3 étapes pour concevoir votre système de positionnement linéaire

Les robots cartésiens fonctionnent en deux ou trois axes le long du système de coordonnées cartésiennes de X, Y et Z. Alors que Scara et les robots à 6 axes sont plus reconnus, les systèmes cartésiens peuvent être trouvés dans presque toutes les applications industrielles imaginables, de la fabrication de semi-conducteurs à un équipement de menuiserie du bois. Et il n'est pas surprenant que les cartesiens soient si largement déployés. Ils sont disponibles dans des configurations apparemment illimitées et sont facilement personnalisées pour répondre aux paramètres d'application exacts.

Alors que les robots cartésiens ont été traditionnellement conçus et construits en interne par des intégrateurs et des utilisateurs finaux, la plupart des fabricants d'actionneur linéaires proposent désormais des robots cartésiens pré-ingénients qui réduisent considérablement l'ingénierie, l'assemblage et le temps de démarrage par rapport à la construction d'un système à partir de zéro. Lors de la sélection d'un robot cartésien pré-ingéré, voici trois choses à garder à l'esprit, pour vous assurer d'obtenir le système le mieux adapté à votre application.

【Orientation】

L'orientation est souvent dictée par l'application, avec un facteur clé étant si les pièces doivent être manipulées, ou le processus doit avoir lieu, d'en haut ou du dessous. Il est également essentiel de s'assurer que le système n'interfère pas avec d'autres pièces stationnaires ou mobiles et ne présente pas de risque de sécurité. Heureusement, les robots cartésiens sont disponibles dans de nombreuses configurations XY et XYZ différentes pour répondre aux restrictions d'application et d'espace. Dans les orientations multi-axes standard, il existe également des options pour monter les actionneurs debout ou sur leurs côtés. Ce choix de conception est généralement fait avec une rigidité à l'esprit, car certains actionneurs (en particulier ceux avec des rails à double guide) ont une rigidité plus élevée lorsqu'ils sont montés sur leurs côtés.

Pour l'axe le plus extérieur (Y dans une configuration XY, ou Z dans une configuration XYZ), le concepteur a le choix de savoir si la base sera fixée avec le chariot, ou le chariot fixé avec la base se déplaçant. La principale raison de réparer le chariot et de déplacer la base est l'interférence. Si l'actionneur fait dépasser dans une zone de travail et doit s'éloigner du chemin tandis que d'autres systèmes ou processus se déplacent, le déplacement de la base permet à une partie importante de l'actionneur d'être rétractée et de quitter l'espace. Il augmente cependant la masse et l'inertie déplacées, ce qui doit être prise en compte lors de la dimensionnement des boîtes de vitesses et des moteurs. Et la gestion des câbles doit être conçue pour qu'elle puisse se déplacer avec l'axe, car le moteur se déplace. Les systèmes pré-ingérés prennent en compte ces problèmes et s'assurent que tous les composants sont conçus et dimensionnés correctement pour l'orientation et la disposition exactes du système cartésien.

【Charge, course et vitesse】

Ces trois paramètres d'application sont la base sur laquelle la plupart des robots cartésiens sont sélectionnés. Une application nécessite une certaine charge pour être déplacée une distance spécifique, dans un délai donné. Mais ils sont également interdépendants - à mesure que la charge augmente, la vitesse maximale finira par commencer à diminuer. Et la course est limitée par la charge si l'actionneur le plus extérieur est en porte-à-faux, ou par vitesse si l'actionneur est entraîné par la vis à billes. Cela fait du dimensionnement d'un système cartésien une entreprise très complexe.

Pour simplifier les tâches de conception et de dimensionnement, les fabricants de robots cartésiens fournissent généralement des graphiques ou des tables qui donnent la charge et la vitesse maximales pour les longueurs et les orientations spécifiées. Cependant, certains fabricants indiquent une charge maximale, une course et des capacités de vitesse qui sont indépendantes les unes des autres. Il est important de comprendre si les spécifications publiées s'excluent mutuellement ou si les spécifications maximales de charge, de vitesse et de course peuvent être réalisées ensemble.

【Précision et précision】

Les actionneurs linéaires sont à la base de la précision et de la précision d'un robot cartésien. Le type d'actionneur - qu'il ait une base en aluminium ou en acier, et que le mécanisme d'entraînement soit la ceinture, la vis, le moteur linéaire ou le pneumatique - est le principal déterminant de la précision et de la répétabilité. Mais la façon dont les actionneurs sont montés et fixés ensemble ont également un effet sur la précision des voyages du robot. Un robot cartésien qui est aligné et épinglé pendant l'assemblage aura généralement une précision de voyage plus élevée qu'un système qui n'est pas épinglé, et sera mieux en mesure de maintenir cette précision au cours de sa durée de vie.

Dans tout système multi-axe, les connexions entre les axes ne sont pas parfaitement rigides et de nombreuses variables affectent le comportement de chaque axe. Cela rend la précision de voyage et la répétabilité difficile à calculer ou à modéliser mathématiquement. La meilleure option pour s'assurer qu'un système cartésien répond à la précision et à la répétabilité de voyage requises est de rechercher des systèmes qui ont été testés par le fabricant, avec des charges, des traits et des vitesses similaires. La plupart des fabricants de robots cartésiens le reconnaissent comme une préoccupation clé pour les utilisateurs et ont testé leurs systèmes afin de fournir des données «réelles» sur les performances dans diverses applications.

Les robots cartésiens pré-ingénients offrent des économies importantes sur les robots conçus et assemblés en interne. Le temps nécessaire pour dimensionner, sélectionner, commander, assembler, démarrer et dépanner un système multi-axe peut être de centaines d'heures, et les systèmes pré-ingénients réduisent cela à quelques heures de sélection et de start-up. Et la gamme de configurations, de types de guides et de technologies de lecteur disponibles dans les offres standard des fabricants signifie que les concepteurs et les ingénieurs n'ont pas à compromettre les performances ou à payer plus de capacité que l'application ne le nécessite.