प्रयोगशाला में उपयोग जैसे पिक-एंड-प्लेस अनुप्रयोगों में, कैंटिलीवर निर्माण से लाभ होता है क्योंकि घटक आसानी से सुलभ होते हैं। गैन्ट्री रोबोट कार्तीय निर्देशांक वाले रोबोट होते हैं जिनके दोनों सिरों पर क्षैतिज अवयव समर्थित होते हैं; शारीरिक रूप से, वे गैन्ट्री क्रेन के समान होते हैं, जो आवश्यक रूप से रोबोट नहीं होते। गैन्ट्री रोबोट अक्सर विशालकाय होते हैं और भारी भार उठाने में सक्षम होते हैं।

गैन्ट्री और कार्टेशियन रोबोट के बीच अंतर

एक कार्टेशियन रोबोट में प्रत्येक अक्ष पर एक रैखिक एक्चुएटर होता है, जबकि एक गैन्ट्री रोबोट में दो आधार (X) अक्ष और एक दूसरा (Y) अक्ष होता है जो उन्हें फैलाता है। यह डिज़ाइन दूसरे अक्ष को कैंटिलीवर होने से रोकता है (इस पर बाद में और अधिक) और कार्टेशियन रोबोट की तुलना में गैन्ट्री में स्ट्रोक की लंबाई और भी लंबी होती है और पेलोड भी अधिक होता है।

सबसे आम कार्टेशियन रोबोट दोहरे निर्देशित डिज़ाइन का उपयोग करते हैं क्योंकि यह ओवरहंग (आघूर्ण) भार के लिए बेहतर सुरक्षा प्रदान करता है; हालाँकि, दोहरे रैखिक गाइड वाले अक्षों का फ़ुटप्रिंट एकल वाले अक्षों की तुलना में अधिक होता है, जबकि दोहरे गाइड सिस्टम आमतौर पर छोटे (ऊर्ध्वाधर दिशा में) होते हैं और मशीन के अन्य क्षेत्रों के साथ अंतःक्रिया को समाप्त कर सकते हैं। तर्क यह है कि आपके द्वारा चुने गए अक्षों का न केवल कार्टेशियन प्रणाली की दक्षता पर बल्कि समग्र फ़ुटप्रिंट पर भी प्रभाव पड़ता है।

कार्टेशियन रोबोट एक्ट्यूएटर्स

यदि कार्टेशियन तंत्र सबसे अच्छा 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

केबल नियंत्रण इस रोबोट डिज़ाइन की एक और ज़रूरी विशेषता है जिसे अक्सर शुरुआती चरणों में नज़रअंदाज़ कर दिया जाता है (या योजना के बाद के चरणों के लिए टाल दिया जाता है)। नियंत्रण, वायु (वायवीय 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 घटकों को औद्योगिक इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IIoT) के माध्यम से जोड़ा जाता है, तो उन्हें जोड़ने के लिए उपयोग की जाने वाली विधियां और उपकरण बहुत अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं और इन ट्यूबों, तारों और कनेक्टरों को उचित रूप से रूट किया जाना चाहिए और अन्य डिवाइस घटकों के साथ हस्तक्षेप से अनुचित लचीलेपन या व्यवधान से समय से पहले थकान से बचने के लिए बनाए रखा जाना चाहिए।

आवश्यक केबलों का प्रकार और मात्रा, साथ ही केबल प्रबंधन की जटिलता, सभी नियंत्रण और नेटवर्क प्रोटोकॉल के प्रकार द्वारा निर्धारित होते हैं। ध्यान दें कि केबल प्रबंधन प्रणाली के केबल कैरियर, ट्रे या हाउसिंग पूरे सिस्टम के मापों को प्रभावित करेंगे, इसलिए सुनिश्चित करें कि केबलिंग सिस्टम और बाकी रोबोटिक घटकों के साथ कोई टकराव न हो।

कार्टेशियन रोबोट नियंत्रण

बिंदु-से-बिंदु गति करने के लिए कार्टेशियन रोबोट पसंदीदा तरीका हैं, लेकिन वे जटिल अंतर्वेशन और समोच्च गति भी कर सकते हैं। आवश्यक गति का प्रकार सिस्टम के लिए सर्वोत्तम नियंत्रण उपकरण, नेटवर्किंग प्रोटोकॉल, HMI और अन्य गति घटकों को निर्दिष्ट करेगा।

हालाँकि ये घटक रोबोट के अक्षों से स्वतंत्र रूप से स्थित होते हैं, फिर भी अधिकांशतः इनका प्रभाव मोटरों, तारों और अन्य आवश्यक अक्ष-आधारित विद्युत घटकों पर पड़ेगा। ये अक्ष-आधारित तत्व पहले दो डिज़ाइन संबंधी पहलुओं, स्थिति निर्धारण और केबल नियंत्रण, को प्रभावित करेंगे।

परिणामस्वरूप, डिजाइन प्रक्रिया पूर्ण चक्र में आ जाती है, तथा कार्टेशियन रोबोट को विद्युत हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर से जुड़े यांत्रिक भागों के समूह के बजाय एक अंतर्संबंधित विद्युत-यांत्रिक उपकरण के रूप में निर्मित करने के महत्व पर बल दिया जाता है।

कार्टेशियन रोबोट कार्य लिफाफा

विभिन्न रोबोट विन्यास अलग-अलग कार्य आवरण आकार उत्पन्न करते हैं। किसी विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए रोबोट चुनते समय यह कार्य आवरण अत्यंत महत्वपूर्ण होता है क्योंकि यह मैनिपुलेटर और अंतिम प्रभावक के कार्य क्षेत्र को निर्दिष्ट करता है। कई उद्देश्यों के लिए, रोबोट के कार्य आवरण का अध्ययन करते समय सावधानी बरतनी चाहिए:

1. कार्य-क्षेत्र वह कार्य-क्षेत्र है जो रोबोटिक भुजा के अंत में स्थित एक बिंदु द्वारा पहुँचा जा सकता है, जो आमतौर पर एंड-इफ़ेक्टर्स की माउंटिंग व्यवस्था के मध्य में होता है। इसमें एंड-इफ़ेक्टर के स्वामित्व वाला कोई उपकरण या कार्य-वस्तु नहीं होती है।

2. कभी-कभी ऑपरेटिंग लिफ़ाफ़े के अंदर कुछ ऐसे स्थान होते हैं जहाँ रोबोट का हाथ प्रवेश नहीं कर सकता। डेड ज़ोन विशिष्ट क्षेत्रों को कहा जाता है।
उद्धृत अधिकतम पेलोड क्षमता केवल ऐसी भुजा लंबाई पर ही प्राप्त की जा सकती है, जो अधिकतम पहुंच तक पहुंच भी सकती है और नहीं भी।

3. कार्टेशियन विन्यास का संचालन आवरण एक आयताकार प्रिज्म है। संचालन आवरण के अंदर कोई मृत क्षेत्र नहीं हैं, और रोबोट पूरे कार्य आयतन पर पूर्ण पेलोड का संचालन कर सकता है।