Kartezyen koordinat geometrisi, üç boyutlu alanı basit, anlaşılması kolay bir sayısal sistemde eşleştirmek için mükemmel bir yöntemdir. Üç boyutlu boşluk için Kartezyen sisteminde, birbirine dik olan (dikey eksenler) üç koordinat ekseni vardır ve başlangıçta buluşur.

Üç eksen genellikle x ekseni, y ekseni ve z ekseni olarak adlandırılır. Üç boyutlu boşluktaki herhangi bir nokta, (x, y, z) olarak üç sayı ile temsil edilir. X, X ekseni boyunca orijinden noktanın mesafesini temsil eder, y, orijinalden y ekseni boyunca mesafe ve z, Z ekseni boyunca orijinden olan mesafedir.

Kartezyen (Gantry) Robotlar

Hareket için doğrusal eksenler kullanan mekanik robotlara Kartezyen robotlar, doğrusal robotlar veya pürüzlü robotlar denir. Gantry robotları, portal vinçlerine benziyor ve benzer şekilde çalışıyor. Ancak portal robotları kaldırma ve hareketli işlevlerle sınırlı değildir. Gereksinime göre özel işlevselliğe sahip olabilirler.

Kartezyen robotlar, yatay düzlemdeki hareketi ve hareketi dikey olarak hareket ettiren robotik bir kolu kontrol eden bir havai bir yapıya sahiptir. XY eksenlerinde veya XYZ eksenlerinde hareket etmek için tasarlanabilirler. Robotik kol iskele üzerine yerleştirilir ve yatay düzlemde hareket ettirilebilir. Robotik kolun, kullanıldığı işleve bağlı olarak kolun ucuna bağlı bir efektör veya takım tezgahı vardır.

Kartezyen robotlar ve portal robotları birbirinin yerine kullanılsa da, Gantry robotlarının genellikle iki X eksenine sahipken, Kartezyen robotların iki/üç eksenden sadece birine sahip olacaktır (konfigürasyona göre).

 

Nasıl işlev görürler?

Kartezyen robotlar sadece doğrusal hareketten geçer, genellikle servootor sürücüler yoluyla. Kullanılan doğrusal aktüatörler, spesifik uygulamaya göre çeşitli şekillerde olabilir. Tahrik sistemi kemer güdümlü, kablo güdümlü, vida güdümlü, pnömatik güdümlü, raf ve pinyon güdümlü veya doğrusal motorlu olabilir. Bazı üreticiler, herhangi bir değişiklik yapmadan uygulanabilen tamamen önceden hazırlanmış Kartezyen robotlar sağlar. Diğer üreticiler, modül olarak farklı bileşenler sunar ve kullanıcının bu modüllerin bir kombinasyonunu özel kullanım durumlarına göre uygulamasına izin verir.

Robotik kolların kendileri “görme” ile donatılabilir veya operasyonlarda “kör” olabilir. Bir eylemi yürütmeden önce nesneleri tanımlamak için ışık sensörlerine veya kameralara eklenebilirler. Örneğin, Kartezyen robotlar laboratuvarlarda örnekleri seçmek ve taşımak için kullanılabilir. Bilgisayar destekli görme, test tüpünü, pipetleri veya slaytları tanımak için kullanılabilir ve kol, nesneyi kameradan aktarılan konum verilerine göre alabilir.

Kartezyen robotların altı eksenli robotlar gibi diğer robotik sistemler üzerindeki avantajı, programlanması çok kolay olmalarıdır. Tek bir hareket kontrolörü Kartezyen bir robot için hareket mantığını işleyebilir. Robotlar sadece doğrusal harekete sahiptir ve kontrol kolaylığı sağlar. Kartezyen robotların hareket kontrolü için karmaşık bir dizi PLC ve mikroçiplere gerek yoktur. Aynı özellik, programlamanın robotun hareketini kolaylaştırmaya yardımcı olur.

 

Özellikler ve avantajlar

Kartezyen robotlar, eşdeğer altı eksenli robotlarına kıyasla daha yüksek bir yük taşıma kapasitesine sahiptir. Bu, doğrusal robotlar için daha düşük maliyet ve programlama kolaylığı ile birleştiğinde, onları çok çeşitli endüstriyel uygulamalar için uygun hale getirir. Esasen iskele desteklemeli Kartezyen robotlar olan portal robotları daha da yüksek yükler taşıyabilir. Doğrusal robotlar için hareket aralığı, mevcut mekanizmaya uyumlu modüller eklenerek genişletilebilir. Kartezyen robotlardaki bu modülerlik onları çok daha çok yönlü hale getirir ve endüstriyel bir ortamda daha uzun bir ömre sahiptir.

Kartezyen robotlar ayrıca döner muadillerine kıyasla yüksek düzeyde doğruluk ve hassasiyet sergiler. Bunun nedeni, sadece doğrusal hareketleri olması ve döner harekete uyum sağlamaya gerek olmamalarından kaynaklanmaktadır. Kartezyen robotların mikrometreler (μm) aralığında toleransları olabilirken, altı eksenli robotların genellikle milimetre (mm) aralığında toleransları vardır.

 

Kartezyen robotlar için uygulamalar

Çok yönlülük, daha düşük maliyet ve programlama kolaylığı, Kartezyen robotları endüstriyel ortamlardaki birçok uygulama için uygulanabilir kılar. Bazılarına bir göz atalım.

• Seç ve Yer:Robotik kol, bir atlıkarınca veya konveyör bandından farklı bileşenleri tanımlamak için bazı görme cihazı varyasyonu ile donatılmıştır. Kol bu nesneleri seçebilir ve farklı kutulara ayırabilir. Toplama ve yaralanma tek bir robotik kol tarafından yapılabilir.
• İşlem süreci transferi:Bir üretim hattında, süreçteki malların bir konumdan diğerine aktarılması gerektiği durumlar olacaktır. Çift sürücü doğrusal robotlar kullanılarak yapılabilir. Sürecin geri kalanına bağlı olarak görme sistemleri veya zaman senkronizasyonu ile kullanılabilirler.
• Montaj Sistemi:Bir ürünün parçalarını monte etmek için aynı adımların tekrar tekrar tekrarlanması gerektiğinde, görevleri otomatikleştirmek için doğrusal robotlar kullanılabilir.
• Yapıştırıcıların ve sızdırmazlık maddelerinin uygulanması:Birçok üretim süreci, parçalar arasında yapıştırıcıların veya sızdırmazlık maddelerinin uygulanmasını içerir. Küçük elektronik gadget üretimine büyük otomobil üretiminde kullanılır. Yapıştırıcılar ve sızdırmazlık maddeleri çok hassas miktarlarda ve doğru yerde uygulanmalıdır. Doğrusal robotun robotik kolu yüksek hassasiyetli bir sıvı dağıtıcı ile bağlanabilir ve yapıştırıcılar ve sızdırmazlık maddeleri yüksek doğrulukla uygulanabilir.
• Paletleme ve yatıştırıcı:Paketleme, malları kolaylıkla taşımak için palet kullanır. Kartezyen robotlar, hem paletlere yerleştirme hem de paletlerden alarak ürünleri otomatikleştirmek için kullanılabilir.
• CNC Takım Takımı:Bilgisayar sayısal kontrol tabanlı makineler, mühendislik tasarım yazılımında yapılan tasarımlara göre ürünler oluşturmak için kullanılır. CNC makineleri, robotik kollara bağlı farklı araçlara sahip doğrusal robotları kullanır.
• Hassas nokta kaynağı:Belirli üretim süreçlerinde özel kaynak gereklidir. Kaynak kollarına sahip doğrusal robotlar, çalışma yüzeyinde hassas yerlerde doğru kaynaklar elde edebilir. Mikrometreler (μm) aralığında yüksek tolerans seviyesi bu tür uygulamalarda yardımcı olur.

Doğrusal robotlar için birçok endüstriyel uygulama vardır. Bunlar arasında dağıtım ajanları, montajcı ve test cihazı taban makineleri, yerleştirme birimleri, istifleme cihazları, sızdırmazlık otomasyonu, malzeme taşıma, depolama ve alınma, kesme, not alma ve sıralama bulunur.