Configurazione del sistema, gestione dei cavi, controlli.

Se la tua domanda richiede un robot cartesiano, hai una vasta gamma di opzioni, a seconda del livello di integrazione che si desidera intraprendere. E sebbene i robot cartesiani pre-ingegnerizzati stiano diventando più ampiamente adottati mentre i produttori espandono le loro gamme di prodotti per adattarsi a un ambito più ampio di criteri di prestazione, alcune applicazioni richiedono ancora la costruzione del proprio sistema cartesiano, ad esempio per soddisfare le condizioni ambientali speciali o per soddisfare un set altamente specializzato di requisiti di prestazione.

Ma "costruisci il tuo" non significa necessariamente "costruire 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. E molti produttori di attuatori lineari offrono kit di collegamento e parentesi di montaggio che rendono l'assemblaggio del proprio sistema cartesiano da attuatori a specifica del catalogo un esercizio relativamente semplice.

Tuttavia, determinare il layout di base e scegliere gli attuatori lineari appropriati è solo il primo passo. Per evitare di finire con un sistema cartesiano che non si comporta per i requisiti dell'applicazione o non si adatta all'impronta prevista, tieni a mente le seguenti considerazioni, specialmente durante la fase di progettazione.

Configurazione del sistema

Una delle prime cose da specificare durante la progettazione di 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 influire sulla capacità di trasporto del carico, l'accuratezza del viaggio e l'accuratezza del posizionamento. In effetti, alcune applicazioni che richiedono movimento nelle coordinate cartesiane sono meglio servite da un robot a cavalletto che da un sistema cartesiano, specialmente se l'asse Y richiede un lungo colpo o se la disposizione cartesiana avrebbe messo un grande carico di momento su uno degli assi. In questi casi, possono essere necessari assi dual-x o dual-y di un sistema di cavalletto per prevenire una deflessione o vibrazione eccessive.

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

La stragrande maggioranza dei robot cartesiani utilizza la configurazione a doppia guida, poiché offre un miglior supporto per carichi di giuria (momento)-ma gli assi con doppie guide lineari avranno un'impronta più ampia rispetto agli assi con singole guide lineari. D'altra parte, i sistemi a doppia guida sono spesso più corti (in direzione verticale), il che può impedire l'interferenza con altre parti della macchina. Il punto è che il tipo di assi scelti influisce non solo sulle prestazioni del sistema cartesiano, ma influisce anche sull'impronta generale.

Gestione dei cavi

Un altro aspetto importante del design dei robot cartesiani che è spesso trascurato nelle prime fasi (o semplicemente differito alle fasi successive del design) è la gestione dei cavi. Ogni asse richiede più cavi per potenza, aria (per assi pneumatici), feedback dell'encoder (per cartesiani seri), sensori e altri componenti elettrici. E quando sistemi e componenti sono integrati nell'Internet of Things industriale (IIoT), i metodi e gli strumenti per collegarli diventano ancora più critici. Tutti questi cavi, fili e connettori devono essere accuratamente indirizzati e gestiti per garantire che non provano affaticamento prematuro a causa dell'eccessiva flessione o danni dovuti a interferenze con altre parti del sistema.

I robot cartesiani (così come Scara e 6 assi) rendono questa connettività ancora più impegnativa, poiché gli assi possono muoversi sia in modo indipendente che in sincronizzazione tra loro. Ma una cosa che può aiutare a mitigare la complessità della gestione dei cavi è utilizzare componenti che riducono il numero di cavi richiesti, ad esempio motori che integrano l'alimentazione e il feedback in un singolo cavo o combinazioni integrate di guida motorie.

Il tipo di controllo e il protocollo di rete possono anche influenzare il tipo e la quantità di cavi richiesti e la complessità della gestione dei cavi. E non dimenticare che il sistema di gestione dei cavi - portatori di cavi, vassoi o alloggi - influenzerà le dimensioni del sistema complessivo, quindi è importante verificare l'interferenza tra il sistema di gestione dei cavi e le altre parti del robot e della macchina.

Controlli

I robot cartesiani sono la soluzione di riferimento per le mosse point-to-point, ma possono anche produrre mosse complesse interpolate e movimento contornato. Il tipo di movimento richiesto aiuterà a determinare quale sistema di controllo, protocollo di networking, HMI e altri componenti di movimento sono più adatti per il sistema. E sebbene questi componenti siano, per la maggior parte, alloggiati separatamente dagli assi del robot cartesiano, influenzeranno ciò che sono richiesti motori, cavi e altri componenti elettrici sull'asse. E questi componenti sull'asse, a loro volta, svolgeranno un ruolo nelle prime due considerazioni di progettazione: configurazione e gestione dei cavi.

Quindi il processo di progettazione arriva "a pieno cerchio", ribadendo l'importanza di progettare un robot cartesiano come unità elettromeccanica integrata, piuttosto che una serie di componenti meccanici che sono semplicemente collegati a hardware e software elettrici.