अनुकूलन और बहुमुखी प्रतिभा

क्रमिक गतिकी के रूप में कार्तीय संचालन प्रणालियों में सीधी रेखा गति के लिए मुख्य अक्ष और घूर्णन के लिए सहायक अक्ष होते हैं। यह प्रणाली एक साथ मार्गदर्शक, आधार और चालक के रूप में कार्य करती है और संचालन प्रणाली की संरचना चाहे जो भी हो, इसे अनुप्रयोग के संपूर्ण सिस्टम में एकीकृत किया जाना चाहिए।

【मानक माउंटिंग स्थितियाँ】

सभी कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम को अंतरिक्ष में किसी भी स्थिति में स्थापित किया जा सकता है। इससे यांत्रिक प्रणाली को अनुप्रयोग की परिस्थितियों के अनुसार आदर्श रूप से अनुकूलित किया जा सकता है। यहाँ कुछ सामान्य डिज़ाइनों पर एक नज़र डाली गई है।

द्वि-आयामी - इन कार्टेशियन हैंडलिंग प्रणालियों को ऊर्ध्वाधर तल में उनकी गति के साथ कैंटिलीवर और रैखिक गैन्ट्री की श्रेणियों में विभाजित किया गया है, और क्षैतिज तल में उनकी गति के साथ समतल सतह गैन्ट्री की श्रेणियों में विभाजित किया गया है।

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

एक रैखिक गैन्ट्री एक क्षैतिज अक्ष (Y) होती है जो बाएँ और दाएँ, दोनों सिरों पर सुरक्षित होती है। एक ऊर्ध्वाधर अक्ष (Z) अक्ष के दोनों अंतिम बिंदुओं के बीच एक स्लाइड पर लगा होता है। रैखिक गैन्ट्री आमतौर पर पतली होती हैं, जिनमें एक आयताकार ऊर्ध्वाधर कार्य स्थान होता है।

एक समतलीय सतह गैन्ट्री में दो समानांतर अक्ष (X) होते हैं जो गति की दिशा के लंबवत एक अक्ष (Y) से जुड़े होते हैं। समतलीय सतह गैन्ट्री, डेल्टा किनेमेटिक्स वाले रोबोट सिस्टम या SCARA के वृत्ताकार/गुर्दे के आकार के कार्य स्थानों की तुलना में काफ़ी बड़े कार्य स्थान को कवर कर सकती है।

अलग-अलग अक्षों वाले पारंपरिक विन्यास के अलावा, रैखिक गैन्ट्री और समतलीय सतह गैन्ट्री भी एक निश्चित यांत्रिक संयोजन वाली पूर्ण प्रणालियों का रूप लेते हैं, जिनमें एक घूर्णनशील दांतेदार बेल्ट चालक घटक के रूप में होता है। कम प्रभावी भार उन्हें उच्च क्षमता (पिक्स/मिनट) के लिए उपयुक्त बनाता है, जिसके साथ संगत गतिशील प्रतिक्रिया भी होती है।

त्रि-आयामी - ये कार्टेशियन हैंडलिंग प्रणालियां दोनों तलों पर गति के साथ कैंटिलीवर और 3D गैन्ट्री की श्रेणियों में विभाजित हैं।

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

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

नोट: समतलीय सतह, रैखिक और त्रि-आयामी गैन्ट्री में, बल क्षैतिज अक्षों के दो आधार बिंदुओं के बीच लगाया जाता है। कैंटिलीवर पर क्षैतिज अक्ष अपने सिरे पर लटके भार के कारण लीवर का काम करता है।

【सरल प्रोग्रामिंग की आवश्यकता】

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 संचलन आवश्यक हो, जैसे कि चिपकाने वाला पदार्थ लगाते समय, तो PLC नियंत्रण पर्याप्त नहीं रह जाता। ऐसे मामलों में, कार्टेशियन हैंडलिंग प्रणालियों के लिए भी पारंपरिक रोबोट प्रोग्रामिंग आवश्यक है। हालाँकि, कार्टेशियन हैंडलिंग प्रणालियों के लिए नियंत्रण वातावरण पारंपरिक रोबोटों की तुलना में संभावित विकल्पों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है। जहाँ पारंपरिक रोबोटों के लिए हमेशा निर्माता की विशिष्ट नियंत्रण प्रणाली की आवश्यकता होती है, वहीं कार्टेशियन हैंडलिंग प्रणालियों के लिए किसी भी PLC का उपयोग किया जा सकता है, उस संस्करण में जो अनुप्रयोग की आवश्यकताओं और जटिलता के लिए सर्वोत्तम कार्यों की श्रेणी प्रदान करता हो। इसका अर्थ है कि ग्राहक के विनिर्देशों का पालन किया जा सकता है और एक समान नियंत्रण प्लेटफ़ॉर्म लागू किया जा सकता है, जिसमें एक समान प्रोग्रामिंग भाषा और प्रोग्राम संरचना शामिल है।

पारंपरिक रोबोटों के लिए अक्सर जटिल प्रोग्रामिंग की आवश्यकता होती है। परिणामस्वरूप, यांत्रिक कार्यों के लिए 4 से 6 अक्षों वाली प्रणालियों का उपयोग करने के लिए बहुत अधिक प्रयास की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, सीधी रेखा में यात्रा के लिए सभी 6 अक्षों को हमेशा एक ही समय पर गतिमान करना आवश्यक होता है। पारंपरिक रोबोटिक अनुप्रयोगों में "दाएँ हाथ से बाएँ हाथ" की प्रोग्रामिंग करना भी कठिन और समय लेने वाला होता है। कार्टेशियन हैंडलिंग प्रणालियाँ यहाँ उत्कृष्ट विकल्प प्रदान करती हैं।

【ऊर्जा दक्षता उच्च है】

ऊर्जा कुशल संचालन की नींव सिस्टम के चयन के समय ही रख दी 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 भार बल की निरंतर क्षतिपूर्ति करनी होती है।

कार्तीय संचालन प्रणालियों में, आमतौर पर केवल ऊर्ध्वाधर Z अक्ष पर ही निरंतर बल लगाने की आवश्यकता होती है। गुरुत्वाकर्षण बल के विरुद्ध प्रभावी भार को वांछित स्थिति में बनाए रखने के लिए इस बल की आवश्यकता होती है। वायवीय ड्राइव का उपयोग करके यह बहुत कुशलता से प्राप्त किया जा सकता है, क्योंकि ये अपने धारण चरणों में ऊर्जा की खपत नहीं करते हैं। वायवीय Z अक्षों का एक और लाभ उनका कम मृत भार है, जिसका अर्थ है कि X और Y अक्षों के यांत्रिक घटकों और उनकी विद्युत मोटर के लिए छोटे आकार का उपयोग किया जा सकता है। कम प्रभावी भार ऊर्जा की खपत को कम करता है।

विद्युत अक्षों की विशिष्ट शक्तियाँ 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 प्रणालियों का उपयोग करना अधिक कुशल और किफायती होता है। अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए, एक आदर्श कार्टेशियन हैंडलिंग प्रणाली डिज़ाइन करना संभव है क्योंकि:

• प्रणालियों को इष्टतम पथों और गतिशील प्रतिक्रिया के संदर्भ में अनुप्रयोग की आवश्यकताओं के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है, और लोड के लिए 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 करते समय ऊर्जा आपूर्ति बंद करके।

• कार्टेशियन हैंडलिंग प्रणालियाँ अनुप्रयोग के लिए स्थान-अनुकूलित हैं।

• मानक, बड़े पैमाने पर उत्पादित घटक कार्टेशियन हैंडलिंग सिस्टम को पारंपरिक औद्योगिक रोबोटों के लिए आकर्षक मूल्य वाला विकल्प बनाते हैं।

और अंतिम, लेकिन महत्वपूर्ण बात: कार्टेशियन हैंडलिंग प्रणालियों में, गतिकी को अनुप्रयोग और उसके बाह्य उपकरणों द्वारा परिभाषित किया जाता है, न कि इसके विपरीत।