सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन, केबल प्रबंधन, नियंत्रण।

यदि आपके एप्लिकेशन में कार्टेशियन रोबोट की आवश्यकता है, तो आपके पास कई विकल्प मौजूद हैं, जो आपके द्वारा किए जाने वाले एकीकरण के स्तर पर निर्भर करते हैं। हालांकि, निर्माताओं द्वारा अपने उत्पाद रेंज का विस्तार करके प्रदर्शन मानदंडों की व्यापक श्रेणी के अनुरूप उत्पाद बनाने के कारण पूर्व-निर्मित कार्टेशियन रोबोटों का उपयोग बढ़ रहा है, फिर भी कुछ अनुप्रयोगों में अपना स्वयं का कार्टेशियन सिस्टम बनाना आवश्यक हो जाता है - उदाहरण के लिए, विशेष पर्यावरणीय परिस्थितियों को पूरा करने या प्रदर्शन संबंधी विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए।

लेकिन "खुद बनाएं" का मतलब हमेशा "शुरू से सब कुछ बनाना" नहीं होता। उदाहरण के लिए: कार्टेशियन रोबोट के मुख्य घटक - लीनियर एक्चुएटर्स - कई कॉन्फ़िगरेशन में उपलब्ध हैं, इसलिए एक्चुएटर्स को शुरू से बनाना शायद ही कभी ज़रूरी होता है। और कई लीनियर एक्चुएटर निर्माता कनेक्टिंग किट और माउंटिंग ब्रैकेट भी उपलब्ध कराते हैं, जिससे कैटलॉग-स्पेसिफ़िकेशन वाले एक्चुएटर्स से अपना खुद का कार्टेशियन सिस्टम बनाना अपेक्षाकृत आसान हो जाता है।

हालांकि, बुनियादी लेआउट निर्धारित करना और उपयुक्त लीनियर एक्चुएटर्स का चयन करना केवल पहला कदम है। ऐसे कार्टेशियन सिस्टम से बचने के लिए जो एप्लिकेशन की आवश्यकताओं के अनुरूप प्रदर्शन नहीं करता है या अपेक्षित स्थान में फिट नहीं बैठता है, डिज़ाइन चरण के दौरान निम्नलिखित बातों को ध्यान में रखें।

प्रणाली विन्यास

कार्टेशियन रोबोट को डिज़ाइन करते समय सबसे पहले जिन चीज़ों को निर्दिष्ट करना होता है, उनमें से एक है अक्षों का विन्यास। यह न केवल आवश्यक गतियों को प्राप्त करने के लिए, बल्कि सिस्टम की पर्याप्त कठोरता सुनिश्चित करने के लिए भी महत्वपूर्ण है, जो भार वहन क्षमता, यात्रा सटीकता और स्थिति निर्धारण सटीकता को प्रभावित कर सकती है। वास्तव में, कुछ ऐसे अनुप्रयोग जिनमें कार्टेशियन निर्देशांकों में गति की आवश्यकता होती है, उनके लिए कार्टेशियन सिस्टम की तुलना में गैन्ट्री रोबोट अधिक उपयुक्त होता है, विशेष रूप से यदि Y अक्ष को लंबी गति की आवश्यकता हो या यदि कार्टेशियन व्यवस्था किसी एक अक्ष पर भारी आघूर्ण भार डालती हो। ऐसे मामलों में, अत्यधिक विक्षेपण या कंपन को रोकने के लिए गैन्ट्री सिस्टम के दोहरे X या दोहरे Y अक्ष आवश्यक हो सकते हैं।

यदि कार्टेशियन प्रणाली सर्वोत्तम समाधान है, तो अगला डिज़ाइन विकल्प आमतौर पर एक्चुएटर्स के लिए ड्राइव यूनिट होता है - जिसमें सबसे आम विकल्प बेल्ट, स्क्रू या न्यूमेटिक-चालित प्रणाली होते हैं। और ड्राइव प्रणाली चाहे जो भी हो, लीनियर एक्चुएटर्स आमतौर पर सिंगल लीनियर गाइड या डुअल लीनियर गाइड के साथ उपलब्ध होते हैं।

कार्टेशियन रोबोटों का एक बड़ा हिस्सा ड्यूल-गाइड कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है, क्योंकि यह ओवरहंग (मोमेंट) लोड के लिए बेहतर सपोर्ट प्रदान करता है। हालांकि, ड्यूल लीनियर गाइड वाले अक्षों का फुटप्रिंट सिंगल लीनियर गाइड वाले अक्षों की तुलना में अधिक चौड़ा होता है। दूसरी ओर, ड्यूल-गाइड सिस्टम अक्सर (ऊर्ध्वाधर दिशा में) छोटे होते हैं, जिससे मशीन के अन्य भागों से टकराव की संभावना कम हो जाती है। कहने का तात्पर्य यह है कि आप जिस प्रकार के अक्षों का चयन करते हैं, वह न केवल कार्टेशियन सिस्टम के प्रदर्शन को प्रभावित करता है, बल्कि इसके समग्र फुटप्रिंट को भी प्रभावित करता है।

केबल प्रबंधन

कार्टेशियन रोबोट डिज़ाइन का एक और महत्वपूर्ण पहलू, जिसे अक्सर शुरुआती चरणों में नज़रअंदाज़ कर दिया जाता है (या डिज़ाइन के बाद के चरणों के लिए टाल दिया जाता है), केबल प्रबंधन है। प्रत्येक अक्ष को बिजली, हवा (न्यूमेटिक अक्षों के लिए), एनकोडर फीडबैक (सर्वो-चालित कार्टेशियन के लिए), सेंसर और अन्य विद्युत घटकों के लिए कई केबलों की आवश्यकता होती है। और जब सिस्टम और घटक औद्योगिक इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IIoT) में एकीकृत होते हैं, 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 अत्यधिक लचीलेपन के कारण उनमें समय से पहले थकान न हो या सिस्टम के अन्य भागों के साथ हस्तक्षेप के कारण क्षति न हो।

कार्टेशियन (साथ ही SCARA और 6-एक्सिस) रोबोट इस कनेक्टिविटी को और भी चुनौतीपूर्ण बना देते हैं, क्योंकि अक्ष स्वतंत्र रूप से और एक दूसरे के साथ सिंक्रनाइज़ेशन में भी गति कर सकते हैं। लेकिन केबल प्रबंधन की जटिलता को कम करने में मदद करने वाली एक चीज यह है कि ऐसे घटकों का उपयोग किया जाए जो आवश्यक केबलों की संख्या को कम करते हैं - उदाहरण के लिए, मोटर जो पावर और फीडबैक को एक ही केबल में एकीकृत करते हैं, या एकीकृत मोटर-ड्राइव संयोजन।

नियंत्रण का प्रकार और नेटवर्क प्रोटोकॉल भी आवश्यक केबलों के प्रकार और मात्रा तथा केबल प्रबंधन की जटिलता को प्रभावित कर सकते हैं। साथ ही, यह भी ध्यान रखें कि केबल प्रबंधन प्रणाली — केबल कैरियर, ट्रे या हाउसिंग — समग्र प्रणाली के आकार को प्रभावित करेगी, इसलिए केबल प्रबंधन प्रणाली और रोबोट तथा मशीन के अन्य भागों के बीच किसी प्रकार के अवरोध की जाँच करना महत्वपूर्ण है।

नियंत्रण

कार्टेशियन रोबोट बिंदु-से-बिंदु गति के लिए सर्वोपरि समाधान हैं, लेकिन वे जटिल अंतर्विभाजित गति और घुमावदार गति भी उत्पन्न कर सकते हैं। आवश्यक गति का प्रकार यह निर्धारित करने में सहायक होगा कि कौन सा नियंत्रण प्रणाली, नेटवर्किंग प्रोटोकॉल, HMI और अन्य गति घटक सिस्टम के लिए सबसे उपयुक्त हैं। और यद्यपि ये घटक अधिकतर कार्टेशियन रोबोट के अक्षों से अलग स्थित होते हैं, फिर भी वे यह प्रभावित करेंगे कि किन मोटरों, केबलों और अन्य अक्षीय विद्युत घटकों की आवश्यकता है। और ये अक्षीय घटक, बदले में, पहले दो डिज़ाइन संबंधी विचारों में भूमिका निभाएंगे: विन्यास और केबल प्रबंधन।

इसलिए डिजाइन प्रक्रिया "पूर्ण चक्र" में आकर समाप्त होती है, जो एक कार्टेशियन रोबोट को एक एकीकृत इलेक्ट्रोमैकेनिकल इकाई के रूप में डिजाइन करने के महत्व को दोहराती है, न कि केवल विद्युत हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर से जुड़े यांत्रिक घटकों की एक श्रृंखला के रूप में।