3 шага для разработки системы линейного позиционирования

Декартовы роботы работают по двум или трем осям вдоль декартовой системы координат X, Y и Z. Хотя SCARA и 6-осевые роботы более широко известны, декартовы системы можно найти практически во всех мыслимых промышленных приложениях, от производства полупроводников до деревообработки. оборудование. И неудивительно, что картезианцы так широко распространены. Они доступны в, казалось бы, безграничных конфигурациях и легко настраиваются в соответствии с точными параметрами приложения.

В то время как декартовы роботы традиционно разрабатывались и изготавливались собственными силами интеграторами и конечными пользователями, большинство производителей линейных приводов теперь предлагают предварительно спроектированные декартовы роботы, которые значительно сокращают время проектирования, сборки и запуска по сравнению с созданием системы с нуля. При выборе предварительно сконструированного декартова робота следует учитывать три вещи, чтобы убедиться, что вы получите систему, наиболее подходящую для вашего применения.

【Ориентация】

Ориентация часто определяется применением, причем ключевым фактором является то, нужно ли манипулировать деталями или процесс должен происходить сверху или снизу. Также очень важно убедиться, что система не мешает другим неподвижным или движущимся частям и не представляет угрозы безопасности. К счастью, декартовы роботы доступны во многих различных конфигурациях XY и XYZ, что позволяет удовлетворить ограничения по применению и пространству. В рамках стандартной многоосной ориентации также предусмотрена возможность установки приводов вертикально или на боку. Этот выбор конструкции обычно делается с учетом жесткости, поскольку некоторые приводы (особенно с двойными направляющими) имеют более высокую жесткость при боковой установке.

Для самой внешней оси (Y в конфигурации XY или Z в конфигурации XYZ) проектировщик может выбрать, будет ли основание фиксироваться при движении каретки или каретка фиксироваться при движении базы. Основная причина фиксации каретки и перемещения основания – помехи. Если привод выступает в рабочую зону и ему необходимо отойти в сторону, пока проходят другие системы или процессы, то перемещение основания позволяет втянуть значительную часть привода и освободить пространство. Однако это увеличивает перемещаемую массу и инерцию, поэтому это следует учитывать при выборе редукторов и двигателей. А кабель-менеджмент должен быть спроектирован так, чтобы он мог перемещаться вместе с осью, поскольку двигатель будет двигаться. Предварительно спроектированные системы учитывают эти проблемы и гарантируют, что все компоненты спроектированы и имеют правильные размеры для точной ориентации и компоновки декартовой системы.

【Нагрузка, ход и скорость】

Эти три параметра применения являются основой выбора большинства декартовых роботов. Приложение требует перемещения определенного груза на определенное расстояние в течение заданного времени. Но они также взаимозависимы: по мере увеличения нагрузки максимальная скорость со временем начнет снижаться. Ход ограничивается нагрузкой, если крайний привод консольный, или скоростью, если привод имеет шариковый винт. Это делает определение размера декартовой системы очень сложной задачей.

Чтобы упростить задачи проектирования и определения размеров, производители декартовых роботов обычно предоставляют диаграммы или таблицы, в которых указаны максимальные нагрузка и скорость для заданной длины хода и ориентации. Однако некоторые производители заявляют, что максимальная нагрузка, ход и скорость не зависят друг от друга. Важно понимать, являются ли опубликованные характеристики взаимоисключающими или же можно достичь максимальной нагрузки, скорости и хода вместе.

【Точность и аккуратность】

Линейные приводы являются основой точности и аккуратности декартового робота. Тип привода — имеет ли он алюминиевую или стальную основу, а также тип приводного механизма — ременный, винтовой, линейный двигатель или пневматический — является основным фактором, определяющим точность и повторяемость. Однако способ установки и крепления приводов также влияет на точность перемещения робота. Декартовский робот, который точно выровнен и закреплен во время сборки, обычно будет иметь более высокую точность перемещения, чем система без закрепления, и сможет лучше поддерживать эту точность на протяжении всего срока службы.

В любой многоосной системе соединения между осями не являются абсолютно жесткими, и на поведение каждой оси влияют многочисленные переменные. Из-за этого точность и повторяемость перемещения трудно рассчитать или смоделировать математически. Лучший вариант гарантировать, что декартова система соответствует требуемой точности и повторяемости хода, — это искать системы, протестированные производителем, с аналогичными нагрузками, ходами и скоростями. Большинство производителей декартовых роботов признают это ключевой проблемой для пользователей и протестировали свои системы, чтобы предоставить «реальные» данные о производительности в различных приложениях.

Предварительно спроектированные декартовы роботы обеспечивают значительную экономию по сравнению с роботами, которые разрабатываются и собираются собственными силами. Время, необходимое для определения размера, выбора, заказа, сборки, запуска и устранения неполадок многоосной системы, может составлять сотни часов, а готовые системы сокращают это время до нескольких часов выбора и запуска. А разнообразие конфигураций, типов направляющих и технологий привода, доступных в стандартных предложениях производителей, означает, что проектировщикам и инженерам не придется идти на компромисс в отношении производительности или платить за большие возможности, чем того требует приложение.