Configuração do sistema, gerenciamento de cabos, controles.

Se a sua aplicação exige um robô cartesiano, você tem uma grande variedade de opções, dependendo do nível de integração que deseja realizar. E embora os robôs cartesianos pré-projetados estejam se tornando mais amplamente adotados à medida que os fabricantes expandem suas gamas de produtos para atender a um escopo mais amplo de critérios de desempenho, algumas aplicações ainda exigem a construção de seu próprio sistema cartesiano - por exemplo, para atender condições ambientais especiais ou para atender a um altamente conjunto especializado de requisitos de desempenho.

Mas “construa o seu próprio” não significa necessariamente “construa do zero”. Caso em questão: os principais componentes de um robô cartesiano — os atuadores lineares — estão disponíveis em diversas configurações, por isso raramente é necessário construir os atuadores do zero. E muitos fabricantes de atuadores lineares oferecem kits de conexão e suportes de montagem que tornam a montagem do seu próprio sistema cartesiano a partir de atuadores com especificações de catálogo um exercício relativamente simples.

Contudo, determinar o layout básico e escolher os atuadores lineares apropriados é apenas o primeiro passo. Para evitar acabar com um sistema cartesiano que não atenda aos requisitos da aplicação ou que não se encaixe no espaço esperado, tenha em mente as seguintes considerações — especialmente durante a fase de projeto.

Configuração do sistema

Uma das primeiras coisas a especificar ao projetar um robô cartesiano é a configuração dos eixos, não apenas para alcançar os movimentos necessários, mas também para garantir que o sistema tenha rigidez suficiente, o que pode afetar a capacidade de suporte de carga, a precisão do deslocamento e o posicionamento. precisão. Na verdade, algumas aplicações que requerem movimento nas coordenadas cartesianas são melhor atendidas por um robô de pórtico do que por um sistema cartesiano, especialmente se o eixo Y exigir um curso longo ou se o arranjo cartesiano colocar uma grande carga de momento em um dos eixos. . Nestes casos, os eixos duplo X ou duplo Y de um sistema de pórtico podem ser necessários para evitar deflexão ou vibração excessiva.

Se um sistema cartesiano for a melhor solução, a próxima opção de projeto é normalmente a unidade de acionamento dos atuadores – sendo as opções mais comuns um sistema de correia, parafuso ou acionamento pneumático. E independentemente do sistema de acionamento, os atuadores lineares normalmente são oferecidos com uma guia linear única ou com guias lineares duplas.

A grande maioria dos robôs cartesianos usa a configuração de guia dupla, uma vez que oferece melhor suporte para cargas radiais (momentâneas) - mas os eixos com guias lineares duplas terão uma área de cobertura maior do que os eixos com guias lineares simples. Por outro lado, os sistemas de guia dupla são frequentemente mais curtos (na direção vertical), o que pode evitar interferências com outras partes da máquina. A questão é que o tipo de eixo que você escolhe afeta não apenas o desempenho do sistema cartesiano, mas também a área ocupada geral.

Gerenciamento de cabos

Outro aspecto importante do projeto do robô cartesiano que muitas vezes é esquecido nas fases iniciais (ou simplesmente adiado para fases posteriores do projeto) é o gerenciamento de cabos. Cada eixo requer vários cabos para alimentação, ar (para eixos pneumáticos), feedback do encoder (para cartesianos servoacionados), sensores e outros componentes elétricos. E quando sistemas e componentes são integrados à Internet das Coisas Industrial (IIoT), os métodos e ferramentas para conectá-los tornam-se ainda mais críticos. Todos esses cabos, fios e conectores devem ser cuidadosamente roteados e gerenciados para garantir que não sofram fadiga prematura devido à flexão excessiva ou danos devido à interferência com outras partes do sistema.

Os robôs cartesianos (bem como SCARA e de 6 eixos) tornam esta conectividade ainda mais desafiadora, uma vez que os eixos podem se mover de forma independente e sincronizada entre si. Mas uma coisa que pode ajudar a mitigar a complexidade do gerenciamento de cabos é usar componentes que reduzam o número de cabos necessários — por exemplo, motores que integram potência e feedback em um único cabo ou combinações integradas de acionamento de motor.

O tipo de controle e o protocolo de rede também podem influenciar o tipo e a quantidade de cabos necessários e a complexidade do gerenciamento de cabos. E não se esqueça de que o sistema de gerenciamento de cabos — transportadores de cabos, bandejas ou invólucros — afetará as dimensões de todo o sistema, por isso é importante verificar se há interferência entre o sistema de gerenciamento de cabos e as outras partes do robô e da máquina. .

Controles

Os robôs cartesianos são a solução ideal para movimentos ponto a ponto, mas também podem produzir movimentos interpolados complexos e movimentos contornados. O tipo de movimento necessário ajudará a determinar qual sistema de controle, protocolo de rede, IHM e outros componentes de movimento são mais adequados para o sistema. E embora esses componentes estejam, em sua maioria, alojados separadamente dos eixos do robô cartesiano, eles influenciarão quais motores, cabos e outros componentes elétricos no eixo serão necessários. E esses componentes no eixo, por sua vez, desempenharão um papel nas duas primeiras considerações de projeto: configuração e gerenciamento de cabos.

Assim, o processo de design completa um círculo, reiterando a importância de projetar um robô cartesiano como uma unidade eletromecânica integrada, em vez de uma série de componentes mecânicos que são simplesmente conectados a hardware e software elétricos.