Cartesian koordinaattigeometria on erinomainen menetelmä kolmiulotteisen tilan kartoittamiseksi yksinkertaisessa, helposti ymmärrettävässä numeerisessa järjestelmässä. Kartesialaisessa järjestelmässä kolmiulotteiseen tilaan on kolme koordinaattiakselia, jotka ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden (ortogonaaliset akselit) ja kohtaavat alkuperässä.

Kolme akselia kutsutaan yleensä x-akseliksi, y-akseliksi ja z-akseliksi. Kaikkia kolmiulotteisen tilan pistettä edustaa kolme numeroa (x, y, z). X edustaa pisteen etäisyyttä alkuperästä X-akselia pitkin, y on etäisyys alkuperästä y-akselia pitkin ja Z on etäisyys alkuperästä Z-akselia pitkin.

Cartesian (Gantry) -robotit

Mekatronic -robotit, jotka käyttävät lineaarisia akseleita liikkeeseen Hallintarobotit näyttävät samanlaisilta kuin vatsanosturit ja toimivat samalla tavalla. Mutta porttirobotit eivät rajoitu nostamiseen ja liikkuviin toimintoihin. Heillä voi olla mukautettu toiminto vaatimuksen mukaisesti.

Cartesian roboteilla on ylärakenne, joka hallitsee liikettä vaakatasossa ja robottivarren, joka käyttää liikettä pystysuunnassa. Ne voidaan suunnitella liikkumaan XY -akseleilla tai XYZ -akseleilla. Robottivarsi asetetaan telineeseen ja sitä voidaan siirtää vaakasuoraan. Robottivarsilla on efektori- tai työstötyökalu, joka on kiinnitetty varren päähän riippuen toiminnasta, jossa sitä käytetään.

Vaikka Cartesian robotit ja porttirobotit käytetään keskenään, porttiroboteilla on yleensä kaksi X-akselia, kun taas Cartesian robotteja on vain yksi kahdesta/kolmesta akselista (kokoonpanon mukaan).

 

Kuinka ne toimivat?

Cartesian robotit liikkuvat vain lineaarisen liikkeen läpi, yleensä servomoottorivetojen kautta. Käytetyt lineaariset toimilaitteet voivat olla eri muodoissa tietyn sovelluksen mukaan. Käyttöjärjestelmä voi olla hihnavetoinen, kaapelia ohjattu, ruuvivetoinen, pneumaattisesti ohjattu, teline- ja pinion-ohjattu tai lineaarinen moottorivetoinen. Jotkut valmistajat tarjoavat täysin valmistetut kartesialaiset robotit, jotka voidaan toteuttaa ilman muutoksia. Muut valmistajat tarjoavat erilaisia ​​komponentteja moduuleina, jolloin käyttäjä voi toteuttaa näiden moduulien yhdistelmän niiden erityisen käyttötapauksen mukaisesti.

Itse robottivarret voidaan varustaa ”visiolla” tai olla "sokea" operaatioissa. Ne voidaan kiinnittää valon antureihin tai kameroihin objektien tunnistamiseksi ennen toiminnan suorittamista. Esimerkiksi Cartesian -robotteja voidaan käyttää laboratorioissa näytteiden valitsemiseen ja siirtämiseen. Tietokoneavustettua visiota voidaan käyttää koeputken, pipettien tai diojen tunnistamiseen, ja käsivarsi voi tarttua objektiin kamerasta välitettyjen sijaintitietojen mukaisesti.

Cartesian robottien etuna muihin robottijärjestelmiin, kuten kuuden akselin robotiin, on, että ne ovat erittäin helppo ohjelmoida. Yksi liikkeenohjain pystyy käsittelemään Cartesian robotin liikelogiikkaa. Roboteilla on vain lineaarinen liike, mikä mahdollistaa hallinnan helppouden. Kartesialaisten robotien liikkeenohjausta varten ei tarvita monimutkaista valikoimaa PLC: tä ja mikrosiruja. Sama ominaisuus auttaa helpottamaan robotin liikkumista.

 

Ominaisuudet ja edut

Cartesian robotteja on korkeampi hyötykuorman kantokyky verrattuna vastaaviin kuuden akselin roboteihin. Tämä yhdistettynä lineaaristen robottien alhaisempaan kustannukseen ja helppokäyttöön tehdään niistä sopivia monenlaisten teollisuussovelluksiin. Gantry -robotit, jotka ovat pääosin Cartesian robotteja, joilla on tukevia telineitä, voivat kantaa vielä korkeammat hyötykuormat. Lineaaristen robottien liikevaihtoa voidaan laajentaa lisäämällä yhteensopivat moduulit olemassa olevaan mekanismiin. Tämä Cartesian robotien modulaarisuus tekee niistä paljon monipuolisempia ja sillä on pidempi käyttöikä teollisessa ympäristössä.

Cartesian robotit osoittavat myös korkean tarkkuuden ja tarkkuuden verrattuna niiden pyöriviin vastineisiin. Tämä johtuu siitä, että heillä on vain lineaarinen liike eikä tarvetta sovittaa kiertoliikkeitä. Cartesian robotteja voi olla toleransseja mikrometrien (μM) alueella, kun taas kuuden akselin robotit ovat yleensä toleransseja millimetrien (mm) alueella.

 

Hakemukset Cartesian robotteihin

Monipuolisuus, alhaisemmat kustannukset ja helppokäyttöiset ohjelmointia tekevät Cartesian robotista elinkelpoisen monissa teollisuusasetusten sovelluksissa. Katsotaanpa joitain niistä.

• Valitse ja paikka:Robottivarsi on varustettu jonkin verran visiolaitteen variaatiota eri komponenttien tunnistamiseksi karuselli- tai kuljetinhihnasta. Käsi voi valita nämä esineet ja lajitella ne eri astioiksi. Poiminta ja soraaminen voidaan tehdä yhdellä robottivarrella.
• Prosessin ja prosessin siirto:Tuotantolinjassa on tapauksia, joissa prosessin tavarat on siirrettävä paikasta toiseen. Se voidaan tehdä käyttämällä kaksiosaisia ​​lineaarisia robotteja. Niitä voidaan käyttää näköjärjestelmien tai aikasynkronoinnin kanssa muusta prosessista riippuen.
• Kokoonpanojärjestelmä:Kun samat vaiheet on toistettava yhä uudelleen tuotteen osien kokoamiseksi, lineaarisia robotteja voidaan käyttää tehtävien automatisointiin.
• Liimojen ja tiivisteaineiden levitys:Moniin tuotantoprosesseihin sisältyy liimojen tai tiivisteaineiden levitys osien välillä. Sitä käytetään suuressa autovalmistuksessa pieneen elektroniseen laitteistotuotantoon. Liimat ja tiivisteet on levitettävä erittäin tarkkoina määrinä ja oikeaan sijaintiin. Lineaarisen robotin robottivarsi voidaan kytkeä erittäin tarkkaan nesteen annostelijaan ja liimat ja tiivisteet voidaan levittää suurella tarkkuudella.
• Lava ja poisto:Pakkaus käyttää kuormalavoja tavaroiden kuljettamiseen helposti. Cartesian robotteja voidaan käyttää automatisoimaan molemmat tuotteet kuormalavoihin ja ottamaan ne kuormalavoista.
• CNC -konetyökalut:Tietokoneiden numeerisia ohjauspohjaisia ​​koneita käytetään tuotteiden luomiseen tekniikan suunnitteluohjelmistojen mallien mukaan. CNC -koneet käyttävät laajasti lineaarisia robotteja, joissa on erilaisia ​​työkaluja, jotka on kiinnitetty robottivarsiin.
• Tarkkuuspaikan hitsaus:Tietyissä valmistusprosesseissa vaaditaan erikoistunut hitsaus. Lineaariset robotit, joissa on hitsausvarret, voivat saavuttaa tarkkoja hitsauksia tarkissa paikoissa työpinnalla. Mikrometrien (μM) korkea toleranssitaso on hyödyllinen tällaisissa sovelluksissa.

Lineaarisille roboteille on paljon enemmän teollisia sovelluksia. Näitä ovat annosteluvälineet, kokoonpano- ja testaajapohjakoneet, lisäysyksiköt, pinoamislaitteet, tiivistymisautomaatio, materiaalien käsittely, varastointi ja hakeminen, leikkaaminen, kirjoittaminen ja lajittelu.