प्रयोगशाला जैसे पिक-एंड-प्लेस अनुप्रयोगों में कैंटिलीवर संरचना का उपयोग फायदेमंद होता है क्योंकि इसमें पुर्जे आसानी से उपलब्ध होते हैं। गैन्ट्री रोबोट कार्टेशियन कोऑर्डिनेट रोबोट होते हैं जिनके क्षैतिज भाग दोनों सिरों पर समर्थित होते हैं; भौतिक रूप से, ये गैन्ट्री क्रेन के समान होते हैं, जो जरूरी नहीं कि रोबोट ही हों। गैन्ट्री रोबोट अक्सर विशाल होते हैं और भारी भार उठाने में सक्षम होते हैं।

गैन्ट्री और कार्टेशियन रोबोट के बीच अंतर

कार्टेशियन रोबोट में प्रत्येक अक्ष पर एक लीनियर एक्चुएटर होता है, जबकि गैन्ट्री रोबोट में दो आधार (X) अक्ष और एक दूसरा (Y) अक्ष होता है जो इन दोनों को जोड़ता है। यह डिज़ाइन दूसरे अक्ष को कैंटिलीवर होने से रोकता है (इसके बारे में आगे विस्तार से बताया जाएगा) और कार्टेशियन रोबोट की तुलना में गैन्ट्री रोबोट में स्ट्रोक की लंबाई और भार वहन क्षमता को और भी बढ़ा देता है।

कार्टेशियन रोबोटों में सबसे आम तौर पर ड्यूल गाइडेड डिज़ाइन का उपयोग किया जाता है क्योंकि यह ओवरहंग (मोमेंट) लोड से बेहतर सुरक्षा प्रदान करता है; हालांकि, ड्यूल लीनियर गाइड वाले अक्ष सिंगल गाइड वाले अक्षों की तुलना में अधिक जगह घेरते हैं, वहीं ड्यूल गाइड सिस्टम आमतौर पर (ऊर्ध्वाधर दिशा में) छोटे होते हैं और मशीन के अन्य हिस्सों के साथ परस्पर क्रिया को कम कर सकते हैं। तर्क यह है कि आपके द्वारा चुने गए अक्षों का प्रकार न केवल कार्टेशियन सिस्टम की दक्षता पर बल्कि उसके कुल आकार पर भी प्रभाव डालता है।

कार्टेशियन रोबोट एक्चुएटर्स

यदि कार्टेशियन तंत्र सर्वोत्तम विकल्प है, तो अगला डिज़ाइन कारक आमतौर पर एक्चुएटर नियंत्रण इकाई होता है, जो बोल्ट, स्क्रू या वायवीय-चालित प्रणाली हो सकती है। रैखिक एक्चुएटर आमतौर पर ड्राइव सिस्टम के आधार पर एकल या दोहरे रैखिक गाइड के साथ उपलब्ध होते हैं।

केबल नियंत्रण और प्रबंधन

इस रोबोट डिज़ाइन की एक और महत्वपूर्ण विशेषता केबल नियंत्रण है, जिसे अक्सर शुरुआती चरणों में अनदेखा कर दिया जाता है (या योजना के बाद के चरणों के लिए टाल दिया जाता है)। नियंत्रण, वायु (न्यूमेटिक अक्षों के लिए), एनकोडर इनपुट (सर्वो-चालित कार्टेशियन के लिए), सेंसर और अन्य विद्युत उपकरणों के लिए, प्रत्येक अक्ष में कई केबल शामिल होते हैं।

जब सिस्टम और कंपोनेंट इंडस्ट्रियल इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IIoT) के माध्यम से जुड़े होते हैं, तो उन्हें जोड़ने के लिए उपयोग किए जाने वाले तरीके और उपकरण बहुत अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं और इन दोनों ट्यूबों, तारों और कनेक्टर्स को उचित रूप से रूट किया जाना चाहिए और अनुचित फ्लेक्सिंग से समय से पहले थकान से बचने या अन्य डिवाइस कंपोनेंट के साथ हस्तक्षेप से व्यवधान से बचने के लिए उनका रखरखाव किया जाना चाहिए।

आवश्यक केबलों का प्रकार और मात्रा, साथ ही केबल प्रबंधन की जटिलता, ये सभी नियंत्रण प्रणाली और नेटवर्क प्रोटोकॉल के प्रकार पर निर्भर करते हैं। ध्यान दें कि केबल प्रबंधन प्रणाली के केबल कैरियर, ट्रे या हाउसिंग संपूर्ण प्रणाली के मापों को प्रभावित करेंगे, इसलिए सुनिश्चित करें कि केबलिंग प्रणाली और रोबोटिक घटकों के बीच कोई टकराव न हो।

कार्टेशियन रोबोट नियंत्रण

बिंदु-से-बिंदु गति के लिए कार्टेशियन रोबोट सबसे पसंदीदा तरीका है, लेकिन वे जटिल अंतर्विभाजित और घुमावदार गति भी कर सकते हैं। आवश्यक गति का प्रकार सिस्टम के लिए सर्वोत्तम नियंत्रण उपकरण, नेटवर्किंग प्रोटोकॉल, एचएमआई और अन्य गति घटकों को निर्धारित करेगा।

हालांकि ये घटक रोबोट के अक्षों से स्वतंत्र रूप से स्थित होते हैं, फिर भी अधिकांशतः इनका प्रभाव मोटरों, तारों और अन्य अक्षीय विद्युत घटकों पर पड़ता है। ये अक्षीय तत्व पहले दो डिज़ाइन संबंधी पहलुओं, स्थिति निर्धारण और केबल नियंत्रण को प्रभावित करते हैं।

परिणामस्वरूप, डिजाइन प्रक्रिया पूरी तरह से घूमकर वहीं पहुंच जाती है, जहां से शुरू हुई थी, और यह इस बात पर जोर देती है कि कार्टेशियन रोबोट को विद्युत हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर से जुड़े यांत्रिक भागों के समूह के बजाय एक परस्पर जुड़े विद्युत-यांत्रिक उपकरण के रूप में निर्मित करना महत्वपूर्ण है।

कार्टेशियन रोबोट कार्य लिफाफा

विभिन्न रोबोट विन्यास अलग-अलग कार्य क्षेत्र आकार उत्पन्न करते हैं। किसी विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए रोबोट का चयन करते समय यह कार्य क्षेत्र महत्वपूर्ण होता है क्योंकि यह मैनिपुलेटर और एंड इफेक्टर के कार्य क्षेत्र को निर्दिष्ट करता है। अनेक उद्देश्यों के लिए, रोबोट के कार्य क्षेत्र का अध्ययन करते समय सावधानी बरतनी चाहिए:

1. वर्किंग एनवेलप वह कार्य क्षेत्र है जिसे रोबोटिक आर्म के अंतिम छोर पर स्थित किसी बिंदु द्वारा पूरा किया जा सकता है, जो आमतौर पर एंड-इफेक्टर के माउंटिंग अरेंजमेंट का मध्य बिंदु होता है। इसमें एंड-इफेक्टर के स्वामित्व वाले कोई उपकरण या वर्कपीस शामिल नहीं होते हैं।

2. कभी-कभी रोबोट आर्म के संचालन क्षेत्र के भीतर कुछ ऐसे स्थान होते हैं जहाँ वह प्रवेश नहीं कर सकता। विशिष्ट क्षेत्रों को डेड ज़ोन कहा जाता है।
बताई गई अधिकतम पेलोड क्षमता केवल इतनी भुजाओं की लंबाई पर ही प्राप्त की जा सकती है, जो अधिकतम पहुंच तक पहुंच भी सकती है और नहीं भी।

3. कार्टेशियन कॉन्फ़िगरेशन का ऑपरेटिंग एनवेलप एक आयताकार प्रिज्म है। इस वर्किंग एनवेलप के अंदर कोई डेड ज़ोन नहीं है, और रोबोट पूरे वर्किंग वॉल्यूम में पूरे पेलोड को नियंत्रित कर सकता है।