Геометрія декартових координат є чудовим методом відображення тривимірного простору в простій, легкій для розуміння системі чисел. У декартовій системі тривимірного простору є три осі координат, які перпендикулярні одна до одної (ортогональні осі) і стикаються в початку координат.

Три осі зазвичай називаються віссю x, y та віссю z. Будь-яка точка в тривимірному просторі представлена ​​трьома числами як (x, y, z). X означає відстань точки від початку координат уздовж осі x, y — відстань від початку координат уздовж осі y, а z — відстань від початку координат уздовж осі z.

Картезіанські (портальні) роботи

Мехатронні роботи, які використовують для руху лінійні осі, називаються декартовими роботами, лінійними роботами або портальними роботами. Портальні роботи зовні схожі на портальні крани та працюють так само. Але портальні роботи не обмежуються функціями підйому та переміщення. Вони можуть мати спеціальні функції відповідно до вимог.

Декартові роботи мають верхню конструкцію, яка контролює рух у горизонтальній площині, і роботизовану руку, яка активує рух у вертикальній площині. Вони можуть бути розроблені для руху по осях xy або xyz. Роботизована рука розміщена на риштуваннях і може переміщатися в горизонтальній площині. Роботизована рука має ефектор або верстат, прикріплений до кінця руки залежно від функції, де вона використовується.

Хоча декартові роботи та портальні роботи використовуються як взаємозамінні, портальні роботи зазвичай мають дві осі x, тоді як декартові роботи матимуть лише одну з двох/трьох осей (відповідно до конфігурації).

 

Як вони функціонують?

Декартові роботи рухаються лише за допомогою лінійного руху, як правило, за допомогою сервоприводів. Використовувані лінійні приводи можуть мати різні форми відповідно до конкретного застосування. Система приводу може бути ремінною, тросовою, гвинтовою, пневматичною, зубчатою рейкою або лінійним двигуном. Деякі виробники пропонують повністю готові декартові роботи, які можна реалізувати без будь-яких модифікацій. Інші виробники пропонують різні компоненти як модулі, що дозволяє користувачеві реалізувати комбінацію цих модулів відповідно до конкретного випадку використання.

Самі роботизовані руки можуть бути оснащені «зором» або можуть бути «сліпими» під час операцій. Їх можна приєднати до датчиків світла або камер, щоб ідентифікувати об’єкти перед виконанням дії. Наприклад, декартових роботів можна використовувати в лабораторіях для відбору та переміщення зразків. Комп’ютерний зір можна використовувати для розпізнавання пробірки, піпеток або предметних стекол, а рука може схопити об’єкт відповідно до даних про положення, які передаються з камери.

Перевага декартових роботів перед іншими робототехнічними системами, такими як шестиосьові роботи, полягає в тому, що їх дуже легко програмувати. Один контролер руху може керувати логікою руху декартового робота. Роботи мають лише лінійний рух, що забезпечує легкість керування. Для управління рухом декартових роботів немає потреби в складному масиві ПЛК і мікрочіпів. Цей же атрибут допомагає спростити програмування руху робота.

 

Характеристики та переваги

Декартові роботи мають вищу вантажопідйомність порівняно з еквівалентними шестиосьовими роботами. Це, у поєднанні з нижчою ціною та простотою програмування для лінійних роботів, робить їх придатними для широкого спектру промислових застосувань. Портальні роботи, які, по суті, є декартовими роботами з опорними риштуваннями, можуть перевозити ще більші корисні навантаження. Діапазон руху лінійних роботів можна розширити, додавши до існуючого механізму сумісні модулі. Ця модульність декартових роботів робить їх набагато універсальнішими та мають довший термін служби в промислових умовах.

Декартові роботи також демонструють високий рівень точності та точності порівняно з їхніми роторними аналогами. Це пов’язано з тим, що вони мають лише лінійний рух і не потребують пристосування до обертального руху. Декартові роботи можуть мати допуски в діапазоні мікрометрів (мкм), тоді як шестиосьові роботи зазвичай мають допуски в діапазоні міліметрів (мм).

 

Програми для декартових роботів

Універсальність, нижча вартість і простота програмування роблять декартових роботів життєздатними для багатьох застосувань у промислових умовах. Давайте подивимося на деякі з них.

• Виберіть і розмістіть:Роботизована рука оснащена певною варіацією пристрою зору для ідентифікації різних компонентів каруселі чи конвеєрної стрічки. Рука може вибирати ці предмети та сортувати їх у різні контейнери. Збирання та сортування може виконуватися однією роботизованою рукою.
• Передача від процесу до процесу:У виробничій лінії будуть випадки, коли товари в процесі потрібно буде перемістити з одного місця в інше. Це можна зробити за допомогою двоприводних лінійних роботів. Їх можна використовувати з системами зору або синхронізацією часу залежно від решти процесу.
• Система складання:Коли ті самі кроки потрібно повторювати знову і знову, щоб зібрати частини продукту, для автоматизації завдань можна використовувати лінійних роботів.
• Нанесення клеїв і герметиків:Багато виробничих процесів передбачають нанесення клеїв або герметиків між деталями. Він використовується у великому автомобілебудуванні для виробництва невеликих електронних гаджетів. Клеї та герметики слід наносити в дуже точних кількостях і в правильному місці. Роботизовану руку лінійного робота можна з’єднати з високоточним дозатором рідини, і клеї та герметики можна наносити з високою точністю.
• Палетування та депалетування:Пакування використовує піддони для легкого транспортування товарів. Декартові роботи можуть бути використані для автоматизації як розміщення продуктів на піддонах, так і для забирання їх з піддонів.
• Верстати з ЧПУ:Машини на базі комп’ютерного числового керування використовуються для створення виробів відповідно до проектів, зроблених у програмному забезпеченні інженерного проектування. У верстатах з ЧПК широко використовуються лінійні роботи з різними інструментами, прикріпленими до роботизованих рук.
• Точне точкове зварювання:У певних виробничих процесах потрібне спеціальне зварювання. Лінійні роботи зі зварювальними кронштейнами можуть досягати точних зварних швів у точних місцях на робочій поверхні. Високий рівень допуску в діапазоні мікрометрів (мкм) корисний у таких застосуваннях.

Існує багато інших промислових застосувань для лінійних роботів. До них відносяться засоби дозування, базові машини для монтажників і тестувальників, блоки вставлення, пристрої для укладання, автоматизація запаювання, обробка матеріалів, зберігання та вилучення, різання, скрайбування та сортування.