3 passaggi per progettare il tuo sistema di posizionamento lineare

I robot cartesiani operano su due o tre assi lungo il sistema di coordinate cartesiane X, Y e Z. Sebbene i robot SCARA e a 6 assi siano più ampiamente riconosciuti, i sistemi cartesiani possono essere trovati in quasi tutte le applicazioni industriali immaginabili, dalla produzione di semiconduttori alla lavorazione del legno. attrezzatura. E non sorprende che i cartesiani siano così ampiamente schierati. Sono disponibili in configurazioni apparentemente illimitate e sono facilmente personalizzabili per soddisfare gli esatti parametri dell'applicazione.

Mentre i robot cartesiani sono stati tradizionalmente progettati e costruiti internamente da integratori e utenti finali, la maggior parte dei produttori di attuatori lineari offre ora robot cartesiani preingegnerizzati che riducono significativamente i tempi di progettazione, assemblaggio e avvio rispetto alla costruzione di un sistema da zero. Quando si seleziona un robot cartesiano preingegnerizzato, ecco tre cose da tenere a mente per assicurarsi di ottenere il sistema più adatto alla propria applicazione.

【Orientamento】

L'orientamento è spesso dettato dall'applicazione, e un fattore chiave è se le parti devono essere movimentate o il processo deve avvenire dall'alto o dal basso. È inoltre fondamentale garantire che il sistema non interferisca con altre parti fisse o mobili e non rappresenti un pericolo per la sicurezza. Fortunatamente, i robot cartesiani sono disponibili in molte diverse configurazioni XY e XYZ per soddisfare le limitazioni di spazio e applicazione. Nell'ambito degli orientamenti multiasse standard, sono disponibili anche opzioni per montare gli attuatori in posizione verticale o laterale. Questa scelta progettuale viene solitamente effettuata tenendo presente la rigidità, poiché alcuni attuatori (specialmente quelli con binari di guida doppi) hanno una rigidità maggiore se montati sui lati.

Per l'asse più esterno (Y in una configurazione XY, o Z in una configurazione XYZ), il progettista può scegliere se la base sarà fissa con il carrello in movimento, o il carrello fisso con la base in movimento. Il motivo principale per fissare il carrello e spostare la base è l'interferenza. Se l'attuatore sporge in un'area di lavoro e deve essere spostato mentre altri sistemi o processi si spostano, lo spostamento della base consente di ritrarre una parte significativa dell'attuatore e liberare lo spazio. Tuttavia, aumenta la massa spostata e l'inerzia, quindi è necessario tenerne conto quando si dimensionano riduttori e motori. E la gestione dei cavi deve essere progettata in modo che possa muoversi con l'asse, poiché il motore si muoverà. I sistemi preingegnerizzati tengono conto di questi problemi e garantiscono che tutti i componenti siano progettati e dimensionati correttamente per l'esatto orientamento e layout del sistema cartesiano.

【Carico, corsa e velocità】

Questi tre parametri applicativi sono la base su cui viene selezionata la maggior parte dei robot cartesiani. Un'applicazione richiede che un determinato carico venga spostato per una distanza specifica, entro un determinato tempo. Ma sono anche interdipendenti: all'aumentare del carico, la velocità massima inizierà a diminuire. Inoltre, la corsa è limitata dal carico se l'attuatore più esterno è a sbalzo o dalla velocità se l'attuatore è azionato da una vite a ricircolo di sfere. Ciò rende il dimensionamento di un sistema cartesiano un’impresa molto complessa.

Per semplificare le attività di progettazione e dimensionamento, i produttori di robot cartesiani in genere forniscono grafici o tabelle che forniscono il carico e la velocità massimi per lunghezze di corsa e orientamenti specifici. Tuttavia, alcuni produttori dichiarano capacità di carico massimo, corsa e velocità indipendenti l'una dall'altra. È importante capire se le specifiche pubblicate si escludono a vicenda o se le specifiche di carico massimo, velocità e corsa possono essere raggiunte insieme.

【Precisione e accuratezza】

Gli attuatori lineari sono la base della precisione e dell'accuratezza di un robot cartesiano. Il tipo di attuatore, se ha una base in alluminio o acciaio e se il meccanismo di azionamento è a cinghia, a vite, a motore lineare o pneumatico, è il principale determinante della precisione e della ripetibilità. Ma anche il modo in cui gli attuatori sono montati e fissati insieme influisce sulla precisione di movimento del robot. Un robot cartesiano che viene allineato con precisione e bloccato durante l'assemblaggio avrà generalmente una precisione di spostamento maggiore rispetto a un sistema che non è bloccato e sarà in grado di mantenere meglio questa precisione per tutta la sua vita.

In qualsiasi sistema multiasse, 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 la precisione e la ripetibilità della corsa. L'opzione migliore per garantire che un sistema cartesiano soddisfi la precisione di corsa e la ripetibilità richieste è cercare sistemi che siano stati testati dal produttore, con carichi, corse e velocità simili. La maggior parte dei produttori di robot cartesiani riconosce questo come una preoccupazione fondamentale per gli utenti e ha testato i propri sistemi per fornire dati “reali” sulle prestazioni in varie applicazioni.

I robot cartesiani preingegnerizzati offrono risparmi significativi rispetto ai robot progettati e assemblati internamente. Il tempo necessario per dimensionare, selezionare, ordinare, assemblare, avviare e risolvere i problemi di un sistema multiasse può essere di centinaia di ore e i sistemi preingegnerizzati lo riducono a poche ore di selezione e avvio. Inoltre, la gamma di configurazioni, tipi di guida e tecnologie di azionamento disponibili nelle offerte standard dei produttori fa sì che progettisti e ingegneri non debbano scendere a compromessi sulle prestazioni o pagare per maggiori capacità rispetto a quelle richieste dall'applicazione.