मैनुअल मटेरियल या पार्ट्स हैंडलिंग ऑपरेशन का उपयोग करने वाले विनिर्माण और पैकेजिंग संचालन को लंबी यात्रा वाले कार्टेशियन रोबोट के साथ स्वचालन से तत्काल लाभ मिल सकता है, जिसमें कस्टम एंड-ऑफ-आर्म टूलिंग (ईओएटी) और उन्नत सेंसिंग क्षमताएं हैं। ये रोबोट मशीन टेंडिंग या इन-प्रोसेस पार्ट्स को स्थानांतरित करने जैसे अन्यथा मैनुअल कार्यों को करने के लिए विभिन्न प्रकार की मशीनों का समर्थन कर सकते हैं।

कार्टेशियन रोबोट में दो या अधिक समन्वित रैखिक पोजिशनिंग चरण होते हैं ... इसलिए यदि कोई डिज़ाइन इंजीनियर ऑटोमेशन के लिए नया है, तो यह पहली चीज़ नहीं हो सकती है जो दिमाग में आती है। कई लोग रोबोट को छह-अक्षीय आर्टिकुलेटेड-आर्म रोबोटिक्स के बराबर मानते हैं, जिसका उद्योग तेजी से फ़ैक्टरी फ़्लोर पर उपयोग करता है। अनुभवी ऑटोमेशन इंजीनियर भी कार्टेशियन रोबोट को कम महत्व दे सकते हैं ... छह-अक्ष मॉडल पर ध्यान केंद्रित करते हैं। फिर भी लंबी यात्रा वाले कार्टेशियन सिस्टम के लाभों को अनदेखा करना एक महंगी गलती हो सकती है - खासकर उन अनुप्रयोगों में जिनमें रोबोट को निम्न की आवश्यकता होती है:

1. कई मशीनों का संचालन करें

2. लंबी दूरी तक पहुंचें

3. सरल एवं दोहराव वाले कार्य निष्पादित करें।

छह-अक्षीय रोबोट की समस्या

अच्छे कारण से, आर्टिकुलेटेड आर्म रोबोट असंख्य स्वचालित विनिर्माण और पैकेजिंग सुविधाओं में प्रमुख हैं ... विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स असेंबली और चिकित्सा उद्योग में। जब उचित आकार के होते हैं तो ऐसे रोबोटिक आर्म प्रोग्रामिंग द्वारा निर्देशित कई अलग-अलग स्वचालित कार्यों को करने की लचीलेपन के साथ बड़े पेलोड को संभाल सकते हैं (और एंड-ऑफ-आर्म टूलिंग परिवर्तनों द्वारा पूरक)। लेकिन छह-अक्ष रोबोट महंगे हो सकते हैं और उन्हें उच्च रोबोट घनत्व की आवश्यकता होती है। उत्तरार्द्ध एक ऐसा शब्द है जो इंगित करता है कि एक सुविधा को हर एक या दो पैकेजिंग मशीनों के लिए एक अलग रोबोट की आवश्यकता होगी। बेशक, एक से अधिक मशीनों की सेवा करने के लिए बड़े और अधिक महंगे छह-अक्ष रोबोट मौजूद हैं, लेकिन ये भी उप-इष्टतम समाधान हैं क्योंकि वे प्लांट इंजीनियरों को एक बहुत बड़े रोबोट के चारों ओर मशीनों को रखने के लिए मजबूर करते हैं। आर्टिकुलेटेड आर्म रोबोट को सुरक्षा गार्डिंग की भी आवश्यकता होती है; मूल्यवान फ़्लोर स्पेस का उपयोग करते हैं; और कुशल कर्मचारियों द्वारा प्रोग्रामिंग और रखरखाव करते हैं।

लंबी यात्रा वाले कार्तीय रैखिक प्रणालियों का मामला

कार्टेशियन रोबोट छह-अक्ष रोबोटिक विकल्पों से काफी हद तक बेहतर प्रदर्शन करते हैं क्योंकि वे आवश्यक रोबोट घनत्व को कम करते हैं। आखिरकार, एक लंबी यात्रा वाला कार्टेशियन ट्रांसफर रोबोट रोबोट के चारों ओर मशीनों को पुनर्व्यवस्थित करने की आवश्यकता के बिना कई मशीनों को संभाल सकता है।

मशीनों के ऊपर स्थापित किए गए ट्रांसफर रोबोट आमतौर पर फर्श की जगह नहीं लेते हैं ... जिसके कारण सुरक्षा-सुरक्षा की आवश्यकता भी कम हो जाती है। साथ ही कार्टेशियन रोबोट को शुरुआती सेटअप के बाद बहुत कम प्रोग्रामिंग और रखरखाव की आवश्यकता होती है।

एक चेतावनी यह है कि कार्टेशियन रोबोटिक्स सिस्टम की क्षमताएँ व्यापक रूप से भिन्न होती हैं। वास्तव में, यदि इंजीनियर ऑनलाइन कार्टेशियन रोबोट पर शोध करते हैं, तो उन्हें उत्पादन या असेंबली मशीनरी पर पिक-एंड-प्लेस संचालन के लिए अनुकूलित कई छोटे सिस्टम मिलेंगे। ये अनिवार्य रूप से ऑफ-द-शेल्फ कार्टेशियन समाधानों में निर्मित रैखिक चरण हैं - बड़े ऑपरेशनों में उपयोगी ट्रांसफर रोबोट से बहुत अलग हैं और निम्नलिखित मापदंडों को पूरा करने की आवश्यकता है।

लम्बी यात्राएं:कई बड़ी मशीनों की देखभाल के लिए खरीदे गए किसी भी रोबोट की स्ट्रोक क्षमता 50 फीट या उससे अधिक होनी चाहिए।

मल्टीपल कैरिज और कस्टम एंड-ऑफ-आर्म टूलींग:लॉन्ग ट्रांसफर रोबोट अधिकतम प्रभावी होते हैं जब मुख्य अक्ष पर यात्रा करने के लिए कई स्वतंत्र रूप से काम करने वाले कैरिज के साथ फिट किया जाता है ... किसी दिए गए कार्टेशियन रोबोट को कई काम करने की क्षमता प्रदान करता है। इस उत्पादकता को बढ़ाना उद्देश्य-निर्मित टूलिंग है जो वैक्यूम या फिंगर ग्रिपर जैसे ऑफ-द-शेल्फ ईओएटी की तुलना में सामानों को अधिक प्रभावी ढंग से संभालता है। कई मामलों में, कस्टम ईओएटी कार्टेशियन रोबोट के साथ मिलकर काम करने वाले मटेरियल हैंडलिंग सिस्टम के डिज़ाइन को भी सरल बना सकता है।

सरलीकृत नियंत्रण वास्तुकला:कुछ नए कार्टेशियन रोबोट एकीकृत सर्वोमोटर्स (सर्वोड्राइव के साथ पूर्ण) के लिए अलग-अलग मोटर, ड्राइव और नियंत्रकों पर आधारित पारंपरिक नियंत्रण आर्किटेक्चर से बचते हैं ताकि नियंत्रण कैबिनेट की आवश्यकता को समाप्त किया जा सके। सबसे जटिल कार्टेशियन-रोबोट अनुप्रयोगों के लिए अभी भी पारंपरिक आर्किटेक्चर की आवश्यकता हो सकती है ... लेकिन एकीकृत सर्वोमोटर्स अधिकांश कार्टेशियन रोबोट की पॉइंट-टू-पॉइंट गति नियंत्रण आवश्यकताओं को कुशलता से संभालते हैं। जब कोई डिज़ाइन इंजीनियर एकीकृत सर्वोमोटर्स का उपयोग कर सकता है, तो बाद वाला कार्टेशियन-आधारित स्वचालन के लागत लाभ को अधिकतम करने में मदद कर सकता है।

चयनात्मक उपयोग:चूँकि कार्टेशियन रोबोट अपनी मशीनों के ऊपर या पीछे लगे होते हैं, इसलिए वे उपयोगकर्ताओं को ज़रूरत पड़ने पर मशीनों को मैन्युअल रूप से चलाने की भी अनुमति देते हैं - उदाहरण के लिए, किसी विशेष आकार के छोटे रन के लिए। यह चयनात्मक उपयोग फ़्लोर-माउंटेड छह-अक्ष रोबोट के साथ मुश्किल है जो मशीनों तक पहुँच को अवरुद्ध कर सकते हैं।

विशिष्ट कार्टेशियन-रोबोट उदाहरण

कुछ कार्टेशियन रोबोट 4 मीटर/सेकंड की गति प्रदान करते हुए भी 50 फीट से अधिक स्ट्रोक प्रदान करते हैं। मानक कैरिज में एक दोहरी-बेल्ट ड्राइव तकनीक शामिल हो सकती है; कुछ अन्य कैरिज में एक ऊपरी ड्राइव बेल्ट होती है जो लगातार अंदर लूप करती है। उत्तरार्द्ध उल्टे या कैंटिलीवर व्यवस्था में बेल्ट की शिथिलता को रोकता है और कई स्वतंत्र कैरिज को एक अक्ष पर समवर्ती रूप से संचालित करने की अनुमति देता है।

लंबी बेल्ट कार्टेशियन रोबोट डिज़ाइन को जटिल बनाती हैं, क्योंकि वे ड्राइवलाइन की कठोरता को कम करती हैं (जिससे प्रदर्शन में गिरावट आती है)। ऐसा इसलिए है क्योंकि लंबी बेल्ट पर दिए गए तनाव मूल्य को बनाए रखना चुनौतीपूर्ण है ... और (मामले को बदतर बनाते हुए) बेल्ट का तनाव विषम और परिवर्तनशील है। यह समस्या सटीक स्थिति के लिए लंबी रीसर्कुलेटिंग बेल्ट को कम प्रदर्शन करने वाला, बारीक और महंगा विकल्प बनाती है।

इसके विपरीत, मूविंग-मोटर लीनियर स्टेज बेल्ट की लंबाई को छोटा और टाइट रखते हैं और कैरिज के भीतर रखे जाते हैं ताकि वे एनकोडर-सूचित नियंत्रणों पर प्रतिक्रिया कर सकें। कार्टेशियन ट्रांसफर-सिस्टम की लंबाई की परवाह किए बिना सटीकता बनाए रखी जाती है ... चाहे वह 4 मीटर हो या 40 मीटर।

पैकेजिंग उद्योग में अनुप्रयोग का उदाहरण

लंबी यात्रा वाली कार्टेशियन रोबोट स्थानांतरण इकाइयां फीडिंग, कार्टनिंग और ट्रे-फॉर्मिंग अनुप्रयोगों में काम करती हैं और पैलेटाइजिंग और डिपैलेटाइजिंग कार्यों को संभाल सकती हैं।

उत्पाद पैकेजिंग पर विचार करें। कैलिफोर्निया के सेंट्रल वैली में एक कृषि पैकेजिंग कंपनी के लिए हाल ही में किए गए आवेदन में, एक निर्माता ने मौजूदा IPAK ट्रे-फॉर्मर सिस्टम के साथ सहजता से एकीकृत करने के लिए लंबी यात्रा वाले ट्रांसफर रोबोट की आपूर्ति की। प्रत्येक रोबोट एक समय में चार मशीनों की देखभाल करता है, उन्हें नालीदार कार्डबोर्ड की स्टैक्ड शीट से भरता है। तीन-अक्षीय गैंट्री रोबोट असीमित यात्रा लंबाई, स्वतंत्र रूप से चलने वाली गाड़ियों और किसी भी अभिविन्यास में मंच को माउंट करने की क्षमता के लिए भारी-ड्यूटी बेल्ट-संचालित रैखिक सर्वोमोटर चरणों पर आधारित हैं। ऐसे ही एक रोबोट पर सबसे लंबी धुरी 50 फीट से अधिक के स्ट्रोक के साथ ट्रे फॉर्मर के बैंक पर चलती है।

चार ट्रे-फॉर्मिंग मशीनों में नालीदार कार्डबोर्ड की शीट पहुंचाने के लिए, रोबोट पहले कस्टम-निर्मित डॉक से कार्डबोर्ड का लोड उठाता है जिसमें नालीदार कार्डबोर्ड-शीट पैलेट होते हैं। फिर रोबोट प्रत्येक ट्रे फॉर्मर में कार्डबोर्ड लोड पहुंचाता है। अपनी गति (4 मीटर/सेकंड तक) की बदौलत रोबोट आसानी से चार ट्रे फॉर्मर को गति दे सकता है - यहां तक ​​कि 35 ट्रे प्रति मिनट के आउटपुट पर भी।

सुरक्षा गार्डिंग में ओवरहेड स्लाइडिंग गेट और सेंसर का उपयोग किया जाता है, जो आवश्यकतानुसार रोबोट को घेरने के लिए मशीनों से ऊपर उठते हैं, यह एक ऐसा समाधान है जो फर्श पर लगे छह-अक्षीय रोबोट की तुलना में कम खर्चीला है।

इस सिस्टम में सभी नियंत्रण और कस्टम EoAT भी शामिल हैं जो नालीदार शीट के ढेर के साथ काम करने में सक्षम हैं जो ऊंचाई और वजन में अप्रत्याशित रूप से भिन्न होते हैं। टूलींग बिना किसी समस्या के 50 किलोग्राम तक के पेलोड को संभाल सकता है। समाधान उन ऑपरेटरों को राहत देता है जिन्हें पहले पैलेट से कार्डबोर्ड बंडलों को उठाना पड़ता था और उन्हें बनाने वाली मशीनों में डालने के लिए झुकना पड़ता था। इन कार्यों को स्वचालित करने से कर्मियों को कम थकाऊ काम पर ध्यान केंद्रित करने की स्वतंत्रता मिली है। बड़े ट्रांसफर रोबोट पैकेजिंग सेटिंग्स में कार्टेशियन रोबोट सिस्टम के साथ क्या संभव है, इसका एक उदाहरण मात्र हैं। कुछ आपूर्तिकर्ताओं ने समान कार्टेशियन दृष्टिकोणों के आधार पर पैलेटाइजिंग और डिपैलेटाइजिंग सिस्टम भी विकसित किए हैं। ऐसे सभी रोबोट अधिकतम प्रभावी और कुशल पैकेजिंग स्वचालन के लिए सेंसर, नियंत्रण और एंड-ऑफ-आर्म टूलिंग से सुसज्जित तीन रैखिक चरणों का उपयोग करते हैं।