Чтобы выбрать робота, сначала оцените потребности его применения. Это начинается с профилирования нагрузки, ориентации, скорости, перемещения, точности, условий окружающей среды и рабочего цикла, иногда называемых параметрами LOSTPED.

1. Нагрузка.

Грузоподъёмность робота (определяемая производителем) должна превышать общий вес полезной нагрузки, включая любой инструмент, на конце манипулятора. Ограничением для роботов SCARA и шестиосевых роботов является то, что они поддерживают грузы на выдвинутых манипуляторах. Рассмотрим обрабатывающий центр, изготавливающий подшипниковые узлы весом 100 кг и более. Эта грузоподъёмность превышает возможности всех роботов SCARA или шестиосевых роботов, за исключением самых крупных. В отличие от этого, типичный декартов робот может легко поднимать и размещать такие грузы, поскольку его опорная рама и подшипники стабильно поддерживают весь диапазон движения.
Даже если роботу по силам тяжёлая нагрузка, это может снизить точность. Например, захват и размещение предметов весом 50 кг входит в диапазон грузоподъёмности как SCARA, так и декартовых роботов. Однако 50 кг — это верхняя граница возможностей типичного SCARA, поэтому для управления крутящим моментом потребуются более дорогостоящие системы управления и компоненты. Более того, типичные роботы SCARA могут размещать тяжёлые грузы с точностью до 0,1 мм, поскольку вес отклоняет руку и снижает способность робота стабильно и точно позиционировать груз. Однако декартовые роботы с шарико-винтовыми приводами и оптимально расположенными опорными подшипниками могут многократно размещать грузы весом 50 кг и более с точностью до 10 мкм.

2. Ориентация

Это зависит от способа крепления робота и размещения перемещаемых деталей или изделий. Цель состоит в том, чтобы сопоставить площадь опоры робота с рабочей зоной. Если напольный или линейный постамент SCARA или шестиосевого робота создаёт препятствие, то такие роботы могут быть не лучшим вариантом. Если требуется движение только по нескольким осям, то небольшие декартовы роботы могут быть установлены над головой и в стороне. Но для сложной обработки деталей или работ, требующих движения по четырем или более осям, каркас декартового робота может создавать слишком много препятствий, и небольшой робот SCARA, которому иногда требуется всего 200 мм² пространства и четыре болта на постаменте, может оказаться более подходящим.
Другим фактором является ориентация детали. Роботы SCARA и шестиосевые роботы могут вращать детали, что обеспечивает преимущество при манипулировании деталями или инструментами под различными углами и в различных положениях. Для обеспечения аналогичной гибкости некоторые декартовы роботы оснащены подкомпонентами, называемыми модулями подачи, которые перемещают лёгкие грузы по оси Z. Как правило, в модулях подачи используется шарико-винтовая передача для перемещения деталей или инструментов вдоль оси Z при манипулировании, перекладке и подаче. Декартовы роботы также могут включать поворотные приводы для обеспечения дополнительных возможностей ориентации.

3. Скорость и путешествия.

Наряду с грузоподъёмностью, в каталогах производителей роботов также указаны скоростные характеристики. Одним из ключевых факторов при выборе роботов для перевалки грузов является время разгона на значительных расстояниях. Декартовы роботы могут разгоняться до 5 м/с и более, что сопоставимо с производительностью роботов SCARA и шестиосевых роботов.
Декартовы роботы также целесообразны в случаях, когда требуется большая длина пролёта. Это связано с тем, что разработчики могут быстро модифицировать и расширять декартовы роботы по мере необходимости, добавляя модули длиной до 20 м. Скорость и дальность действия можно дополнительно настраивать, выбирая ременной привод, линейный двигатель или шарико-винтовой привод. В отличие от этого, шарнирные манипуляторы обычно проектируются заранее на заданный радиус действия, например, 500 мм.

4. Точность определения местоположения.

Роботы SCARA и шестиосевые роботы имеют предопределенные классы точности, что позволяет легко определить повторяемость их движений. Однако эти роботы ограничивают проектировщиков одним уровнем точности на момент покупки. Конечные пользователи могут модернизировать декартовых или портальных роботов до множества уровней точности, заменив привод, даже до 10 мкм, с помощью шарико-винтовой передачи. Для снижения точности и сокращения расходов пользователи могут заменить пневматический или ременной привод на другой привод, чтобы получить точность 0,1 мм.
Точность играет ключевую роль в высокотехнологичных приложениях, таких как станкостроение. Этим декартовым роботам требуются более качественные механические компоненты, такие как прецизионные шариковые направляющие и шарико-винтовые приводы. В случаях, когда SCARA и шестикоординатные роботы-манипуляторы не могут обеспечить точность из-за отклонения руки, рекомендуется использовать декартового робота с высокоточными линейными подшипниками. Расстояние между подшипниками минимизирует отклонение, что позволяет точнее позиционировать рабочий орган.
Хотя для небольших рабочих зон предпочтительны роботы SCARA или шестиосевые роботы, иногда сложность и высокая стоимость этих роботов излишни. Одним из примеров эффективности декартовых роботов является крупносерийное производство медицинских пипеток. Здесь робот извлекает пипетки из формы и вставляет их в стойку, перемещаемую вспомогательной автоматизированной машиной. Роботы SCARA и шестиосевые роботы подходят для этой цели, поскольку точности 0,1 мм достаточно для этой задачи. Однако при работе с более мелкими пипетками диаметром 3 мм возникают проблемы с прогибом. Кроме того, из-за нехватки места для пьедестала внутри ячейки предпочтительны портальные роботы.

5. Окружающая среда.

Два фактора, определяющих выбор оптимального робота, — это окружающая среда рабочей зоны и наличие опасностей в самом пространстве. Третий фактор, подходящий для использования робота в чистой комнате, обычно не является проблемой, поскольку все типы роботов производятся в версиях для чистых помещений.
Стойки роботов SCARA и шестиосевых роботов, как правило, компактны, что удобно при ограниченном пространстве на полу. Однако это может быть неважно, если монтажники могут закрепить опорную раму робота над головой или на стене. Напротив, для задач с механическими помехами, например, когда роботу необходимо достать детали из коробок, шестиосевые манипуляторы обычно наиболее подходят. Шестиосевые роботы обычно стоят дороже декартовых, но эта цена оправдана, если нет возможности выполнить задачу без сложных последовательностей движений.
Такие факторы окружающей среды, как пыль и грязь, также влияют на выбор робота. Гофрированные кожухи могут покрывать сочленения роботов SCARA и шестикоординатных роботов, а различные типы уплотнений защищают приводы оси Z. В чистых помещениях с воздушной продувкой линейные приводы декартовых роботов позволяют разработчикам помещать их в корпус со степенью защиты IP65, который минимизирует проникновение воды и пыли. Кроме того, высокоэффективные уплотнения могут защитить многие структурные компоненты осей.

6. Рабочий цикл.

Это время, необходимое для завершения одного рабочего цикла. Роботы, работающие круглосуточно (например, в высокопроизводительном скрининге и фармацевтическом производстве), выходят из строя раньше, чем те, которые работают только по 8 часов в сутки, пять дней в неделю. Заранее проясните эти вопросы и приобретите роботов с увеличенными интервалами смазки и низкими требованиями к обслуживанию, чтобы предотвратить ухудшение ситуации в будущем.