3 etapas para projetar seu sistema de posicionamento linear

Robôs cartesianos operam em dois ou três eixos ao longo do sistema de coordenadas cartesianas de X, Y e Z. Embora robôs SCARA e de 6 eixos sejam mais amplamente reconhecidos, os sistemas cartesianos podem ser encontrados em quase todas as aplicações industriais imagináveis, da fabricação de semicondutores a equipamentos para marcenaria. E não é surpresa que os cartesianos sejam tão amplamente utilizados. Eles estão disponíveis em configurações aparentemente ilimitadas e são facilmente personalizados para atender aos parâmetros exatos da aplicação.

Embora os robôs cartesianos tenham sido tradicionalmente projetados e construídos internamente por integradores e usuários finais, a maioria dos fabricantes de atuadores lineares agora oferece robôs cartesianos pré-projetados que reduzem significativamente o tempo de engenharia, montagem e inicialização em comparação com a construção de um sistema do zero. Ao selecionar um robô cartesiano pré-projetado, aqui estão três pontos a serem considerados para garantir que você obtenha o sistema mais adequado para sua aplicação.

【Orientação】

A orientação é frequentemente ditada pela aplicação, sendo um fator-chave se as peças precisam ser manuseadas ou se o processo precisa ocorrer por cima ou por baixo. Também é fundamental garantir que o sistema não interfira com outras peças fixas ou móveis e não represente um risco à segurança. Felizmente, robôs cartesianos estão disponíveis em diversas configurações XY e XYZ para atender às restrições de aplicação e espaço. Dentro das orientações multieixo padrão, também há opções para montar os atuadores na vertical ou nas laterais. Essa escolha de projeto geralmente é feita com a rigidez em mente, visto que alguns atuadores (especialmente aqueles com trilhos-guia duplos) apresentam maior rigidez quando montados nas laterais.

Para o eixo mais externo (Y em uma configuração XY ou Z em uma configuração XYZ), o projetista pode escolher se a base será fixa com o carro em movimento ou o carro fixo com a base em movimento. O principal motivo para fixar o carro e mover a base é a interferência. Se o atuador se projeta para uma área de trabalho e precisa se mover para fora do caminho enquanto outros sistemas ou processos se movem, mover a base permite que uma parte significativa do atuador seja retraída e desocupe o espaço. No entanto, isso aumenta a massa e a inércia movidas, portanto, isso deve ser levado em consideração ao dimensionar caixas de engrenagens e motores. E o gerenciamento de cabos deve ser projetado para que possa se mover com o eixo, já que o motor estará em movimento. Os sistemas pré-projetados levam essas questões em consideração e garantem que todos os componentes sejam projetados e dimensionados corretamente para a orientação e o layout exatos do sistema cartesiano.

【Carga, curso e velocidade】

Esses três parâmetros de aplicação são a base sobre a qual a maioria dos robôs cartesianos é selecionada. Uma aplicação exige que uma determinada carga seja movida por uma distância específica, dentro de um determinado tempo. Mas eles também são interdependentes — à medida que a carga aumenta, a velocidade máxima eventualmente começa a diminuir. E o curso é limitado pela carga, se o atuador mais externo for em balanço, ou pela velocidade, se o atuador for acionado por fuso de esferas. Isso torna o dimensionamento de um sistema cartesiano uma tarefa bastante complexa.

Para simplificar as tarefas de projeto e dimensionamento, os fabricantes de robôs cartesianos normalmente fornecem gráficos ou tabelas que indicam a carga e a velocidade máximas para comprimentos e orientações de curso especificados. No entanto, alguns fabricantes declaram capacidades máximas de carga, curso e velocidade independentes entre si. É importante entender se as especificações publicadas são mutuamente exclusivas ou se as especificações máximas de carga, velocidade e curso podem ser alcançadas em conjunto.

【Precisão e exatidão】

Atuadores lineares são a base da precisão e exatidão de um robô cartesiano. O tipo de atuador — se possui base de alumínio ou aço e se o mecanismo de acionamento é por correia, parafuso, motor linear ou pneumático — é o principal determinante da precisão e repetibilidade. Mas a forma como os atuadores são montados e fixados também afeta a precisão de deslocamento do robô. Um robô cartesiano alinhado com precisão e fixado por pinos durante a montagem geralmente terá uma precisão de deslocamento maior do que um sistema sem pinos e será mais capaz de manter essa precisão ao longo de sua vida útil.

Em qualquer sistema multieixo, as conexões entre os eixos não são perfeitamente rígidas e inúmeras variáveis ​​afetam o comportamento de cada eixo. Isso torna a precisão e a repetibilidade do deslocamento difíceis de calcular ou modelar matematicamente. A melhor opção para garantir que um sistema cartesiano atenda à precisão e repetibilidade do deslocamento necessárias é procurar sistemas que tenham sido testados pelo fabricante, com cargas, cursos e velocidades semelhantes. A maioria dos fabricantes de robôs cartesianos reconhece isso como uma preocupação fundamental para os usuários e testou seus sistemas para fornecer dados "reais" sobre o desempenho em diversas aplicações.

Robôs cartesianos pré-projetados proporcionam economias significativas em comparação com robôs projetados e montados internamente. O tempo necessário para dimensionar, selecionar, encomendar, montar, inicializar e solucionar problemas de um sistema multieixo pode ser de centenas de horas, e os sistemas pré-projetados reduzem esse tempo para apenas algumas horas de seleção e inicialização. E a variedade de configurações, tipos de guias e tecnologias de acionamento disponíveis nos produtos padrão dos fabricantes significa que projetistas e engenheiros não precisam comprometer o desempenho ou pagar por mais capacidade do que a aplicação exige.