कार्टेशियन समन्वय ज्यामिति एक सरल, आसानी से समझ में आने वाली संख्यात्मक प्रणाली में त्रि-आयामी स्थान के मानचित्रण के लिए एक उत्कृष्ट विधि है। त्रि-आयामी अंतरिक्ष के लिए कार्टेशियन प्रणाली में, तीन समन्वय अक्ष होते हैं जो एक दूसरे के लंबवत होते हैं (ऑर्थोगोनल अक्ष) और मूल पर मिलते हैं।

तीन अक्षों को आम तौर पर x-अक्ष, y-अक्ष और z-अक्ष के रूप में जाना जाता है। त्रि-आयामी अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु को तीन संख्याओं (x, y, z) द्वारा दर्शाया जाता है। X, x-अक्ष के अनुदिश मूल बिंदु से बिंदु की दूरी दर्शाता है, y, y-अक्ष के अनुदिश मूल बिंदु से दूरी है, और z, z-अक्ष के अनुदिश मूल बिंदु से दूरी है।

कार्टेशियन (गैन्ट्री) रोबोट

मेक्ट्रोनिक रोबोट जो गति के लिए रैखिक अक्षों का उपयोग करते हैं, कार्टेशियन रोबोट, रैखिक रोबोट या गैन्ट्री रोबोट कहलाते हैं। गैन्ट्री रोबोट गैन्ट्री क्रेन के समान दिखते हैं और उसी तरह काम करते हैं। लेकिन गैन्ट्री रोबोट उठाने और हिलाने के कार्यों तक ही सीमित नहीं हैं। आवश्यकता के अनुसार उनमें कस्टम कार्यक्षमता हो सकती है।

कार्टेशियन रोबोट में एक ऊपरी संरचना होती है जो क्षैतिज तल में गति को नियंत्रित करती है और एक रोबोटिक भुजा होती है जो गति को लंबवत रूप से संचालित करती है। उन्हें xy अक्षों या xyz अक्षों में स्थानांतरित करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। रोबोटिक भुजा को मचान पर रखा गया है और इसे क्षैतिज तल में ले जाया जा सकता है। रोबोटिक भुजा में एक इफ़ेक्टर या मशीन टूल होता है जो भुजा के अंत से जुड़ा होता है, जो उस कार्य पर निर्भर करता है जहां इसका उपयोग किया जाता है।

हालाँकि कार्टेशियन रोबोट और गैन्ट्री रोबोट का उपयोग एक दूसरे के स्थान पर किया जाता है, गैन्ट्री रोबोट में आम तौर पर दो एक्स-एक्स होते हैं जबकि कार्टेशियन रोबोट में दो/तीन अक्षों में से प्रत्येक में केवल एक ही होगा (कॉन्फ़िगरेशन के अनुसार)।

 

वे कैसे कार्य करते हैं?

कार्टेशियन रोबोट केवल रैखिक गति से चलते हैं, आमतौर पर सर्वोमोटर ड्राइव के माध्यम से। उपयोग किए जाने वाले लीनियर एक्चुएटर्स विशिष्ट अनुप्रयोग के अनुसार विभिन्न रूपों में हो सकते हैं। ड्राइव सिस्टम बेल्ट-चालित, केबल-चालित, स्क्रू-चालित, वायवीय-चालित, रैक-एंड-पिनियन-चालित, या रैखिक-मोटर-चालित हो सकता है। कुछ निर्माता पूरी तरह से पूर्व-निर्मित कार्टेशियन रोबोट प्रदान करते हैं जिन्हें बिना किसी संशोधन के लागू किया जा सकता है। अन्य निर्माता मॉड्यूल के रूप में विभिन्न घटकों की पेशकश करते हैं, जिससे उपयोगकर्ता अपने विशिष्ट उपयोग के मामले के अनुसार इन मॉड्यूल के संयोजन को लागू कर सकते हैं।

रोबोटिक हथियार स्वयं "दृष्टि" से सुसज्जित हो सकते हैं या संचालन में "अंधा" हो सकते हैं। किसी कार्रवाई को अंजाम देने से पहले वस्तुओं की पहचान करने के लिए उन्हें प्रकाश सेंसर या कैमरों से जोड़ा जा सकता है। उदाहरण के लिए, कार्टेशियन रोबोट का उपयोग प्रयोगशालाओं में नमूने लेने और स्थानांतरित करने के लिए किया जा सकता है। कंप्यूटर-सहायता प्राप्त दृष्टि का उपयोग टेस्ट ट्यूब, पिपेट या स्लाइड को पहचानने के लिए किया जा सकता है और हाथ कैमरे से प्राप्त स्थिति डेटा के अनुसार वस्तु को पकड़ सकता है।

छह-अक्ष रोबोट जैसे अन्य रोबोटिक प्रणालियों की तुलना में कार्टेशियन रोबोट का लाभ यह है कि उन्हें प्रोग्राम करना बहुत आसान है। एक एकल गति नियंत्रक कार्टेशियन रोबोट के लिए गति तर्क को संभाल सकता है। रोबोट में केवल रैखिक गति होती है, जिससे नियंत्रण में आसानी होती है। कार्टेशियन रोबोट के गति नियंत्रण के लिए पीएलसी और माइक्रोचिप्स की जटिल श्रृंखला की कोई आवश्यकता नहीं है। वही विशेषता रोबोट की गति की प्रोग्रामिंग को आसान बनाने में मदद करती है।

 

विशेषताएँ और लाभ

कार्टेशियन रोबोट में उनके समकक्ष छह-अक्ष रोबोट की तुलना में अधिक पेलोड ले जाने की क्षमता होती है। यह, रैखिक रोबोटों के लिए कम लागत और प्रोग्रामिंग में आसानी के साथ मिलकर, उन्हें विभिन्न प्रकार के औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। गैन्ट्री रोबोट, जो अनिवार्य रूप से समर्थन मचान के साथ कार्टेशियन रोबोट हैं, और भी अधिक पेलोड ले जा सकते हैं। मौजूदा तंत्र में संगत मॉड्यूल जोड़कर रैखिक रोबोटों के लिए आंदोलन की सीमा को बढ़ाया जा सकता है। कार्टेशियन रोबोटों में यह मॉड्यूलरिटी उन्हें अधिक बहुमुखी बनाती है और औद्योगिक सेटिंग में उनका जीवन लंबा होता है।

कार्टेशियन रोबोट अपने रोटरी समकक्षों की तुलना में उच्च स्तर की सटीकता और परिशुद्धता का प्रदर्शन करते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि उनमें केवल रैखिक गति होती है और रोटरी गति को समायोजित करने की कोई आवश्यकता नहीं होती है। कार्टेशियन रोबोट में माइक्रोमीटर (μm) की सीमा में सहनशीलता हो सकती है, जबकि छह-अक्ष रोबोट में आम तौर पर मिलीमीटर (मिमी) की सीमा में सहनशीलता होती है।

 

कार्टेशियन रोबोट के लिए आवेदन

बहुमुखी प्रतिभा, कम लागत और प्रोग्रामिंग में आसानी कार्टेशियन रोबोट को औद्योगिक सेटिंग्स में कई अनुप्रयोगों के लिए व्यवहार्य बनाती है। आइए उनमें से कुछ पर एक नजर डालें।

• चुनें और रखें:हिंडोला या कन्वेयर बेल्ट से विभिन्न घटकों की पहचान करने के लिए रोबोटिक बांह में कुछ प्रकार के दृष्टि उपकरण लगे होते हैं। हाथ इन वस्तुओं को उठा सकता है और उन्हें अलग-अलग डिब्बे में क्रमबद्ध कर सकता है। चुनने और छांटने का काम एक ही रोबोटिक भुजा से किया जा सकता है।
• प्रक्रिया-दर-प्रक्रिया स्थानांतरण:किसी उत्पादन लाइन में ऐसे उदाहरण होंगे जहां प्रक्रिया में माल को एक स्थान से दूसरे स्थान पर स्थानांतरित करने की आवश्यकता होगी। इसे डुअल-ड्राइव लीनियर रोबोट का उपयोग करके किया जा सकता है। बाकी प्रक्रिया के आधार पर उनका उपयोग दृष्टि प्रणालियों या समय-सिंक्रनाइज़ेशन के साथ किया जा सकता है।
• संयोजन प्रणाली:जब किसी उत्पाद के हिस्सों को इकट्ठा करने के लिए समान चरणों को बार-बार दोहराना पड़ता है, तो कार्यों को स्वचालित करने के लिए रैखिक रोबोट का उपयोग किया जा सकता है।
• चिपकने वाले और सीलेंट का अनुप्रयोग:कई उत्पादन प्रक्रियाओं में भागों के बीच चिपकने वाले या सीलेंट का अनुप्रयोग शामिल होता है। इसका उपयोग बड़े ऑटोमोबाइल विनिर्माण से लेकर छोटे इलेक्ट्रॉनिक गैजेट उत्पादन तक में किया जाता है। चिपकने वाले और सीलेंट को बहुत सटीक मात्रा और सही स्थान पर लगाया जाना चाहिए। रैखिक रोबोट की रोबोटिक भुजा को उच्च परिशुद्धता वाले द्रव डिस्पेंसर से जोड़ा जा सकता है और चिपकने वाले और सीलेंट को उच्च सटीकता के साथ लगाया जा सकता है।
• पैलेटाइज़िंग और डीपैलेटाइज़िंग:पैकिंग में माल को आसानी से ले जाने के लिए पैलेट का उपयोग किया जाता है। कार्टेशियन रोबोट का उपयोग उत्पादों को पैलेट पर रखने और उन्हें पैलेट से लेने दोनों को स्वचालित करने के लिए किया जा सकता है।
• सीएनसी मशीन टूलींग:इंजीनियरिंग डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर में बनाए गए डिज़ाइन के अनुसार उत्पाद बनाने के लिए कंप्यूटर संख्यात्मक नियंत्रण-आधारित मशीनों का उपयोग किया जाता है। सीएनसी मशीनें व्यापक रूप से रोबोटिक हथियारों से जुड़े विभिन्न उपकरणों के साथ रैखिक रोबोट का उपयोग करती हैं।
• परिशुद्धता स्थान वेल्डिंग:कुछ विनिर्माण प्रक्रियाओं में विशिष्ट वेल्डिंग की आवश्यकता होती है। वेल्डिंग हथियारों वाले रैखिक रोबोट काम की सतह पर सटीक स्थानों पर सटीक वेल्ड प्राप्त कर सकते हैं। माइक्रोमीटर (μm) रेंज में सहनशीलता का उच्च स्तर ऐसे अनुप्रयोगों में सहायक होता है।

रैखिक रोबोटों के लिए और भी कई औद्योगिक अनुप्रयोग हैं। इनमें डिस्पेंसिंग एजेंट, असेंबलर और टेस्टर बेस मशीनें, इंसर्शन यूनिट, स्टैकिंग डिवाइस, सीलिंग ऑटोमेशन, सामग्री हैंडलिंग, भंडारण और पुनर्प्राप्ति, कटिंग, स्क्रिबिंग और सॉर्टिंग शामिल हैं।