Конфігурація системи, управління кабелем, елементи керування.

Якщо ваша програма потребує декартового робота, у вас є широкий вибір варіантів, залежно від рівня інтеграції, який ви хочете виконати. І хоча попередньо сконструйовані декартові роботи набувають все більшого поширення, оскільки виробники розширюють асортимент продукції, щоб відповідати ширшому діапазону критеріїв ефективності, деякі програми все ще вимагають створення власної декартової системи, наприклад, щоб відповідати особливим умовам навколишнього середовища або виконувати високоякісні вимоги. спеціалізований набір вимог до продуктивності.

Але «створити власний» не обов’язково означає «створити з нуля». Показовий приклад: ключові компоненти декартового робота — лінійні приводи — доступні в численних конфігураціях, тому рідко потрібно будувати приводи з нуля. Крім того, багато виробників лінійних приводів пропонують з’єднувальні набори та монтажні кронштейни, які роблять складання вашої власної декартової системи з актуаторів із специфікаціями каталогу відносно простим завданням.

Однак визначення базової компоновки та вибір відповідних лінійних приводів є лише першим кроком. Щоб уникнути отримання декартової системи, яка не відповідає вимогам програми або не відповідає очікуваній площі, пам’ятайте про наступні міркування, особливо на етапі проектування.

Конфігурація системи

Однією з перших речей, які потрібно визначити при проектуванні декартового робота, є конфігурація осей не тільки для досягнення необхідних рухів, але й для забезпечення достатньої жорсткості системи, що може вплинути на вантажопідйомність, точність переміщення та позиціонування точність. Фактично, деякі програми, які вимагають руху в декартових координатах, краще обслуговуються портальним роботом, ніж декартовою системою, особливо якщо вісь Y потребує довгого ходу або якщо декартове розташування створює велике моментне навантаження на одну з осей. . У цих випадках можуть знадобитися подвійні осі X або подвійні осі Y портальної системи, щоб запобігти надмірному відхиленню або вібрації.

Якщо декартова система є найкращим рішенням, наступним варіантом конструкції, як правило, є привід для приводів, причому найпоширенішим вибором є ремінна, гвинтова або система з пневматичним приводом. І незалежно від системи приводу, лінійні приводи зазвичай пропонуються або з однією лінійною напрямною, або з подвійними лінійними напрямними.

Переважна більшість декартових роботів використовує конфігурацію з подвійною напрямною, оскільки вона забезпечує кращу підтримку звисаючих (моментних) навантажень, але осі з подвійними лінійними напрямними матимуть більший розмір, ніж осі з одними лінійними напрямними. З іншого боку, системи подвійних напрямних часто коротші (у вертикальному напрямку), що може запобігти перешкоджанню іншим частинам машини. Справа в тому, що тип осей, які ви вибираєте, впливає не лише на продуктивність декартової системи, але й на загальну площу.

Проведення кабелів

Ще один важливий аспект дизайну декартового робота, який часто ігнорують на ранніх етапах (або просто відкладають на пізніших етапах проектування), — це кабельне керування. Кожна вісь потребує кількох кабелів живлення, повітря (для пневматичних осей), зворотного зв’язку кодера (для декартових систем із сервоприводом), датчиків та інших електричних компонентів. А коли системи та компоненти інтегруються в промисловий Інтернет речей (IIoT), методи та інструменти для їх підключення стають ще більш критичними. Усі ці кабелі, дроти та з’єднувачі потрібно ретельно прокладати та контролювати, щоб вони не зазнали передчасної втоми через надмірне згинання або пошкодження через перешкоди іншим частинам системи.

Декартові (а також SCARA та 6-осьові) роботи роблять це підключення ще більш складним, оскільки осі можуть рухатися як незалежно, так і синхронно одна з одною. Але одна річ, яка може допомогти пом’якшити складність організації кабелів, — це використання компонентів, які зменшують кількість необхідних кабелів — наприклад, двигуни, які об’єднують живлення та зворотний зв’язок в одному кабелі, або інтегровані комбінації двигуна та приводу.

Тип керування та мережевий протокол також можуть впливати на тип і кількість необхідних кабелів і складність управління кабелями. І не забувайте, що система управління кабелем — кабельні носії, лотки або корпуси — впливатиме на розміри всієї системи, тому важливо перевірити наявність перешкод між системою управління кабелем та іншими частинами робота та машини. .

Елементи керування

Декартові роботи є найкращим рішенням для рухів від точки до точки, але вони також можуть створювати складні інтерпольовані рухи та контурні рухи. Необхідний тип руху допоможе визначити, яка система керування, мережевий протокол, HMI та інші компоненти руху найкраще підходять для системи. І хоча ці компоненти, здебільшого, розташовані окремо від осей декартового робота, вони впливатимуть на те, які двигуни, кабелі та інші осьові електричні компоненти потрібні. І ці компоненти на осі, у свою чергу, відіграватимуть роль у перших двох аспектах проектування: конфігурації та організації кабелів.

Таким чином, процес проектування відбувається «повним колом», ще раз підтверджуючи важливість проектування декартового робота як інтегрованої електромеханічної одиниці, а не серії механічних компонентів, які просто підключені до електричного обладнання та програмного забезпечення.