תצורת מערכת, ניהול כבלים, בקרות.

אם היישום שלך דורש רובוט קרטזיאני, יש לך מגוון רחב של אפשרויות, בהתאם לרמת האינטגרציה שאתה רוצה לבצע. ולמרות שרובוטים קרטזיאניים מהונדסים מראש הופכים לאימוץ נרחב יותר ככל שהיצרנים מרחיבים את טווחי המוצרים שלהם כך שיתאימו לטווח רחב יותר של קריטריונים לביצועים, יישומים מסוימים עדיין מחייבים בניית מערכת קרטזיאנית משלך - למשל, כדי לעמוד בתנאים סביבתיים מיוחדים או כדי לעמוד בדרישות גבוהות סט מיוחד של דרישות ביצועים.

אבל "בנה משלך" לא אומר בהכרח "בנה מאפס". מקרה לדוגמא: מרכיבי המפתח של רובוט קרטזיאני - המפעילים הליניאריים - זמינים בתצורות רבות, כך שלעתים נדירות יש צורך לבנות את המפעילים מאפס. ויצרני מפעילים ליניאריים רבים מציעים ערכות חיבור וסוגרי הרכבה שהופכים את הרכבת המערכת הקרטזיאנית משלך ממפעילים בעלי מפרט קטלוגי לתרגיל פשוט יחסית.

עם זאת, קביעת הפריסה הבסיסית ובחירת המפעילים הליניאריים המתאימים היא רק השלב הראשון. כדי להימנע מלהגיע למערכת קרטזיאנית שאינה עומדת בדרישות היישום או שאינה מתאימה לטביעת הרגל הצפויה, זכור את השיקולים הבאים - במיוחד בשלב התכנון.

תצורת מערכת

אחד הדברים הראשונים שיש לציין בעת ​​תכנון רובוט קרטזי הוא תצורת הצירים, לא רק כדי להשיג את התנועות הדרושות, אלא גם כדי להבטיח שלמערכת יש קשיחות מספקת, שיכולה להשפיע על יכולת נשיאת עומס, דיוק הנסיעה והמיקום. דִיוּק. למעשה, יישומים מסוימים הדורשים תנועה בקואורדינטות הקרטזיאניות ניתנות לשירות טוב יותר על ידי רובוט גנטי מאשר על ידי מערכת קרטזיאנית, במיוחד אם ציר ה-Y דורש מהלך ארוך או אם הסידור הקרטזי יגרום לעומס רגע גדול על אחד הצירים . במקרים אלה, יתכן שיהיה צורך בצירי ה-X הכפול או הכפול-Y של מערכת גבלים כדי למנוע סטיה או רטט מוגזמים.

אם מערכת קרטזיאנית היא הפתרון הטוב ביותר, אפשרות התכנון הבאה היא בדרך כלל יחידת ההנעה של המפעילים - כאשר האפשרויות הנפוצות ביותר הן רצועה, בורג או מערכת מונעת פניאומטית. וללא קשר למערכת ההנעה, מפעילים ליניאריים מוצעים בדרך כלל עם מוביל ליניארי יחיד או עם מובילים לינאריים כפולים.

הרוב המכריע של הרובוטים הקרטזיאניים משתמשים בתצורת ההנחיה הכפולה, מכיוון שהיא מציעה תמיכה טובה יותר בעומסים תלויים (רגע) - אך לצירים עם מדריכים לינאריים כפולים תהיה טביעת רגל רחבה יותר מאשר לצירים עם מובילים לינאריים בודדים. מצד שני, מערכות הנחיה כפולות הן לרוב קצרות יותר (בכיוון האנכי), מה שיכול למנוע הפרעה לחלקים אחרים של המכונה. הנקודה היא שסוג הצירים שתבחר משפיע לא רק על הביצועים של המערכת הקרטזיאנית, הוא משפיע גם על טביעת הרגל הכללית.

ניהול כבלים

היבט חשוב נוסף של תכנון רובוט קרטזי שלעתים קרובות מתעלם ממנו בשלבים המוקדמים (או פשוט נדחה לשלבים מאוחרים יותר של התכנון) הוא ניהול הכבלים. כל ציר דורש כבלים מרובים עבור חשמל, אוויר (עבור צירים פנאומטיים), משוב מקודד (עבור קרטזיאנים מונעי סרוו), חיישנים ורכיבים חשמליים אחרים. וכאשר מערכות ורכיבים משולבים ב-Industrial Internet of Things (IIoT), השיטות והכלים לחיבור ביניהם הופכים קריטיים עוד יותר. כל הכבלים, החוטים והמחברים הללו חייבים להיות מנותבים ומנוהלים בקפידה כדי להבטיח שהם לא יחוו עייפות מוקדמת עקב כיפוף יתר או נזק עקב הפרעה לחלקים אחרים של המערכת.

רובוטים קרטזיאניים (כמו גם SCARA ו-6 צירים) הופכים את הקישוריות הזו למאתגרת עוד יותר, מכיוון שהצירים יכולים לנוע גם באופן עצמאי וגם בסנכרון אחד עם השני. אבל דבר אחד שיכול לעזור להפחית את המורכבות של ניהול כבלים הוא להשתמש ברכיבים שמפחיתים את מספר הכבלים הנדרשים - למשל מנועים המשלבים כוח ומשוב לכבל בודד, או שילובי מנוע-הנעה משולבים.

סוג הבקרה ופרוטוקול הרשת יכולים להשפיע גם על סוג וכמות הכבלים הנדרשים ועל המורכבות של ניהול הכבלים. ואל תשכח שמערכת ניהול הכבלים - מובילי כבלים, מגשים או בתים - תשפיע על מידות המערכת הכוללת, ולכן חשוב לבדוק אם יש הפרעות בין מערכת ניהול הכבלים לשאר חלקי הרובוט והמכונה. .

בקרות

רובוטים קרטזיאניים הם הפתרון המתאים למהלכים מנקודה לנקודה, אך הם יכולים גם לייצר מהלכים מורכבים עם אינטרפולציה ותנועה מתאר. סוג התנועה הנדרש יעזור לקבוע איזו מערכת בקרה, פרוטוקול רשת, HMI ורכיבי תנועה אחרים המתאימים ביותר למערכת. ולמרות שרכיבים אלו נמצאים, לרוב, בנפרד מהצירים של הרובוט הקרטזיאני, הם ישפיעו על המנועים, הכבלים ושאר הרכיבים החשמליים על הציר הנדרשים. ורכיבים על הציר הללו, בתורם, ישחקו תפקיד בשני שיקולי התכנון הראשונים: תצורה וניהול כבלים.

אז תהליך התכנון מגיע "במעגל מלא", ומדגיש את החשיבות של תכנון רובוט קרטזיאני כיחידה אלקטרו-מכנית משולבת, במקום סדרה של רכיבים מכניים המחוברים פשוט לחומרה ותוכנה חשמליים.