3 vaihetta lineaarisen paikannusjärjestelmän suunnitteluun

Kartesiaaniset robotit toimivat kahdella tai kolmella akselilla karteesisessa X-, Y- ja Z-koordinaatistossa. Vaikka SCARA- ja 6-akseliset robotit ovat laajemmin tunnettuja, karteesisia järjestelmiä löytyy lähes kaikista kuviteltavissa olevista teollisista sovelluksista puolijohdevalmistuksesta puuntyöstölaitteisiin. Eikä ole yllätys, että karteesisia järjestelmiä käytetään niin laajalti. Niitä on saatavilla näennäisesti rajattomissa kokoonpanoissa ja ne voidaan helposti mukauttaa vastaamaan tarkkoja sovellusparametreja.

Vaikka karteesiset robotit ovat perinteisesti suunnitelleet ja rakentaneet integraattorit ja loppukäyttäjät itse, useimmat lineaaristen toimilaitteiden valmistajat tarjoavat nyt valmiiksi suunniteltuja karteesisia robotteja, jotka lyhentävät merkittävästi suunnittelu-, kokoonpano- ja käynnistysaikaa verrattuna järjestelmän rakentamiseen tyhjästä. Kun valitset valmiiksi suunniteltua karteesista robottia, pidä mielessä kolme asiaa varmistaaksesi, että saat sovellukseesi parhaiten sopivan järjestelmän.

【Suunta】

Suunta määräytyy usein sovelluksen mukaan, ja keskeinen tekijä on se, onko osia käsiteltävä tai onko prosessin tapahduttava ylhäältä vai alhaalta. On myös tärkeää varmistaa, että järjestelmä ei häiritse muita kiinteitä tai liikkuvia osia eikä aiheuta turvallisuusriskiä. Onneksi karteesisia robotteja on saatavilla monissa eri XY- ja XYZ-konfiguraatioissa, jotka täyttävät sovellus- ja tilarajoitukset. Vakiomuotoisten moniakselisten suuntausten sisällä on myös vaihtoehtoja asentaa toimilaitteet pystyasentoon tai kyljelleen. Tämä suunnitteluvalinta tehdään yleensä jäykkyys mielessä pitäen, koska joillakin toimilaitteilla (erityisesti kaksoisjohteilla varustetuilla) on suurempi jäykkyys kyljelleen asennettuna.

Uloimman akselin (Y XY-konfiguraatiossa tai Z XYZ-konfiguraatiossa) osalta suunnittelija voi valita, onko jalusta kiinteä vaunun liikkuessa vai vaunun liikkuessa jalustan ollessa kiinteä. Ensisijainen syy vaunun kiinnittämiseen ja jalustan siirtämiseen on häiriötekijät. Jos toimilaite työntyy työalueelle ja se on siirrettävä pois tieltä muiden järjestelmien tai prosessien liikkuessa sen läpi, jalustan siirtäminen mahdollistaa merkittävän osan toimilaitteesta vetäytymisen sisään ja tilan tyhjentämisen. Se kuitenkin lisää liikkuvaa massaa ja inertiaa, joten tämä on otettava huomioon vaihteistojen ja moottoreiden mitoituksessa. Kaapelointi on suunniteltava siten, että se voi liikkua akselin mukana, koska moottori liikkuu. Valmiiksi suunnitelluissa järjestelmissä nämä seikat otetaan huomioon ja varmistetaan, että kaikki komponentit on suunniteltu ja mitoitettu oikein karteesisen järjestelmän tarkkaa suuntaa ja asettelua varten.

【Kuormitus, isku ja nopeus】

Nämä kolme sovellusparametria ovat perustana, joiden perusteella useimmat karteesiset robotit valitaan. Sovellus vaatii tietyn kuorman siirtämistä tietyn matkan tietyssä ajassa. Mutta ne ovat myös toisistaan ​​riippuvaisia ​​– kuorman kasvaessa maksiminopeus alkaa lopulta laskea. Ja iskunpituutta rajoittaa kuorma, jos uloin toimilaite on ulokevarsillinen, tai nopeus, jos toimilaite on kuularuuvikäyttöinen. Tämä tekee karteesisen järjestelmän mitoituksesta erittäin monimutkaisen tehtävän.

Suunnittelu- ja mitoitustehtävien yksinkertaistamiseksi karteesisten robottien valmistajat toimittavat tyypillisesti kaavioita tai taulukoita, jotka antavat enimmäiskuormituksen ja -nopeuden tietyille iskunpituuksille ja suunnille. Jotkut valmistajat ilmoittavat kuitenkin suurimman kuormituksen, iskun ja nopeuden ominaisuudet, jotka ovat toisistaan ​​riippumattomia. On tärkeää ymmärtää, ovatko julkaistut tiedot toisensa poissulkevia vai voidaanko suurimman kuormituksen, nopeuden ja iskun tiedot saavuttaa yhdessä.

【Tarkkuus ja täsmällisyys】

Lineaaritoimilaitteet ovat karteesisen robotin tarkkuuden ja täsmällisyyden perusta. Toimilaitteen tyyppi – onko sillä alumiini- vai teräsjalusta ja onko käyttömekanismi hihna-, ruuvi-, lineaarimoottori- vai pneumaattinen – on tärkein tarkkuuden ja toistettavuuden määräävä tekijä. Mutta toimilaitteiden asennus- ja kiinnitystapa vaikuttaa myös robotin liiketarkkuuteen. Kokoonpanon aikana tarkasti linjatulla ja kiinnitetyllä karteesisella robotilla on yleensä suurempi liiketarkkuus kuin järjestelmällä, jota ei ole kiinnitetty, ja se pystyy paremmin ylläpitämään tätä tarkkuutta koko käyttöikänsä ajan.

Moniakselisissa järjestelmissä akselien väliset yhteydet eivät ole täysin jäykkiä, ja lukuisat muuttujat vaikuttavat kunkin akselin käyttäytymiseen. Tämä tekee liiketarkkuuden ja toistettavuuden laskemisesta tai matemaattisesta mallintamisesta vaikeaa. Paras vaihtoehto varmistaa, että karteesinen järjestelmä täyttää vaaditun liiketarkkuuden ja toistettavuuden, on etsiä järjestelmiä, jotka valmistaja on testannut ja joilla on samankaltaiset kuormitukset, iskuluvut ja nopeudet. Useimmat karteesisten robottien valmistajat tunnistavat tämän käyttäjien kannalta keskeiseksi huolenaiheeksi ja ovat testanneet järjestelmiään tarjotakseen "tosimaailman" tietoa suorituskyvystä eri sovelluksissa.

Valmiiksi suunnitellut karteesiset robotit tarjoavat merkittäviä säästöjä verrattuna itse suunniteltuihin ja koottuihin robotteihin. Moniakselisen järjestelmän mitoitukseen, valintaan, tilaamiseen, kokoamiseen, käynnistämiseen ja vianmääritykseen kuluva aika voi olla satoja tunteja, ja valmiiksi suunnitellut järjestelmät lyhentävät tämän vain muutamaan tuntiin valinta- ja käynnistysaikaa. Valmistajien vakiotarjousten laaja kokoonpanovalikoima, johdetyypit ja käyttötekniikat tarkoittavat, että suunnittelijoiden ja insinöörien ei tarvitse tinkiä suorituskyvystä tai maksaa suuremmasta kapasiteetista kuin mitä sovellus vaatii.