सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन, केबल प्रबंधन, नियंत्रण।

यदि आपके अनुप्रयोग में कार्टेशियन रोबोट की आवश्यकता है, तो आपके पास एकीकरण के स्तर के आधार पर कई विकल्प उपलब्ध हैं। और यद्यपि पूर्व-इंजीनियर्ड कार्टेशियन रोबोट अधिक व्यापक रूप से अपनाए जा रहे हैं क्योंकि निर्माता प्रदर्शन मानदंडों के व्यापक दायरे में फिट होने के लिए अपनी उत्पाद श्रृंखला का विस्तार कर रहे हैं, फिर भी कुछ अनुप्रयोगों के लिए अपना स्वयं का कार्टेशियन सिस्टम बनाना आवश्यक हो जाता है - उदाहरण के लिए, विशेष पर्यावरणीय परिस्थितियों को पूरा करने के लिए या प्रदर्शन आवश्यकताओं के एक अत्यधिक विशिष्ट सेट को पूरा करने के लिए।

लेकिन "अपना खुद का निर्माण" का मतलब ज़रूरी नहीं कि "शुरुआत से निर्माण" हो। उदाहरण के लिए: कार्टेशियन रोबोट के प्रमुख घटक - लीनियर एक्ट्यूएटर - कई विन्यासों में उपलब्ध हैं, इसलिए एक्ट्यूएटर को शुरू से बनाना शायद ही कभी ज़रूरी होता है। और कई लीनियर एक्ट्यूएटर निर्माता कनेक्टिंग किट और माउंटिंग ब्रैकेट प्रदान करते हैं जो कैटलॉग-स्पेक एक्ट्यूएटर से अपना कार्टेशियन सिस्टम असेंबल करना अपेक्षाकृत आसान बना देते हैं।

हालाँकि, बुनियादी लेआउट निर्धारित करना और उपयुक्त रैखिक एक्चुएटर्स चुनना केवल पहला कदम है। ऐसे कार्टेशियन सिस्टम से बचने के लिए जो अनुप्रयोग आवश्यकताओं के अनुरूप प्रदर्शन न करे या अपेक्षित फ़ुटप्रिंट में फिट न हो, निम्नलिखित बातों को ध्यान में रखें - विशेष रूप से डिज़ाइन चरण के दौरान।

प्रणाली विन्यास

कार्टेशियन रोबोट डिज़ाइन करते समय सबसे पहले ध्यान देने वाली चीज़ों में से एक है अक्षों का विन्यास, न केवल आवश्यक गति प्राप्त करने के लिए, बल्कि यह सुनिश्चित करने के लिए भी कि सिस्टम में पर्याप्त कठोरता हो, जो भार वहन क्षमता, यात्रा सटीकता और स्थिति निर्धारण सटीकता को प्रभावित कर सकती है। वास्तव में, कुछ अनुप्रयोग जिनमें कार्टेशियन निर्देशांकों में गति की आवश्यकता होती है, कार्टेशियन प्रणाली की तुलना में गैन्ट्री रोबोट द्वारा बेहतर ढंग से पूरे किए जाते हैं, खासकर यदि Y अक्ष के लिए लंबे स्ट्रोक की आवश्यकता होती है या यदि कार्टेशियन व्यवस्था किसी एक अक्ष पर बड़ा आघूर्ण भार डालती है। इन मामलों में, अत्यधिक विक्षेपण या कंपन को रोकने के लिए गैन्ट्री प्रणाली के दोहरे-X या दोहरे-Y अक्ष आवश्यक हो सकते हैं।

यदि कार्टेशियन प्रणाली सबसे अच्छा समाधान है, तो अगला डिज़ाइन विकल्प आमतौर पर एक्ट्यूएटर्स के लिए ड्राइव यूनिट होता है — जिसमें सबसे आम विकल्प बेल्ट, स्क्रू या न्यूमेटिक-चालित प्रणाली होते हैं। और ड्राइव सिस्टम चाहे जो भी हो, रैखिक एक्ट्यूएटर्स आमतौर पर एकल रैखिक गाइड या दोहरे रैखिक गाइड के साथ उपलब्ध होते हैं।

अधिकांश कार्टेशियन रोबोट दोहरे-गाइड कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करते हैं, क्योंकि यह ओवरहंग (आघूर्ण) भार के लिए बेहतर समर्थन प्रदान करता है — लेकिन दोहरे रैखिक गाइड वाले अक्षों का फ़ुटप्रिंट एकल रैखिक गाइड वाले अक्षों की तुलना में अधिक चौड़ा होगा। दूसरी ओर, दोहरे-गाइड सिस्टम अक्सर छोटे (ऊर्ध्वाधर दिशा में) होते हैं, जो मशीन के अन्य भागों के साथ हस्तक्षेप को रोक सकते हैं। मुद्दा यह है कि आपके द्वारा चुने गए अक्षों का प्रकार न केवल कार्टेशियन सिस्टम के प्रदर्शन को प्रभावित करता है, बल्कि समग्र फ़ुटप्रिंट को भी प्रभावित करता है।

केबल प्रबंधन

कार्टेशियन रोबोट डिज़ाइन का एक और महत्वपूर्ण पहलू, जिसे अक्सर शुरुआती चरणों में अनदेखा कर दिया जाता है (या डिज़ाइन के बाद के चरणों में टाल दिया जाता है), केबल प्रबंधन है। प्रत्येक अक्ष को बिजली, वायु (वायवीय अक्षों के लिए), एनकोडर फ़ीडबैक (सर्वो-चालित कार्टेशियन के लिए), सेंसर और अन्य विद्युत घटकों के लिए कई केबलों की आवश्यकता होती है। और जब सिस्टम और घटकों को औद्योगिक इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स (IIoT) में एकीकृत किया जाता है, तो उन्हें जोड़ने के तरीके और उपकरण और भी महत्वपूर्ण हो जाते हैं। इन सभी केबलों, तारों और कनेक्टर्स को सावधानीपूर्वक रूट और प्रबंधित किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे अत्यधिक लचीलेपन के कारण समय से पहले थक न जाएँ या सिस्टम के अन्य भागों के साथ हस्तक्षेप के कारण क्षतिग्रस्त न हों।

कार्टेशियन (साथ ही SCARA और 6-अक्ष) रोबोट इस कनेक्टिविटी को और भी चुनौतीपूर्ण बना देते हैं, क्योंकि अक्ष स्वतंत्र रूप से और एक-दूसरे के साथ समन्वय में, दोनों तरह से गति कर सकते हैं। लेकिन केबल प्रबंधन की जटिलता को कम करने में एक चीज़ मदद कर सकती है, वह है ऐसे घटकों का उपयोग करना जो आवश्यक केबलों की संख्या को कम करते हैं - उदाहरण के लिए, ऐसी मोटरें जो पावर और फीडबैक को एक ही केबल में एकीकृत करती हैं, या एकीकृत मोटर-ड्राइव संयोजन।

नियंत्रण का प्रकार और नेटवर्क प्रोटोकॉल आवश्यक केबलों के प्रकार और मात्रा, तथा केबल प्रबंधन की जटिलता को भी प्रभावित कर सकते हैं। और यह न भूलें कि केबल प्रबंधन प्रणाली - केबल वाहक, ट्रे या आवरण - समग्र प्रणाली के आयामों को प्रभावित करेंगे, इसलिए केबल प्रबंधन प्रणाली और रोबोट व मशीन के अन्य भागों के बीच हस्तक्षेप की जाँच करना महत्वपूर्ण है।

नियंत्रण

कार्टेशियन रोबोट बिंदु-से-बिंदु गति के लिए सबसे उपयुक्त समाधान हैं, लेकिन ये जटिल अंतर्वलित गति और समोच्च गति भी उत्पन्न कर सकते हैं। आवश्यक गति का प्रकार यह निर्धारित करने में मदद करेगा कि कौन सा नियंत्रण तंत्र, नेटवर्किंग प्रोटोकॉल, HMI और अन्य गति घटक सिस्टम के लिए सबसे उपयुक्त हैं। और यद्यपि ये घटक, अधिकांशतः, कार्टेशियन रोबोट के अक्षों से अलग स्थित होते हैं, फिर भी ये प्रभावित करेंगे कि कौन से मोटर, केबल और अन्य अक्ष-आधारित विद्युत घटक आवश्यक हैं। और ये अक्ष-आधारित घटक, बदले में, पहले दो डिज़ाइन संबंधी विचारों में भूमिका निभाएंगे: कॉन्फ़िगरेशन और केबल प्रबंधन।

इस प्रकार डिजाइन प्रक्रिया एक “पूर्ण चक्र” में आ जाती है, जो एक कार्टेशियन रोबोट को एक एकीकृत इलेक्ट्रोमैकेनिकल इकाई के रूप में डिजाइन करने के महत्व को दोहराती है, न कि यांत्रिक घटकों की एक श्रृंखला के रूप में, जो केवल विद्युत हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर से जुड़े होते हैं।