Геометрия декартовых координат — это превосходный метод отображения трехмерного пространства в простой и понятной числовой системе. В декартовой системе для трехмерного пространства есть три оси координат, которые перпендикулярны друг другу (ортогональные оси) и встречаются в начале координат.

Три оси обычно называются осью x, осью y и осью z. Любая точка в трехмерном пространстве представлена ​​тремя числами (x, y, z). X представляет расстояние точки от начала координат вдоль оси x, y — расстояние от начала координат вдоль оси y, а z — расстояние от начала координат вдоль оси z.

Картезианские (портальные) роботы

Мехатронные роботы, которые используют линейные оси для движения, называются декартовыми роботами, линейными роботами или портальными роботами. Портальные роботы похожи на портальные краны и работают аналогично. Но портальные роботы не ограничиваются функциями подъема и перемещения. Они могут иметь настраиваемую функциональность в соответствии с требованиями.

Декартовы роботы имеют верхнюю конструкцию, которая управляет движением в горизонтальной плоскости, и роботизированную руку, которая приводит в действие движение в вертикальной плоскости. Они могут быть спроектированы для перемещения по осям xy или xyz. Роботизированная рука размещается на строительных лесах и может перемещаться в горизонтальной плоскости. Роботизированная рука имеет эффектор или станок, прикрепленный к концу руки в зависимости от функции, где она используется.

Хотя декартовы роботы и портальные роботы используются взаимозаменяемо, портальные роботы обычно имеют две оси X, тогда как декартовы роботы будут иметь только одну из двух/трех осей (в зависимости от конфигурации).

 

Как они функционируют?

Декартовы роботы движутся только посредством линейного движения, как правило, посредством сервоприводов. Используемые линейные приводы могут быть в различных формах в зависимости от конкретного применения. Приводная система может быть с ременным приводом, тросовым приводом, винтовым приводом, пневматическим приводом, приводом от реечной передачи или приводом от линейного двигателя. Некоторые производители предоставляют полностью готовых декартовых роботов, которые могут быть реализованы без каких-либо модификаций. Другие производители предлагают различные компоненты в виде модулей, что позволяет пользователю реализовать комбинацию этих модулей в соответствии с их конкретным вариантом использования.

Сами роботизированные руки могут быть оснащены «зрением» или могут быть «слепыми» в операциях. Их можно прикрепить к световым датчикам или камерам для идентификации объектов перед выполнением действия. Например, декартовы роботы могут использоваться в лабораториях для сбора и перемещения образцов. Компьютерное зрение может использоваться для распознавания пробирки, пипеток или слайдов, а рука может захватывать объект в соответствии с данными о положении, переданными с камеры.

Преимущество декартовых роботов перед другими роботизированными системами, такими как шестиосевые роботы, заключается в том, что их очень легко программировать. Один контроллер движения может управлять логикой движения декартового робота. Роботы имеют только линейное движение, что обеспечивает простоту управления. Нет необходимости в сложном массиве ПЛК и микрочипов для управления движением декартовых роботов. То же свойство помогает упростить программирование движения робота.

 

Характеристики и преимущества

Декартовы роботы имеют более высокую грузоподъемность по сравнению с эквивалентными им шестиосевыми роботами. Это, в сочетании с более низкой стоимостью и простотой программирования линейных роботов, делает их пригодными для большого разнообразия промышленных применений. Портальные роботы, которые по сути являются декартовыми роботами с поддерживающими лесами, могут переносить еще более высокие полезные нагрузки. Диапазон движения линейных роботов может быть расширен путем добавления совместимых модулей к существующему механизму. Эта модульность декартовых роботов делает их гораздо более универсальными и имеет более длительный срок службы в промышленных условиях.

Декартовы роботы также демонстрируют высокий уровень точности и аккуратности по сравнению с их роторными аналогами. Это связано с тем, что у них есть только линейное движение и нет необходимости приспосабливаться к вращательному движению. Декартовы роботы могут иметь допуски в диапазоне микрометров (мкм), тогда как шестиосевые роботы обычно имеют допуски в диапазоне миллиметров (мм).

 

Приложения для декартовых роботов

Универсальность, низкая стоимость и простота программирования делают декартовых роботов пригодными для многих применений в промышленных условиях. Давайте рассмотрим некоторые из них.

• Выберите и разместите:Роботизированная рука оснащена некоторыми вариациями устройства зрения для идентификации различных компонентов с карусели или конвейерной ленты. Рука может подбирать эти объекты и сортировать их по разным контейнерам. Подбор и сортировка могут выполняться одной роботизированной рукой.
• Передача от процесса к процессу:На производственной линии будут случаи, когда товары в процессе необходимо будет переместить из одного места в другое. Это можно сделать с помощью двухприводных линейных роботов. Их можно использовать с системами технического зрения или синхронизации времени в зависимости от остальной части процесса.
• Система сборки:Когда для сборки деталей изделия приходится повторять одни и те же действия снова и снова, для автоматизации задач можно использовать линейных роботов.
• Применение клеев и герметиков:Многие производственные процессы включают нанесение клея или герметика между деталями. Он используется в крупном автомобилестроении для производства небольших электронных гаджетов. Клеи и герметики должны наноситься в очень точных количествах и в правильном месте. Роботизированная рука линейного робота может быть соединена с высокоточным дозатором жидкости, и клеи и герметики могут наноситься с высокой точностью.
• Паллетирование и депаллетирование:Упаковка использует поддоны для легкой транспортировки товаров. Картезианские роботы могут использоваться для автоматизации как размещения продуктов на поддонах, так и их снятия с поддонов.
• Станки с ЧПУ:Для создания изделий по чертежам, выполненным в программном обеспечении для инженерного проектирования, используются станки с числовым программным управлением. Станки с ЧПУ широко используют линейных роботов с различными инструментами, прикрепленными к роботизированным рукам.
• Прецизионная точечная сварка:Специализированная сварка требуется в определенных производственных процессах. Линейные роботы со сварочными руками могут выполнять точные сварные швы в точных местах на рабочей поверхности. Высокий уровень допуска в диапазоне микрометров (мкм) полезен в таких приложениях.

Существует множество других промышленных применений линейных роботов. К ним относятся дозаторы, сборочные и испытательные базовые машины, вставные устройства, штабелирующие устройства, автоматизация герметизации, обработка материалов, хранение и извлечение, резка, разметка и сортировка.