別のタイプのロボットや多軸システムとは対照的です。

まず、デカルト システムは、デカルト座標に従って 3 つの直交軸 X、Y、Z 内を移動するシステムです。 (ただし、エンド エフェクターまたはアーム ツールの端の形式の回転軸が、デカルト ロボットの最も外側の軸に含まれる場合があることに注意してください。)

デカルト ロボットがロボットである理由は、各軸が共通のモーション コントローラーを通じて協調動作を実行することです。

デカルト ロボットの軸は、何らかの形式のリニア アクチュエータで作られています。これは、メーカーから事前に組み立てられたシステムとして購入されるか、OEM またはエンド ユーザーによってリニア ガイドおよびドライブ コンポーネントからカスタム構築されます。

シンプルですよね？

ISO 8373:2012 規格では、産業用ロボットを次のように定義しています。

3 軸以上でプログラム可能な自動制御、再プログラム可能な多目的マニピュレーター。定位置に固定することも、産業オートメーション アプリケーションで使用するために可動式にすることもできます。

ただし、XY 軸または XYZ 軸で動作するすべての線形システムがデカルト ロボットであるわけではありません。注目すべき例外の 1 つは、2 つのベース (X) 軸を並行して使用するタイプのロボットです。この構成 (たとえば、2X-Y または 2X-YZ) は、ロボットをデカルト カテゴリからガントリー ロボットのカテゴリに移動します。

ガントリー ロボットとデカルト ロボットの主な違いは、デカルト ロボットは各軸に 1 つのリニア アクチュエーターを使用するのに対し、ガントリー ロボットは常に 2 つのベース (X) 軸で構成され、2 番目の (Y) 軸がこれらの軸にまたがることです。この構成により、2 番目の軸が片持ち梁になることが防止され (詳細は後述)、ガントリーのストローク長が直交ロボットよりもはるかに長くなり、多くの場合、ペイロードが大きくなります。

デカルトロボットの定義に当てはまらない多軸リニアシステムの 2 番目のタイプは、XY テーブルです。直交ロボットと XY テーブルの違いは、取り付けと積載の配置にあります。デカルト ロボットでは、2 番目または 3 番目 (Y または Z) 軸が片持ち梁になっており、その下の軸によって一端のみが支持されています。さらに、外側の軸にかかる負荷は、通常、その軸から片持ち梁のように支えられます。

この配置により、加えられた荷重によって外側軸にモーメント荷重が生じるだけでなく、外側軸とともに加えられた荷重の複合効果によって支持軸にも重大なモーメント荷重が生じます。取り付けと荷重の配置は、直交ロボットの耐荷重能力を制限し、外側 (片持ち) 軸の最大ストローク長を決定する主な要素です。

対照的に、XY テーブルは互いに中心を合わせた 2 つの軸で構成され、多くの場合、同様のストローク長を持ちます。さらに、荷重は通常 Y 軸の中心にあります。この軸構成と荷重の位置決めにより、どちらの軸にも片持ち荷重がほとんどかかりません (多くの場合、Y 軸には片持ち荷重がありません)。

デカルト ロボットは、一部の技術仕様においてスカラ ロボットおよび 6 軸 (多関節) ロボットと重複しており、同じアプリケーションの一部に適用できますが、デカルト ロボットにはスカラ タイプや 6 軸タイプに比べていくつかの利点があります。まず、デカルト設計では、ロボットの設置面積のかなりの割合がアクティブな作業領域として使用される長方形の作業範囲が提供されます。一方、スカラおよび 6 軸タイプの作業範囲は円形または楕円形であり、特に必要な移動距離または到達距離が非常に長い場合には、多くのデッド (未使用) スペースが生じることがよくあります。

デカルト ロボットは、ベルト、ボールまたはリード スクリュー、空気圧アクチュエータ、リニア モーターなど、あらゆる種類の駆動機構を備えた事実上あらゆるタイプのリニア アクチュエータから構築できます。 (ラックアンドピニオン駆動も可能ですが、非常に長いストロークを持つガントリー システムでより一般的に使用されることに注意してください。) これは、スカラ タイプや 6 軸タイプよりも優れた位置決め精度と再現性を実現できることを意味します。デカルト ロボットは、その運動学がより単純である (複数の回転軸ではなく 3 つのデカルト軸) ため、プログラミングの点でも使いやすいという利点があります。

最近では、事前に組み立てられたデカルト ロボットは稀で、ほとんどのユニットは OEM、ロボット インテグレーター、さらにはエンド ユーザーによってカスタム構築されていました。しかし現在、多くのリニア アクチュエータ メーカーは、一般的な移動量、積載量、速度、精度の要件に適合する無数のオプションを備えた、事前構成および事前組み立て済みのデカルト システムも提供しています。また、従来の 6 軸ロボットやスカラ ロボットのメーカーも、多くの産業オートメーションや組立アプリケーションにおいて、スカラ ロボットや 6 軸設計よりもデカルト ロボットの方が耐荷重と設置面積のバランスが優れていることを認識して、この取り組みに参入しています。