3 étapes pour concevoir votre système de positionnement linéaire

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

Alors que les robots cartésiens sont traditionnellement conçus et construits en interne par les intégrateurs et les utilisateurs finaux, la plupart des fabricants d'actionneurs linéaires proposent désormais des robots cartésiens préconçus qui réduisent considérablement le temps d'ingénierie, d'assemblage et de démarrage par rapport à la construction d'un système à partir de zéro. Lors de la sélection d'un robot cartésien préconçu, voici trois éléments 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, un facteur clé étant de savoir si les pièces doivent être manipulées ou si le processus doit avoir lieu, par le haut ou par le bas. Il est également essentiel de s'assurer que le système n'interfère pas avec d'autres pièces fixes ou mobiles et ne présente pas de risque pour la 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 à la verticale ou sur les côtés. Ce choix de conception est généralement fait en tenant compte de la rigidité, car certains actionneurs (en particulier ceux dotés de rails de guidage doubles) 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 entre la base qui sera fixée avec le chariot en mouvement ou le chariot fixé avec la base en mouvement. La principale raison pour réparer le chariot et déplacer la base est l’interférence. Si l'actionneur fait saillie dans une zone de travail et doit s'écarter pendant que d'autres systèmes ou processus le traversent, le déplacement de la base permet de rétracter une partie importante de l'actionneur et de libérer l'espace. Cependant, cela augmente la masse déplacée et l'inertie, ce qui doit donc être pris en compte lors du dimensionnement des boîtes de vitesses et des moteurs. Et la gestion des câbles doit être conçue de manière à ce qu'elle puisse bouger avec l'axe, puisque le moteur sera en mouvement. Les systèmes préconçus prennent en compte ces problèmes et garantissent 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 constituent la base sur laquelle la plupart des robots cartésiens sont sélectionnés. Une application nécessite qu’une certaine charge soit déplacée sur une distance spécifique, dans un temps donné. Mais ils sont également interdépendants : à mesure que la charge augmente, la vitesse maximale finira par diminuer. Et la course est limitée par la charge si l'actionneur le plus à l'extérieur est en porte-à-faux, ou par la vitesse si l'actionneur est entraîné par 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 tableaux indiquant la charge et la vitesse maximales pour des longueurs de course et des orientations spécifiées. Cependant, certains fabricants indiquent des capacités maximales de charge, de course et 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 atteintes ensemble.

【Précision et exactitude】

Les actionneurs linéaires sont à la base de la précision et de l'exactitude 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 à courroie, à vis, à moteur linéaire ou pneumatique) est le principal déterminant de la précision et de la répétabilité. Mais la manière dont les actionneurs sont montés et fixés ensemble a également un effet sur la précision de déplacement du robot. Un robot cartésien aligné avec précision et épinglé lors de l'assemblage aura généralement une précision de déplacement plus élevée qu'un système non épinglé, et sera mieux à même de maintenir cette précision tout au long de sa durée de vie.

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

Les robots cartésiens préconçus permettent des économies significatives par rapport aux robots conçus et assemblés en interne. Le temps nécessaire pour dimensionner, sélectionner, commander, assembler, démarrer et dépanner un système multi-axes peut atteindre des centaines d'heures, et les systèmes préconçus réduisent ce temps à quelques heures seulement de temps de sélection et de démarrage. Et la gamme de configurations, de types de guides et de technologies d'entraînement disponibles dans les offres standard des fabricants signifie que les concepteurs et les ingénieurs n'ont pas à faire de compromis sur les performances ni à payer pour des capacités supérieures à celles requises par l'application.