3 шага по проектированию вашей системы линейного позиционирования

Декартовы роботы работают в двух или трех осях вдоль декартовой системы координат X, Y и Z. Хотя SCARA и 6-осевые роботы более широко известны, декартовы системы можно найти практически в каждом мыслимом промышленном приложении, от производства полупроводников до деревообрабатывающего оборудования. И неудивительно, что декартовы так широко используются. Они доступны в, казалось бы, безграничных конфигурациях и легко настраиваются в соответствии с точными параметрами приложения.

Хотя декартовы роботы традиционно проектировались и изготавливались внутри компании интеграторами и конечными пользователями, большинство производителей линейных приводов теперь предлагают готовых декартовых роботов, которые значительно сокращают время проектирования, сборки и запуска по сравнению с созданием системы с нуля. При выборе готового декартового робота следует помнить о трех вещах, чтобы убедиться, что вы получите наиболее подходящую систему для вашего приложения.

【Ориентация】

Ориентация часто диктуется применением, причем ключевым фактором является то, нужно ли обрабатывать детали или выполнять процесс сверху или снизу. Также 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 для соответствия ограничениям по применению и пространству. В рамках стандартных многоосевых ориентаций также есть варианты 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 установке на боку.

Для самой внешней оси (Y в конфигурации XY или Z в конфигурации XYZ) у проектировщика есть выбор: основание будет зафиксировано при движущейся каретке или каретка будет зафиксирована при движущейся базе. Основной причиной фиксации каретки и перемещения базы является помеха. Если привод выступает в рабочую зону и должен отойти в сторону, пока другие системы или процессы перемещаются, то перемещение базы позволяет втянуть значительную часть привода и освободить пространство. Однако это увеличивает перемещаемую массу и инерцию, поэтому это следует учитывать при выборе размеров редукторов и двигателей. А управление кабелями должно быть спроектировано таким образом, чтобы оно могло двигаться вместе с осью, поскольку двигатель будет двигаться. Готовые системы учитывают эти проблемы и гарантируют, что все компоненты спроектированы и рассчитаны правильно для точной ориентации и компоновки декартовой системы.

【Нагрузка, ход и скорость】

Эти три параметра приложения являются основой, на которой выбирается большинство декартовых роботов. Приложение требует перемещения определенного груза на определенное расстояние в течение заданного времени. Но они также взаимозависимы — по мере увеличения нагрузки максимальная скорость в конечном итоге начнет уменьшаться. А ход ограничивается нагрузкой, если самый дальний привод консольный, или скоростью, если привод приводится в движение шариковым винтом. Это делает определение размера декартовой системы очень сложной задачей.

Для упрощения задач проектирования и определения размеров производители декартовых роботов обычно предоставляют диаграммы или таблицы, которые дают максимальную нагрузку и скорость для указанных длин хода и ориентаций. Однако некоторые производители указывают максимальную нагрузку, ход и скорость, которые независимы друг от друга. Важно понимать, являются ли опубликованные характеристики взаимоисключающими или же характеристики максимальной нагрузки, скорости и хода могут быть достигнуты вместе.

【Точность и аккуратность】

Линейные приводы являются основой точности и аккуратности декартового робота. Тип привода — алюминиевое или стальное основание, а также приводной механизм — ременной, винтовой, линейный двигатель или пневматический — является основным фактором, определяющим точность и повторяемость. Но то, как установлены и скреплены приводы, также влияет на точность перемещения робота. Декартовый робот, который точно выровнен и закреплен штифтами во время сборки, как правило, будет иметь более высокую точность перемещения, чем система, которая не закреплена штифтами, и сможет лучше поддерживать эту точность в течение всего срока службы.

В любой многоосевой системе соединения между осями не являются идеально жесткими, и многочисленные переменные влияют на поведение каждой оси. Это затрудняет расчет или математическое моделирование точности и повторяемости перемещения. Лучший вариант для обеспечения соответствия декартовой системы требуемой точности и повторяемости перемещения — это поиск систем, протестированных 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 проектируются и собираются на месте. Время, необходимое для определения размера, выбора, заказа, сборки, запуска и устранения неполадок многоосевой системы, может составлять сотни часов, а предварительно спроектированные системы сокращают это время до нескольких часов времени выбора и запуска. А диапазон конфигураций, типов направляющих и технологий приводов, доступных в стандартных предложениях производителей, означает, что проектировщикам и инженерам не придется идти на компромисс в отношении производительности или платить за больше возможностей, чем требуется для приложения.