Конфигурация системы, прокладка кабелей, элементы управления.

Если ваше приложение требует декартова робота, у вас есть широкий выбор вариантов, в зависимости от уровня интеграции, которую вы хотите осуществить. И хотя готовые декартовы роботы получают все более широкое распространение по мере того, как производители расширяют ассортимент своей продукции, чтобы соответствовать более широкому спектру критериев производительности, некоторые приложения по-прежнему требуют создания собственной декартовой системы — например, для соответствия особым условиям окружающей среды или для выполнения строгих требований. специализированный набор требований к производительности.

Но «построить самостоятельно» не обязательно означает «построить с нуля». Показательный пример: ключевые компоненты декартового робота — линейные приводы — доступны в многочисленных конфигурациях, поэтому редко возникает необходимость создавать приводы с нуля. Многие производители линейных приводов предлагают соединительные комплекты и монтажные кронштейны, которые делают сборку собственной декартовой системы из приводов, указанных в каталоге, относительно простой задачей.

Однако определение базовой компоновки и выбор подходящих линейных приводов — это только первый шаг. Чтобы не получить декартову систему, которая не соответствует требованиям приложения или не соответствует ожидаемому размеру, имейте в виду следующие соображения, особенно на этапе проектирования.

Конфигурация системы

Одна из первых вещей, которую следует указать при проектировании декартова робота, — это конфигурация осей не только для достижения необходимых движений, но и для обеспечения достаточной жесткости системы, что может повлиять на грузоподъемность, точность перемещения и позиционирование. точность. Фактически, некоторые приложения, требующие перемещения в декартовых координатах, лучше обслуживаются портальным роботом, чем декартовой системой, особенно если ось Y требует длинного хода или если декартова система создает большую моментную нагрузку на одну из осей. . В этих случаях могут потребоваться оси двойной X или двойной Y портальной системы для предотвращения чрезмерного отклонения или вибрации.

Если декартова система является лучшим решением, следующим вариантом конструкции обычно является привод для приводов, причем наиболее распространенным выбором является система с ременным, винтовым или пневматическим приводом. Независимо от системы привода, линейные приводы обычно предлагаются либо с одной линейной направляющей, либо с двумя линейными направляющими.

Подавляющее большинство декартовых роботов используют конфигурацию с двумя направляющими, поскольку она обеспечивает лучшую поддержку радиальных (моментных) нагрузок, но оси с двойными линейными направляющими будут иметь более широкую зону воздействия, чем оси с одинарными линейными направляющими. С другой стороны, системы с двумя направляющими часто короче (в вертикальном направлении), что позволяет предотвратить столкновение с другими частями машины. Дело в том, что тип выбранных вами осей влияет не только на производительность декартовой системы, но и на общую занимаемую площадь.

Управление кабелями

Еще одним важным аспектом проектирования декартовых роботов, который часто упускают из виду на ранних этапах (или просто откладывают на более поздние этапы проектирования), является прокладка кабелей. Для каждой оси требуется несколько кабелей питания, воздуха (для пневматических осей), обратной связи энкодера (для декартовых с сервоприводом), датчиков и других электрических компонентов. А когда системы и компоненты интегрируются в промышленный Интернет вещей (IIoT), методы и инструменты их подключения становятся еще более важными. Все эти кабели, провода и разъемы должны быть тщательно проложены и расположены так, чтобы они не подвергались преждевременной усталости из-за чрезмерного изгиба или повреждения из-за взаимодействия с другими частями системы.

Декартовы (а также SCARA и 6-осевые) роботы еще больше усложняют эту связь, поскольку оси могут двигаться как независимо, так и синхронно друг с другом. Но одна вещь, которая может помочь смягчить сложность прокладки кабелей, — это использование компонентов, которые уменьшают количество необходимых кабелей — например, двигатели, которые объединяют мощность и обратную связь в одном кабеле, или интегрированные комбинации двигателя и привода.

Тип управления и сетевой протокол также могут влиять на тип и количество необходимых кабелей, а также на сложность прокладки кабелей. И не забывайте, что система прокладки кабелей — кабельные держатели, лотки или корпуса — будет влиять на размеры всей системы, поэтому важно проверить наличие помех между системой прокладки кабелей и другими частями робота и машины. .

Элементы управления

Декартовы роботы являются идеальным решением для перемещения от точки к точке, но они также могут выполнять сложные интерполированные перемещения и контурные движения. Требуемый тип движения поможет определить, какая система управления, сетевой протокол, HMI и другие компоненты движения лучше всего подходят для системы. И хотя эти компоненты по большей части размещены отдельно от осей декартового робота, они будут влиять на то, какие двигатели, кабели и другие электрические компоненты на оси потребуются. А эти осевые компоненты, в свою очередь, будут играть роль в первых двух аспектах проектирования: конфигурации и прокладке кабелей.

Таким образом, процесс проектирования проходит «замкнутый круг», подтверждая важность проектирования декартова робота как интегрированного электромеханического блока, а не серии механических компонентов, которые просто подключены к электрическому оборудованию и программному обеспечению.