Configurazione del sistema, Gestione cavi, Controlli.

Se la tua applicazione richiede un robot cartesiano, hai un'ampia varietà di opzioni, a seconda del livello di integrazione che desideri intraprendere. E sebbene i robot cartesiani preingegnerizzati siano sempre più adottati man mano che i produttori ampliano le loro gamme di prodotti per soddisfare una gamma più ampia di criteri prestazionali, alcune applicazioni richiedono ancora la creazione di un proprio sistema cartesiano, ad esempio per soddisfare condizioni ambientali speciali o per soddisfare requisiti altamente insieme specializzato di requisiti prestazionali.

Ma “costruisci il tuo” non significa necessariamente “costruisci da zero”. Caso in questione: i componenti chiave di un robot cartesiano – gli attuatori lineari – sono disponibili in numerose configurazioni, quindi raramente è necessario costruire gli attuatori da zero. Inoltre, molti produttori di attuatori lineari offrono kit di collegamento e staffe di montaggio che rendono l'assemblaggio del proprio sistema cartesiano da attuatori con specifiche del catalogo un esercizio relativamente semplice.

Tuttavia, determinare la disposizione di base e scegliere gli attuatori lineari appropriati è solo il primo passo. Per evitare di ritrovarsi con un sistema cartesiano che non soddisfa i requisiti dell'applicazione o non si adatta all'ingombro previsto, tenere presenti le seguenti considerazioni, soprattutto durante la fase di progettazione.

Configurazione del sistema

Una delle prime cose da specificare quando si progetta un robot cartesiano è la configurazione degli assi, non solo per ottenere i movimenti necessari, ma anche per garantire che il sistema abbia una rigidità sufficiente, che può influenzare la capacità di carico, la precisione della corsa e il posizionamento. precisione. In effetti, alcune applicazioni che richiedono movimento nelle coordinate cartesiane sono meglio servite da un robot a portale che da un sistema cartesiano, soprattutto se l'asse Y richiede una corsa lunga o se la disposizione cartesiana imporrebbe un grande momento di carico su uno degli assi . In questi casi, potrebbero essere necessari gli assi dual-X o dual-Y di un sistema a portale per evitare deflessioni o vibrazioni eccessive.

Se un sistema cartesiano è la soluzione migliore, l'opzione di progettazione successiva è in genere l'unità di azionamento per gli attuatori, con le scelte più comuni che sono un sistema a cinghia, a vite o pneumatico. E indipendentemente dal sistema di azionamento, gli attuatori lineari vengono generalmente offerti con una guida lineare singola o con guide lineari doppie.

La stragrande maggioranza dei robot cartesiani utilizza la configurazione a doppia guida, poiché offre un supporto migliore per i carichi sospesi (momento), ma gli assi con guide lineari doppie avranno un ingombro più ampio rispetto agli assi con guide lineari singole. D’altro canto, i sistemi a doppia guida sono spesso più corti (in direzione verticale), il che può impedire interferenze con altre parti della macchina. Il punto è che il tipo di assi scelti non influisce solo sulle prestazioni del sistema cartesiano, ma influisce anche sull'impronta complessiva.

Gestione dei cavi

Un altro aspetto importante della progettazione dei robot cartesiani che spesso viene trascurato nelle fasi iniziali (o semplicemente rinviato alle fasi successive della progettazione) è la gestione dei cavi. Ciascun asse richiede più cavi per alimentazione, aria (per assi pneumatici), feedback encoder (per cartesiani servoazionati), sensori e altri componenti elettrici. E quando sistemi e componenti vengono integrati nell’Industrial Internet of Things (IIoT), i metodi e gli strumenti per collegarli diventano ancora più critici. Tutti questi cavi, fili e connettori devono essere instradati e gestiti con cura per garantire che non subiscano un affaticamento prematuro dovuto a flessioni eccessive o danni dovuti a interferenze con altre parti del sistema.

I robot cartesiani (così come SCARA e a 6 assi) rendono questa connettività ancora più impegnativa, poiché gli assi possono muoversi sia indipendentemente che in sincronia tra loro. Ma una cosa che può aiutare a mitigare la complessità della gestione dei cavi è utilizzare componenti che riducano il numero di cavi necessari, ad esempio motori che integrano alimentazione e feedback in un unico cavo o combinazioni integrate di motore-azionamento.

Il tipo di controllo e il protocollo di rete possono influenzare anche il tipo e la quantità di cavi necessari e la complessità della gestione dei cavi. E non dimenticare che il sistema di gestione dei cavi (portacavi, vassoi o alloggiamenti) influirà sulle dimensioni dell'intero sistema, quindi è importante verificare eventuali interferenze tra il sistema di gestione dei cavi e le altre parti del robot e della macchina .

Controlli

I robot cartesiani sono la soluzione ideale per i movimenti punto a punto, ma possono anche produrre movimenti interpolati complessi e movimenti contornati. Il tipo di movimento richiesto aiuterà a determinare quale sistema di controllo, protocollo di rete, HMI e altri componenti di movimento sono più adatti al sistema. E sebbene questi componenti siano, per la maggior parte, alloggiati separatamente dagli assi del robot cartesiano, influenzeranno quali motori, cavi e altri componenti elettrici sugli assi saranno necessari. E questi componenti in asse giocheranno, a loro volta, un ruolo nelle prime due considerazioni di progettazione: configurazione e gestione dei cavi.

Il processo di progettazione chiude quindi il cerchio, ribadendo l’importanza di progettare un robot cartesiano come un’unità elettromeccanica integrata, piuttosto che come una serie di componenti meccanici semplicemente collegati a hardware e software elettrici.