3 passaggi per progettare il sistema di posizionamento lineare

I robot cartesiani operano in due o tre assi lungo il sistema di coordinate cartesiane di X, Y e Z. Mentre i robot Scara e 6 assi sono più ampiamente riconosciuti, i sistemi cartesiani si trovano in quasi tutte le applicazioni industriali immaginabili, dalla produzione di semiconduttori alle attrezzature per il falegname. E non sorprende che i cartesiani siano così ampiamente schierati. Sono disponibili in configurazioni apparentemente illimitate e sono facilmente personalizzati per soddisfare i parametri esatti dell'applicazione.

Mentre i robot cartesiani sono stati tradizionalmente progettati e costruiti interni da integratori e utenti finali, la maggior parte dei produttori di attuatori lineari ora offrono robot cartesiani pre-ingegnerizzati che riducono significativamente l'ingegneria, l'assemblaggio e il tempo di avvio rispetto alla costruzione di un sistema da zero. Quando si seleziona un robot cartesiano pre-ingegnerizzato, ecco tre cose da tenere a mente, per assicurarti di ottenere il sistema più adatto per la tua applicazione.

【Orientamento】

L'orientamento è spesso dettato dall'applicazione, con un fattore chiave che è necessario gestire le parti, oppure il processo deve avvenire, dall'alto o in basso. È anche fondamentale garantire che il sistema non interferisca con altre parti fisse o mobili e non rappresenta un pericolo per la sicurezza. Fortunatamente, i robot cartesiani sono disponibili in diverse configurazioni XY e XYZ per soddisfare le restrizioni di applicazione e spazio. All'interno degli orientamenti multi-asse standard, ci sono anche opzioni per montare gli attuatori in posizione verticale o sui lati. Questa scelta di design è generalmente fatta pensando alla rigidità, poiché alcuni attuatori (in particolare quelli con binari a doppia guida) hanno una rigidità più elevata quando montati sui loro lati.

Per l'asse più esterno (Y in una configurazione XY o Z in una configurazione XYZ), il designer ha una scelta se la base verrà fissata con il trasporto in movimento o il carrello fisso con la base in movimento. Il motivo principale per riparare il carrello e spostare la base è l'interferenza. Se l'attuatore sporge in un'area di lavoro e deve spostarsi di mezzo mentre altri sistemi o processi si muovono, quindi spostare la base consente di ritirare una parte significativa dell'attuatore e liberare lo spazio. Tuttavia, aumenta la massa e l'inerzia spostati, quindi questo dovrebbe essere preso in considerazione quando size cambi e motori. E la gestione dei cavi deve essere progettata in modo da poter muoversi con l'asse, poiché il motore si muoverà. I sistemi pre-ingegnerizzati tengono conto di questi problemi e assicurano che tutti i componenti siano progettati e dimensionati correttamente per l'orientamento esatto e il layout del sistema cartesiano.

【Carica, corsa e velocità】

Questi tre parametri dell'applicazione sono la base su cui sono selezionati la maggior parte dei robot cartesiani. Un'applicazione richiede che un certo carico venga spostato una distanza specifica, entro un determinato momento. Ma sono anche interdipendenti, poiché il carico aumenta, la massima velocità inizierà a diminuire. E la corsa è limitata dal carico se l'attuatore più esterno è a sbalzo, o dalla velocità se l'attuatore è guidato dalla vite a sfera. Questo rende il dimensionamento di un sistema cartesiano un'impresa molto complessa.

Per semplificare le attività di progettazione e dimensionamento, i produttori di robot cartesiani forniscono in genere grafici o tabelle che forniscono il massimo carico e velocità per le lunghezze e gli orientamenti della corsa specificati. Tuttavia, alcuni produttori indicano capacità di carico, corsa e velocità che sono indipendenti l'una dall'altra. È importante capire se le specifiche pubblicate si escludono a vicenda o se è possibile ottenere le specifiche massime di carico, velocità e corsa.

【Precisione e precisione】

Gli attuatori lineari sono la base della precisione e della precisione di un robot cartesiano. Il tipo di attuatore - che abbia una base in alluminio o in acciaio e se il meccanismo di trasmissione è cintura, vite, motore lineare o pneumatico - è il principale determinante di accuratezza e ripetibilità. Ma il modo in cui gli attuatori sono montati e fissati insieme ha anche un effetto sulla precisione di viaggio del robot. Un robot cartesiano che è allineato alla precisione e appuntato durante l'assemblaggio avrà generalmente una precisione di viaggio più elevata rispetto a un sistema che non è appuntato e sarà in grado di mantenere meglio questa precisione nel corso della sua vita.

In qualsiasi sistema multi-asse, le connessioni tra gli assi non sono perfettamente rigide e numerose variabili influenzano il comportamento di ciascun asse. Ciò rende difficile calcolare o modellare matematicamente l'accuratezza del viaggio e la ripetibilità. L'opzione migliore per garantire che un sistema cartesiano soddisfi la precisione di viaggio e la ripetibilità richieste è cercare sistemi che sono stati testati dal produttore, con carichi, colpi e velocità simili. La maggior parte dei produttori di robot cartesiani lo riconoscono come una preoccupazione chiave per gli utenti e hanno testato i loro sistemi al fine di fornire dati "reali" sulle prestazioni in varie applicazioni.

I robot cartesiani pre-ingegnerizzati forniscono risparmi significativi rispetto ai robot progettati e assemblati internamente. Il tempo richiesto per dimensioni, selezione, ordine, assemblaggio, avvio e risoluzione dei problemi di un sistema multi-asse può essere di centinaia di ore e i sistemi pre-ingegnerizzati lo riducono a poche ore di selezione e tempo di avvio. E la gamma di configurazioni, tipi di guida e tecnologie di guida disponibili nelle offerte standard dei produttori significa che i progettisti e gli ingegneri non devono scendere a compromessi sulle prestazioni o pagare più capacità di quanto richiede dall'applicazione.