Mukautettavuus ja monipuolisuus

Sarjallisena kinematiikana karteesisilla käsittelyjärjestelmillä on pääakselit suoraviivaista liikettä varten ja apuakselit pyörimistä varten. Järjestelmä toimii samanaikaisesti ohjauksena, tukena ja käyttölaitteena, ja se on integroitava sovelluksen kokonaisjärjestelmään riippumatta käsittelyjärjestelmän rakenteesta.

【Vakioasennusasennot】

Kaikki karteesiset käsittelyjärjestelmät voidaan asentaa mihin tahansa kohtaan tilassa. Tämä mahdollistaa mekaanisen järjestelmän ihanteellisen mukauttamisen sovelluksen olosuhteisiin. Tässä on katsaus joihinkin yleisimpiin malleihin.

Kaksiulotteinen – Nämä karteesiset käsittelyjärjestelmät jaetaan ulokepalkkien ja lineaaristen nostureiden luokkiin, joiden liike on pystysuorassa tasossa, sekä tasomaisten pintanostureiden luokkiin, joiden liike on vaakatasossa.

2D-ulokepalkki koostuu vaakasuorasta akselista (Y), jonka etuosaan on asennettu pystysuora käyttölaite (Z).

Lineaariportaali on vaakasuora akseli (Y), joka on kiinnitetty molemmista päistä, vasemmasta ja oikeasta. Pystysuora akseli (Z) on asennettu liukukiskoon akselin kahden päätypisteen väliin. Lineaariportaalit ovat yleensä kapeita ja niissä on suorakaiteen muotoinen pystysuora työskentelytila.

Tasomainen pintaportaali koostuu kahdesta yhdensuuntaisesta akselista (X), jotka on yhdistetty liikesuuntaan kohtisuorassa olevalla akselilla (Y). Tasomaiset pintaportaalit voivat kattaa huomattavasti suuremman työtilan kuin delta-kinematiikkaa käyttävät robottijärjestelmät tai SCARA-robotit, joilla on pyöreät/munuaisenmuotoiset työtilat.

Perinteisen yksittäisakseleilla varustetun kokoonpanon lisäksi lineaariportaat ja tasomaiset pintaportaat ovat myös kokonaisia ​​järjestelmiä, joissa on kiinteä mekaaninen yhdistelmä ja pyörivä hammashihna käyttökomponenttina. Alhainen tehollinen kuormitus tekee niistä sopivia suurille kapasiteeteille (poiminta/min) vastaavalla dynaamisella vasteella.

Kolmiulotteinen – Nämä karteesiset käsittelyjärjestelmät jaetaan ulokepalkkeihin ja 3D-portaalinostureihin, joiden liikkeet tapahtuvat molemmissa tasoissa.

3D-ulokkeet koostuvat kahdesta rinnakkain asennetusta akselista (X) sekä liikesuuntaan kohtisuorassa olevasta ulokeakselista (Y), jonka eteen on asennettu pystysuora akseli (Z).

3D-portaalit koostuvat kahdesta yhdensuuntaisesta akselista (X), jotka on yhdistetty liikesuuntaan kohtisuorassa olevalla akselilla (Y). Pystyakseli (Z) on asennettu tälle kohtisuoralle akselille.

Huomautus: Tasomaisissa, lineaarisissa ja 3D-kanturipukkeissa voima kohdistetaan vaakasuuntaisten akselien kahden tukipisteen väliin. Ulokevarren vaakasuuntainen akseli toimii vipuna sen päähän ripustetun kuorman vuoksi.

【Vaatii yksinkertaisempaa ohjelmointia】

Vaadittavan ohjelmoinnin aste riippuu toiminnosta: Jos järjestelmän tarvitsee liikkua vain yksittäisiin pisteisiin, nopea ja yksinkertainen PLC-ohjelmointi riittää.

Jos rataa on liikuteltava, kuten liimaa levitettäessä, PLC-ohjaus ei enää riitä. Tällaisissa tapauksissa perinteinen robottiohjelmointi on tarpeen myös karteesisille käsittelyjärjestelmille. Karteesisten käsittelyjärjestelmien ohjausympäristö tarjoaa kuitenkin laajan valikoiman vaihtoehtoja perinteisiin robotteihin verrattuna. Perinteiset robotit vaativat aina valmistajan oman ohjausjärjestelmän käyttöä, mutta karteesisissa käsittelyjärjestelmissä voidaan käyttää mitä tahansa PLC:tä siinä versiossa, jossa on parhaat toiminnot sovelluksen vaatimuksiin ja monimutkaisuuteen nähden. Tämä tarkoittaa, että asiakkaan spesifikaatioita voidaan noudattaa ja voidaan toteuttaa yhtenäinen ohjausalusta, mukaan lukien yhtenäinen ohjelmointikieli ja ohjelmarakenne.

Perinteisissä roboteissa vaaditaan usein monimutkaista ohjelmointia. Tämän seurauksena 4–6-akselisten järjestelmien käyttö mekaanisissa tehtävissä vaatii paljon työtä. Esimerkiksi kaikkia kuutta akselia on aina liikutettava samanaikaisesti suoraviivaista liikettä varten. Perinteisissä robottisovelluksissa on myös vaikeaa ja aikaa vievää ohjelmoida "oikea käsi vasempaan käsivarteen". Karteesiset käsittelyjärjestelmät tarjoavat tässä erinomaisia ​​vaihtoehtoja.

【Energiatehokkuus on korkea】

Energiatehokkaan käsittelyn perusta luodaan jo järjestelmää valittaessa. Jos sovellus vaatii pitkiä viipymäaikoja tietyissä asennoissa, kaikki perinteisten robottien akselit ovat suljetun silmukan ohjauksessa ja niiden on jatkuvasti kompensoitava painovoimaa.

Karteesisissa käsittelyjärjestelmissä yleensä vain pystysuoran Z-akselin tarvitsee kohdistaa voimaa jatkuvasti. Tätä voimaa tarvitaan pitämään tehollinen kuorma halutussa asennossa painovoimaa vastaan. Tämä voidaan saavuttaa erittäin tehokkaasti käyttämällä pneumaattisia käyttölaitteita, koska ne eivät kuluta energiaa pitovaiheissaan. Pneumaattisten Z-akseleiden lisäetu on niiden pieni omapaino, mikä tarkoittaa, että X- ja Y-akseleiden mekaanisissa osissa ja niiden sähkömoottorissa voidaan käyttää pienempiä kokoja. Pienempi tehollinen kuorma johtaa energiankulutuksen vähenemiseen.

Sähköakseleiden tyypilliset vahvuudet korostuvat erityisesti pitkien matkojen ja suurten syklitasojen tapauksessa. Siksi ne ovat usein erittäin tehokas vaihtoehto X- ja Y-akseleille.

【Johtopäätös】

Monissa tapauksissa on tehokkaampaa ja taloudellisempaa käyttää karteesisia käsittelyjärjestelmiä perinteisten robottijärjestelmien sijaan. Laajalle joukolle sovelluksia on mahdollista suunnitella ihanteellinen karteesinen käsittelyjärjestelmä, koska:

• Järjestelmät konfiguroidaan sovelluksen vaatimusten mukaisesti optimaalisten reittien ja dynaamisen vasteen suhteen, ja ne on mukautettu kuormaan.

• Niiden mekaaninen rakenne tekee ohjelmoinnista helppoa: esimerkiksi pystysuuntaisiin liikkeisiin tarvitsee aktivoida vain yksi akseli.

• Niiden optimaalinen mekaaninen sopeutuminen tekee niistä energiatehokkaita esimerkiksi katkaisemalla energiansyötön lepotilassa.

• Kartesiaaniset käsittelyjärjestelmät on tilaoptimoitu sovellukseen.

• Standardoidut, massatuotetut komponentit tekevät karteesisista käsittelyjärjestelmistä houkuttelevan vaihtoehdon perinteisille teollisuusroboteille.

Ja viimeisenä, muttei vähäisimpänä: karteesisissa käsittelyjärjestelmissä kinematiikka määritellään sovelluksen ja sen oheislaitteiden mukaan, ei päinvastoin.