सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन, केबल प्रबंधन, नियंत्रण।

यदि आपका अनुप्रयोग कार्टेशियन रोबोट की मांग करता है, तो आपके पास एकीकरण के स्तर के आधार पर कई विकल्प हैं, जिन्हें आप अपनाना चाहते हैं। और यद्यपि प्री-इंजीनियर्ड कार्टेशियन रोबोट अधिक व्यापक रूप से अपनाए जा रहे हैं क्योंकि निर्माता प्रदर्शन मानदंडों के व्यापक दायरे में फिट होने के लिए अपने उत्पाद रेंज का विस्तार कर रहे हैं, फिर भी कुछ अनुप्रयोगों के लिए अपना स्वयं का कार्टेशियन सिस्टम बनाना आवश्यक है - उदाहरण के लिए, विशेष पर्यावरणीय परिस्थितियों को पूरा करने के लिए या प्रदर्शन आवश्यकताओं के अत्यधिक विशिष्ट सेट को पूरा करने के लिए।

लेकिन "अपना खुद का निर्माण करें" का मतलब जरूरी नहीं है कि "शुरुआत से निर्माण करें।" उदाहरण के लिए: कार्टेशियन रोबोट के मुख्य घटक - रैखिक एक्ट्यूएटर - कई विन्यासों में उपलब्ध हैं, इसलिए एक्ट्यूएटर को खरोंच से बनाना शायद ही कभी आवश्यक हो। और कई रैखिक एक्ट्यूएटर निर्माता कनेक्टिंग किट और माउंटिंग ब्रैकेट प्रदान करते हैं जो कैटलॉग-स्पेक एक्ट्यूएटर से अपने स्वयं के कार्टेशियन सिस्टम को इकट्ठा करना अपेक्षाकृत सरल अभ्यास बनाते हैं।

हालाँकि, बुनियादी लेआउट निर्धारित करना और उपयुक्त रैखिक एक्ट्यूएटर चुनना केवल पहला कदम है। कार्टेशियन सिस्टम के साथ समाप्त होने से बचने के लिए जो एप्लिकेशन आवश्यकताओं के अनुसार प्रदर्शन नहीं करता है या अपेक्षित पदचिह्न में फिट नहीं होता है, निम्नलिखित विचारों को ध्यान में रखें - विशेष रूप से डिज़ाइन चरण के दौरान।

प्रणाली विन्यास

कार्टेशियन रोबोट को डिज़ाइन करते समय सबसे पहले जो चीज़ ध्यान में रखनी चाहिए, वह है अक्षों का विन्यास, न केवल आवश्यक गतियों को प्राप्त करने के लिए, बल्कि यह सुनिश्चित करने के लिए भी कि सिस्टम में पर्याप्त कठोरता है, जो भार वहन करने की क्षमता, यात्रा की सटीकता और स्थिति निर्धारण की सटीकता को प्रभावित कर सकती है। वास्तव में, कुछ अनुप्रयोग जिनमें कार्टेशियन निर्देशांक में गति की आवश्यकता होती है, उन्हें कार्टेशियन सिस्टम की तुलना में गैन्ट्री रोबोट द्वारा बेहतर तरीके से पूरा किया जाता है, खासकर यदि वाई अक्ष को लंबे स्ट्रोक की आवश्यकता होती है या यदि कार्टेशियन व्यवस्था अक्षों में से किसी एक पर एक बड़ा क्षण भार डालती है। इन मामलों में, अत्यधिक विक्षेपण या कंपन को रोकने के लिए गैन्ट्री सिस्टम के दोहरे-एक्स या दोहरे-वाई अक्ष आवश्यक हो सकते हैं।

यदि कार्टेशियन सिस्टम सबसे अच्छा समाधान है, तो अगला डिज़ाइन विकल्प आम तौर पर एक्ट्यूएटर्स के लिए ड्राइव यूनिट है - सबसे आम विकल्प बेल्ट, स्क्रू या वायवीय-संचालित सिस्टम हैं। और ड्राइव सिस्टम की परवाह किए बिना, रैखिक एक्ट्यूएटर्स को आम तौर पर या तो एकल रैखिक गाइड या दोहरे रैखिक गाइड के साथ पेश किया जाता है।

कार्टेशियन रोबोट के विशाल बहुमत दोहरे-गाइड कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करते हैं, क्योंकि यह ओवरहंग (क्षण) लोड के लिए बेहतर समर्थन प्रदान करता है - लेकिन दोहरे रैखिक गाइड वाले अक्षों में एकल रैखिक गाइड वाले अक्षों की तुलना में व्यापक पदचिह्न होगा। दूसरी ओर, दोहरे-गाइड सिस्टम अक्सर छोटे होते हैं (ऊर्ध्वाधर दिशा में), जो मशीन के अन्य भागों के साथ हस्तक्षेप को रोक सकते हैं। मुद्दा यह है कि, आपके द्वारा चुने गए अक्षों का प्रकार न केवल कार्टेशियन सिस्टम के प्रदर्शन को प्रभावित करता है, बल्कि यह समग्र पदचिह्न को भी प्रभावित करता है।

केबल प्रबंधन

कार्टेशियन रोबोट डिज़ाइन का एक और महत्वपूर्ण पहलू जिसे अक्सर शुरुआती चरणों में अनदेखा कर दिया जाता है (या डिज़ाइन के बाद के चरणों में टाल दिया जाता है) वह है केबल प्रबंधन। प्रत्येक अक्ष को बिजली, हवा (वायवीय अक्षों के लिए), एनकोडर फीडबैक (सर्वो-संचालित कार्टेशियन के लिए), सेंसर और अन्य विद्युत घटकों के लिए कई केबल की आवश्यकता होती है। और जब सिस्टम और घटकों को औद्योगिक इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स (IIoT) में एकीकृत किया जाता है, तो उन्हें जोड़ने के तरीके और उपकरण और भी महत्वपूर्ण हो जाते हैं। इन सभी केबलों, तारों और कनेक्टर्स को सावधानीपूर्वक रूट किया जाना चाहिए और यह सुनिश्चित करने के लिए प्रबंधित किया जाना चाहिए कि वे अत्यधिक लचीलेपन के कारण समय से पहले थकान का अनुभव न करें या सिस्टम के अन्य भागों के साथ हस्तक्षेप के कारण क्षतिग्रस्त न हों।

कार्टेशियन (साथ ही SCARA और 6-अक्ष) रोबोट इस कनेक्टिविटी को और भी चुनौतीपूर्ण बनाते हैं, क्योंकि अक्ष स्वतंत्र रूप से और एक दूसरे के साथ समन्वय में दोनों तरह से आगे बढ़ सकते हैं। लेकिन एक चीज जो केबल प्रबंधन की जटिलता को कम करने में मदद कर सकती है, वह है ऐसे घटकों का उपयोग करना जो आवश्यक केबलों की संख्या को कम करते हैं - उदाहरण के लिए, मोटर जो पावर और फीडबैक को एक ही केबल में एकीकृत करते हैं, या एकीकृत मोटर-ड्राइव संयोजन।

नियंत्रण का प्रकार और नेटवर्क प्रोटोकॉल भी आवश्यक केबलों के प्रकार और मात्रा तथा केबल प्रबंधन की जटिलता को प्रभावित कर सकता है। और यह न भूलें कि केबल प्रबंधन प्रणाली - केबल वाहक, ट्रे या आवास - समग्र प्रणाली के आयामों को प्रभावित करेंगे, इसलिए केबल प्रबंधन प्रणाली और रोबोट और मशीन के अन्य भागों के बीच हस्तक्षेप की जांच करना महत्वपूर्ण है।

नियंत्रण

कार्टेशियन रोबोट पॉइंट-टू-पॉइंट मूव के लिए सबसे अच्छा समाधान हैं, लेकिन वे जटिल इंटरपोलेटेड मूव और कंटूर्ड मोशन भी उत्पन्न कर सकते हैं। आवश्यक गति का प्रकार यह निर्धारित करने में मदद करेगा कि कौन सा नियंत्रण सिस्टम, नेटवर्किंग प्रोटोकॉल, HMI और अन्य गति घटक सिस्टम के लिए सबसे उपयुक्त हैं। और यद्यपि ये घटक, अधिकांश भाग के लिए, कार्टेशियन रोबोट की अक्षों से अलग रखे जाते हैं, वे प्रभावित करेंगे कि कौन सी मोटर, केबल और अन्य ऑन-एक्सिस विद्युत घटकों की आवश्यकता है। और ये ऑन-एक्सिस घटक, बदले में, पहले दो डिज़ाइन विचारों में एक भूमिका निभाएंगे: कॉन्फ़िगरेशन और केबल प्रबंधन।

इस प्रकार डिजाइन प्रक्रिया एक “पूर्ण चक्र” में आ जाती है, जो एक कार्टेशियन रोबोट को एक एकीकृत इलेक्ट्रोमैकेनिकल इकाई के रूप में डिजाइन करने के महत्व को दोहराती है, न कि यांत्रिक घटकों की एक श्रृंखला के रूप में, जो केवल विद्युत हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर से जुड़े होते हैं।