tan ampliamente utilizados. Están disponibles en configuraciones aparentemente ilimitadas y se personalizan fácilmente para cumplir con los parámetros exactos de la aplicación.

Si bien los integradores y usuarios finales han diseñado y construido tradicionalmente los robots cartesianos internamente, la mayoría de los fabricantes de actuadores lineales ahora ofrecen robots cartesianos prediseñados que reducen significativamente el tiempo de ingeniería, ensamblaje y puesta en marcha en comparación con la construcción de un sistema desde cero. Al seleccionar un robot cartesiano prediseñado, aquí hay tres cosas que debe tener en cuenta para asegurarse de obtener el sistema que mejor se adapta a su aplicación.

【Orientación】

La orientación a menudo viene dictada por la aplicación, siendo un factor clave si las piezas deben manipularse o el proceso debe realizarse desde arriba o desde abajo. También es fundamental garantizar que el sistema no interfiera con otras piezas estacionarias o móviles y no represente un peligro para la seguridad. Afortunadamente, los robots cartesianos están disponibles en muchas configuraciones XY y XYZ diferentes para cumplir con las restricciones de espacio y aplicación. Dentro de las orientaciones estándar de ejes múltiples, también hay opciones para montar los actuadores en posición vertical o lateral. Esta elección de diseño generalmente se hace teniendo en cuenta la rigidez, ya que algunos actuadores (especialmente aquellos con rieles guía dobles) tienen una mayor rigidez cuando se montan en sus lados.

Para el eje más externo (Y en una configuración XY o Z en una configuración XYZ), el diseñador puede elegir si la base se fijará con el carro en movimiento o el carro se fijará con la base en movimiento. La razón principal para arreglar el carro y mover la base es la interferencia. Si el actuador sobresale en un área de trabajo y necesita apartarse mientras otros sistemas o procesos se mueven, entonces mover la base permite que una parte importante del actuador se retraiga y desocupe el espacio. Sin embargo, aumenta la masa movida y la inercia, por lo que esto debe tenerse en cuenta al dimensionar cajas de cambios y motores. Y la gestión de cables tiene que estar diseñada para que pueda moverse con el eje, ya que el motor se estará moviendo. Los sistemas prediseñados tienen en cuenta estas cuestiones y garantizan que todos los componentes estén diseñados y dimensionados adecuadamente para la orientación y el diseño exactos del sistema cartesiano.

【Carga, carrera y velocidad】

Estos tres parámetros de aplicación son la base sobre la cual se seleccionan la mayoría de los robots cartesianos. Una aplicación requiere que una determinada carga se mueva una distancia específica, dentro de un tiempo determinado. Pero también son interdependientes: a medida que aumenta la carga, la velocidad máxima eventualmente comenzará a disminuir. Y la carrera está limitada por la carga si el actuador más externo está en voladizo, o por la velocidad si el actuador es accionado por husillo de bolas. Esto hace que dimensionar un sistema cartesiano sea una tarea muy compleja.

Para simplificar las tareas de diseño y dimensionamiento, los fabricantes de robots cartesianos suelen proporcionar gráficos o tablas que proporcionan la carga y velocidad máximas para longitudes y orientaciones de carrera específicas. Sin embargo, algunos fabricantes indican capacidades máximas de carga, carrera y velocidad que son independientes entre sí. Es importante comprender si las especificaciones publicadas son mutuamente excluyentes o si las especificaciones de carga máxima, velocidad y carrera se pueden lograr juntas.

【Precisión y exactitud】

Los actuadores lineales son la base de la precisión y exactitud de un robot cartesiano. El tipo de actuador (si tiene una base de aluminio o acero y si el mecanismo de accionamiento es por correa, tornillo, motor lineal o neumático) es el principal determinante de la precisión y la repetibilidad. Pero la forma en que se montan y fijan los actuadores también influye en la precisión del desplazamiento del robot. Un robot cartesiano que está alineado con precisión y fijado con precisión durante el ensamblaje generalmente tendrá una mayor precisión de desplazamiento que un sistema que no está fijado y será más capaz de mantener esta precisión durante su vida útil.

En cualquier sistema multieje, las conexiones entre ejes no son perfectamente rígidas y numerosas variables afectan el comportamiento de cada eje. Esto hace que la precisión y repetibilidad del recorrido sean difíciles de calcular o modelar matemáticamente. La mejor opción para garantizar que un sistema cartesiano cumpla con la precisión y repetibilidad del recorrido requeridas es buscar sistemas que hayan sido probados por el fabricante, con cargas, carreras y velocidades similares. La mayoría de los fabricantes de robots cartesianos reconocen que esto es una preocupación clave para los usuarios y han probado sus sistemas para proporcionar datos del "mundo real" sobre el rendimiento en diversas aplicaciones.

Los robots cartesianos prediseñados proporcionan ahorros significativos en comparación con los robots diseñados y ensamblados internamente. El tiempo necesario para dimensionar, seleccionar, ordenar, ensamblar, poner en marcha y solucionar problemas de un sistema multieje puede ser de cientos de horas, y los sistemas prediseñados lo reducen a solo unas pocas horas de selección y tiempo de puesta en marcha. Y la gama de configuraciones, tipos de guías y tecnologías de accionamiento disponibles en las ofertas estándar de los fabricantes significa que los diseñadores e ingenieros no tienen que comprometer el rendimiento ni pagar por más capacidad de la que requiere la aplicación.