Järjestelmän kokoonpano, kaapelien hallinta, ohjaus.

Jos sovelluksesi vaatii karteesista robottia, vaihtoehtoja on laaja valikoima haluamasi integraatiotason mukaan. Vaikka valmiiksi suunniteltuja karteesisia robotteja käytetään yhä laajemmin valmistajien laajentaessa tuotevalikoimaansa vastaamaan laajempaa suorituskykykriteerien kirjoa, jotkin sovellukset edellyttävät silti oman karteesisen järjestelmän rakentamista – esimerkiksi erityisten ympäristöolosuhteiden täyttämiseksi tai erittäin erikoistuneiden suorituskykyvaatimusten täyttämiseksi.

Mutta "rakenna itse" ei välttämättä tarkoita "rakenna tyhjästä". Esimerkkinä tästä: karteesisen robotin keskeiset komponentit – lineaaritoimilaitteet – ovat saatavilla useissa eri kokoonpanoissa, joten toimilaitteita on harvoin tarpeen rakentaa tyhjästä. Ja monet lineaaritoimilaitteiden valmistajat tarjoavat liitäntäsarjoja ja kiinnitystelineitä, jotka tekevät oman karteesisen järjestelmän kokoamisesta luettelon mukaisista toimilaitteista suhteellisen yksinkertaisen tehtävän.

Perusrakenteen määrittäminen ja sopivien lineaaritoimilaitteiden valinta on kuitenkin vasta ensimmäinen askel. Jotta vältytään karteesiselta järjestelmältä, joka ei täytä sovelluksen vaatimuksia tai sovi odotettuun kokoon, on pidettävä mielessä seuraavat seikat – erityisesti suunnitteluvaiheessa.

Järjestelmän kokoonpano

Yksi ensimmäisistä määriteltävistä asioista karteesista robottia suunniteltaessa on akselien kokoonpano. Se ei ainoastaan ​​vaadittavien liikkeiden saavuttamiseksi, vaan myös järjestelmän riittävän jäykkyyden varmistamiseksi, mikä voi vaikuttaa kuormankantokykyyn, liiketarkkuuteen ja paikannustarkkuuteen. Itse asiassa jotkut sovellukset, jotka vaativat liikettä karteesisissa koordinaateissa, sopivat paremmin portaalirobotille kuin karteesiselle järjestelmälle, varsinkin jos Y-akseli vaatii pitkän iskun tai jos karteesinen järjestely aiheuttaisi suuren momenttikuorman toiselle akseleista. Näissä tapauksissa portaalijärjestelmän kaksois-X- tai kaksois-Y-akselit voivat olla tarpeen liiallisen taipuman tai tärinän estämiseksi.

Jos karteesinen järjestelmä on paras ratkaisu, seuraava suunnitteluvaihtoehto on tyypillisesti toimilaitteiden käyttöyksikkö – yleisimmät vaihtoehdot ovat hihna-, ruuvi- tai pneumaattinen käyttöjärjestelmä. Ja käyttöjärjestelmästä riippumatta lineaaritoimilaitteita tarjotaan tyypillisesti joko yhdellä tai kahdella lineaariohjaimella.

Valtaosa karteesisista roboteista käyttää kaksoisjohdinkokoonpanoa, koska se tarjoaa paremman tuen ulkoneville (momentti)kuormille – mutta akseleilla, joissa on kaksoislineaarijohteet, on leveämpi jalanjälki kuin akseleilla, joissa on yksi lineaarijohde. Toisaalta kaksoisjohdinjärjestelmät ovat usein lyhyempiä (pystysuunnassa), mikä voi estää häiriöitä koneen muihin osiin. Ydin on siinä, että valitsemasi akselit vaikuttavat paitsi karteesisen järjestelmän suorituskykyyn myös kokonaisjalanjälkeen.

Kaapelien hallinta

Toinen tärkeä karteesisen robottisuunnittelun osa-alue, joka usein unohdetaan suunnittelun alkuvaiheissa (tai yksinkertaisesti siirretään myöhempään vaiheeseen), on kaapeleiden hallinta. Jokainen akseli vaatii useita kaapeleita virransyöttöä, ilmaa (pneumaattisissa akseleissa), enkooderin takaisinkytkentää (servo-ohjatuissa karteesisissa roboteissa), antureita ja muita sähkökomponentteja varten. Ja kun järjestelmät ja komponentit integroidaan teolliseen esineiden internetiin (IIoT), niiden kytkentämenetelmät ja työkalut tulevat entistä tärkeämmiksi. Kaikki nämä kaapelit, johdot ja liittimet on reititettävä ja hallittava huolellisesti, jotta ne eivät väsy ennenaikaisesti liiallisen taipumisen vuoksi tai vaurioidu häiriöiden vuoksi järjestelmän muiden osien kanssa.

Kartesiaaniset (sekä SCARA- ja 6-akseliset) robotit tekevät tästä liitettävyydestä entistä haastavamman, koska akselit voivat liikkua sekä itsenäisesti että synkronoidusti toistensa kanssa. Yksi asia, joka voi auttaa vähentämään kaapelien hallinnan monimutkaisuutta, on käyttää komponentteja, jotka vähentävät tarvittavien kaapeleiden määrää – esimerkiksi moottoreita, jotka integroivat tehon ja takaisinkytkennän yhteen kaapeliin, tai integroituja moottori-käyttöyhdistelmiä.

Ohjauksen tyyppi ja verkkoprotokolla voivat myös vaikuttaa tarvittavien kaapeleiden tyyppiin ja määrään sekä kaapelienhallinnan monimutkaisuuteen. Äläkä unohda, että kaapelinhallintajärjestelmä – kaapelikuljettimet, -lokerot tai -kotelot – vaikuttavat koko järjestelmän mittoihin, joten on tärkeää tarkistaa kaapelinhallintajärjestelmän ja robotin ja koneen muiden osien väliset häiriöt.

Ohjauslaitteet

Kartesiaaniset robotit ovat ensisijainen ratkaisu pisteestä pisteeseen -liikkeisiin, mutta ne voivat tuottaa myös monimutkaisia ​​interpoloituja liikkeitä ja muotoiltuja liikkeitä. Vaadittavan liikkeen tyyppi auttaa määrittämään, mikä ohjausjärjestelmä, verkkoprotokolla, käyttöliittymä ja muut liikekomponentit sopivat parhaiten järjestelmään. Ja vaikka nämä komponentit on suurimmaksi osaksi sijoitettu erilleen karteesisen robotin akseleista, ne vaikuttavat siihen, mitä moottoreita, kaapeleita ja muita akselilla olevia sähkökomponentteja tarvitaan. Ja nämä akselilla olevat komponentit puolestaan ​​vaikuttavat kahteen ensimmäiseen suunnittelukriteeriin: kokoonpanoon ja kaapelien hallintaan.

Suunnitteluprosessi siis sulkeutuu, ja se korostaa karteesisen robotin suunnittelun tärkeyttä integroituna sähkömekaanisena yksikkönä sen sijaan, että se koostuisi sarjasta mekaanisia komponentteja, jotka on yksinkertaisesti kytketty sähkölaitteistoon ja -ohjelmistoon.