Definition, Design und Konfigurationen für lineare Positionierungssysteme.

Kartesische Roboterdefinition

Ein kartesischer Roboter oder kartesischer Koordinatenroboter (auch Linearroboter genannt) ist ein Industrieroboter mit drei primären Steuerachsen, die alle linear (d. h. sie bewegen sich entlang einer geraden Linie, anstatt sich zu drehen) und senkrecht zueinander stehen. Die drei Gleitgelenke ermöglichen die Bewegung des Handgelenks nach oben, unten, vor und zurück. Im dreidimensionalen Raum ist er unglaublich zuverlässig und präzise. Er eignet sich auch für horizontale Bewegungen und das Stapeln von Behältern als Roboterkoordinatensystem.

Kartesisches Roboterdesign und -konfigurationen

Um den Konstruktionsmechanismus eines kartesischen Roboters zu verstehen, muss man zunächst das Konzept der Gelenktopologie verstehen. Ein bewegliches Ziel ist durch eine durchgehende Kette von Gliedern und Gelenken mit einer Basis serieller Manipulatoren verbunden. Das bewegliche Ziel ist über mehrere Ketten (Glieder) mit der Unterseite paralleler Manipulatoren verbunden. Die meisten kartesischen Koordinatenroboter verwenden eine Mischung aus seriellen und parallelen Verbindungen. Alle kartesischen Koordinatenroboter hingegen sind vollständig parallel geschaltet.

Als nächstes kommt der Freiheitsgrad ins Spiel. Kartesische Koordinatenroboter manipulieren Strukturen üblicherweise nur mit linearen Translationsfreiheitsgraden T, da sie über linear arbeitende prismatische P-Gelenke gesteuert werden. Andererseits verfügen einige kartesische Koordinatenroboter auch über Rotationsfreiheitsgrade R.

Die Anordnung der Achsen ist eines der ersten Dinge, die beim Bau eines kartesischen Roboters festgelegt werden müssen, nicht nur um die erforderlichen Bewegungen auszuführen, sondern auch um sicherzustellen, dass das Gerät über eine ausreichende Steifigkeit verfügt, die sich auf die Tragfähigkeit, die Fahrpräzision und die Positioniergenauigkeit auswirken kann.

Einige Anwendungen, die eine Bewegung in kartesischen Koordinaten erfordern, lassen sich durch einen Portalroboter besser unterstützen als durch eine kartesische Methode, insbesondere wenn die Y-Achse einen langen Hub erfordert oder das kartesische Verfahren erhebliche Momente auf die Achsen ausübt. In diesen Situationen kann ein Portalgerät mit zwei X- oder zwei Y-Achsen erforderlich sein, um unnötige Durchbiegungen oder Vibrationen zu vermeiden.

Für jede Achse eines kartesischen Koordinatenroboters wird üblicherweise eine Linearebene verwendet, die aus einem geometrisch parallelen Linearantrieb mit Linearlagern besteht. Der Linearantrieb ist üblicherweise zwischen zwei Linearlagern montiert, die so angeordnet sind, dass sie die Momentbelastung abfangen. Ein XY-Tisch besteht aus zwei senkrecht übereinander gestapelten Lineartischen.