अनुकूलन और बहुमुखी प्रतिभा

कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम, सीरियल काइनेमेटिक्स के रूप में, सीधी रेखा में गति के लिए मुख्य अक्ष और घूर्णन के लिए सहायक अक्ष रखते हैं। यह सिस्टम एक साथ गाइड, सपोर्ट और ड्राइव के रूप में कार्य करता है और हैंडलिंग सिस्टम की संरचना चाहे जो भी हो, इसे एप्लिकेशन के संपूर्ण सिस्टम में एकीकृत किया जाना चाहिए।

【मानक माउंटिंग स्थितियाँ】

सभी कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम को किसी भी स्थान पर स्थापित किया जा सकता है। इससे यांत्रिक प्रणाली को उपयोग की परिस्थितियों के अनुसार आदर्श रूप से अनुकूलित किया जा सकता है। यहां कुछ सबसे आम डिज़ाइनों पर एक नज़र डालते हैं।

द्वि-आयामी – इन कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम को ऊर्ध्वाधर तल में गति करने वाले कैंटिलीवर और रैखिक गैन्ट्री तथा क्षैतिज तल में गति करने वाले समतल सतह गैन्ट्री की श्रेणियों में विभाजित किया गया है।

एक 2डी कैंटिलीवर में एक क्षैतिज अक्ष (Y) होता है जिसके सामने की ओर एक ऊर्ध्वाधर ड्राइव (Z) लगा होता है।

एक लीनियर गैन्ट्री में एक क्षैतिज अक्ष (Y) होता है जो दोनों सिरों, बाएँ और दाएँ, से सुरक्षित रूप से जुड़ा होता है। एक ऊर्ध्वाधर अक्ष (Z) अक्ष के दोनों अंतिम बिंदुओं के बीच एक स्लाइड पर लगा होता है। लीनियर गैन्ट्री आमतौर पर पतली होती है, जिसमें एक आयताकार ऊर्ध्वाधर कार्य क्षेत्र होता है।

एक समतल सतह गैन्ट्री में दो समानांतर अक्ष (X) होते हैं जो गति की दिशा के लंबवत एक अक्ष (Y) द्वारा जुड़े होते हैं। समतल सतह गैन्ट्री, डेल्टा काइनेमेटिक्स वाले रोबोट सिस्टम या गोलाकार/गुर्दे के आकार के कार्यक्षेत्र वाले SCARA सिस्टम की तुलना में काफी बड़े कार्यक्षेत्र को कवर कर सकती हैं।

अलग-अलग अक्षों वाली पारंपरिक संरचना के अलावा, लीनियर गैन्ट्री और प्लेनर सरफेस गैन्ट्री भी एक निश्चित यांत्रिक संयोजन वाले पूर्ण सिस्टम के रूप में उपलब्ध हैं, जिनमें घूर्णनशील दांतेदार बेल्ट ड्राइविंग घटक के रूप में कार्य करती है। कम प्रभावी भार के कारण ये उच्च क्षमता (पिक/मिनट) और उससे मेल खाने वाली गतिशील प्रतिक्रिया के लिए उपयुक्त हैं।

त्रि-आयामी – इन कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम को कैंटिलीवर और 3डी गैन्ट्री की श्रेणियों में विभाजित किया गया है, जो दोनों तलों पर गति कर सकते हैं।

3डी कैंटिलीवर में दो अक्ष (X) समानांतर रूप से लगे होते हैं, साथ ही एक कैंटिलीवर अक्ष (Y) गति की दिशा के लंबवत होता है, और इसके सामने एक ऊर्ध्वाधर अक्ष (Z) लगा होता है।

3डी गैन्ट्री में दो समानांतर अक्ष (X) होते हैं जो गति की दिशा के लंबवत एक अक्ष (Y) द्वारा जुड़े होते हैं। इस लंबवत अक्ष पर एक ऊर्ध्वाधर अक्ष (Z) लगा होता है।

नोट: समतल सतह, रेखीय और त्रि-आयामी गैन्ट्री में, बल क्षैतिज अक्षों के दो आधार बिंदुओं के बीच लगाया जाता है। कैंटिलीवर पर क्षैतिज अक्ष, इसके सिरे पर लटके भार के कारण उत्तोलक के रूप में कार्य करता है।

【सरल प्रोग्रामिंग की आवश्यकता है】

आवश्यक प्रोग्रामिंग की मात्रा कार्य पर निर्भर करती है: यदि सिस्टम को केवल अलग-अलग बिंदुओं पर जाने की आवश्यकता है, तो त्वरित और सरल पीएलसी प्रोग्रामिंग पर्याप्त है।

यदि पथ गति आवश्यक हो, जैसे कि चिपकने वाला पदार्थ लगाते समय, तो पीएलसी नियंत्रण पर्याप्त नहीं रह जाता। ऐसे मामलों में, कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम के लिए भी पारंपरिक रोबोट प्रोग्रामिंग की आवश्यकता होती है। हालांकि, पारंपरिक रोबोटों की तुलना में कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम के लिए नियंत्रण वातावरण में कई विकल्प उपलब्ध होते हैं। जहां पारंपरिक रोबोटों में हमेशा निर्माता के विशिष्ट नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करना आवश्यक होता है, वहीं कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम के लिए किसी भी पीएलसी का उपयोग किया जा सकता है, बशर्ते वह संस्करण एप्लिकेशन की आवश्यकताओं और जटिलता के लिए सबसे उपयुक्त हो। इसका अर्थ है कि ग्राहक की विशिष्टताओं का पालन किया जा सकता है और एक समान नियंत्रण प्लेटफॉर्म लागू किया जा सकता है, जिसमें एक समान प्रोग्रामिंग भाषा और प्रोग्राम संरचना शामिल है।

परंपरागत रोबोटों में अक्सर जटिल प्रोग्रामिंग की आवश्यकता होती है। परिणामस्वरूप, यांत्रिक कार्यों के लिए 4 से 6 अक्षीय प्रणालियों का उपयोग करने में काफी मेहनत लगती है। उदाहरण के लिए, सीधी रेखा में चलने के लिए सभी 6 अक्षों को हमेशा एक साथ चलाना पड़ता है। परंपरागत रोबोटिक अनुप्रयोगों में "दाएं हाथ से बाएं हाथ" को प्रोग्राम करना भी कठिन और समय लेने वाला होता है। कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम यहां उत्कृष्ट विकल्प प्रदान करते हैं।

【ऊर्जा दक्षता उच्च है】

ऊर्जा कुशल संचालन की नींव सिस्टम के चयन के समय ही रखी जाती है। यदि अनुप्रयोग में कुछ स्थितियों में लंबे समय तक रुकने की आवश्यकता होती है, तो पारंपरिक रोबोटों के सभी अक्ष बंद-लूप नियंत्रण के अधीन होते हैं और उन्हें लगातार भार बल के लिए क्षतिपूर्ति करनी होती है।

कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम में, आमतौर पर केवल ऊर्ध्वाधर Z अक्ष को ही लगातार बल लगाने की आवश्यकता होती है। यह बल गुरुत्वाकर्षण बल के विरुद्ध प्रभावी भार को वांछित स्थिति में बनाए रखने के लिए आवश्यक है। न्यूमेटिक ड्राइव का उपयोग करके इसे बहुत कुशलता से प्राप्त किया जा सकता है, क्योंकि ये भार को बनाए रखने के दौरान ऊर्जा की खपत नहीं करते हैं। न्यूमेटिक Z अक्षों का एक और लाभ इनका कम डेड वेट है, जिसका अर्थ है कि X और Y अक्षों के यांत्रिक घटकों और उनके इलेक्ट्रिक मोटर के लिए छोटे आकार का उपयोग किया जा सकता है। कम प्रभावी भार से ऊर्जा की खपत में कमी आती है।

इलेक्ट्रिक अक्षों की विशिष्ट खूबियाँ विशेष रूप से लंबे पथों और उच्च चक्र दरों के मामले में सामने आती हैं। इसलिए, वे अक्सर X और Y अक्षों के लिए एक बहुत ही कुशल विकल्प होते हैं।

【निष्कर्ष】

कई मामलों में, पारंपरिक रोबोट प्रणालियों के बजाय कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम का उपयोग करना अधिक कुशल और किफायती होता है। अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए, एक आदर्श कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम को डिज़ाइन करना संभव है क्योंकि:

• सिस्टम को इष्टतम पथों और गतिशील प्रतिक्रिया के संदर्भ में अनुप्रयोग की आवश्यकताओं के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है, और लोड के अनुसार अनुकूलित किया गया है।

• उनकी यांत्रिक संरचना उन्हें प्रोग्राम करना आसान बनाती है: उदाहरण के लिए, ऊर्ध्वाधर गति के लिए केवल एक अक्ष को सक्रिय करने की आवश्यकता होती है।

• उनका इष्टतम यांत्रिक अनुकूलन उन्हें ऊर्जा कुशल बनाता है, उदाहरण के लिए, आराम की स्थिति में होने पर ऊर्जा आपूर्ति को बंद कर देना।

• कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम को अनुप्रयोग के लिए स्थान-अनुकूलित किया जाता है।

• मानक, बड़े पैमाने पर उत्पादित घटकों के कारण कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम पारंपरिक औद्योगिक रोबोटों के मुकाबले एक आकर्षक और किफायती विकल्प बन जाते हैं।

और अंत में, लेकिन कम महत्वपूर्ण नहीं: कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम के साथ, गतिकी को एप्लिकेशन और उसके परिधीय उपकरणों द्वारा परिभाषित किया जाता है, न कि इसके विपरीत।