लीनियर पोजिशनिंग सिस्टम डिजाइन करने के 3 चरण

कार्टेशियन रोबोट X, Y और Z के कार्टेशियन निर्देशांक प्रणाली के अनुदिश दो या तीन अक्षों पर कार्य करते हैं। हालांकि SCARA और 6-अक्षीय रोबोट अधिक व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त हैं, कार्टेशियन प्रणालियाँ लगभग हर औद्योगिक अनुप्रयोग में पाई जा सकती हैं, अर्धचालक निर्माण से लेकर लकड़ी के काम के उपकरणों तक। और यह आश्चर्य की बात नहीं है कि कार्टेशियन रोबोट इतने व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। वे लगभग असीमित विन्यासों में उपलब्ध हैं और सटीक अनुप्रयोग मापदंडों को पूरा करने के लिए आसानी से अनुकूलित किए जा सकते हैं।

परंपरागत रूप से कार्टेशियन रोबोटों को इंटीग्रेटर्स और अंतिम उपयोगकर्ताओं द्वारा स्वयं डिज़ाइन और निर्मित किया जाता रहा है, लेकिन अब अधिकांश लीनियर एक्चुएटर निर्माता प्री-इंजीनियर्ड कार्टेशियन रोबोट उपलब्ध कराते हैं, जो सिस्टम को शुरू से बनाने की तुलना में इंजीनियरिंग, असेंबली और स्टार्टअप समय को काफी कम कर देते हैं। प्री-इंजीनियर्ड कार्टेशियन रोबोट का चयन करते समय, अपनी आवश्यकता के अनुसार सबसे उपयुक्त सिस्टम प्राप्त करने के लिए तीन बातों का ध्यान रखें।

【अभिविन्यास】

ओरिएंटेशन अक्सर उपयोग के आधार पर निर्धारित किया जाता है, जिसमें एक प्रमुख कारक यह होता है कि पुर्जों को ऊपर से या नीचे से संभाला जाना है या प्रक्रिया को पूरा किया जाना है। यह सुनिश्चित करना भी महत्वपूर्ण है कि सिस्टम अन्य स्थिर या गतिशील पुर्जों में बाधा न डाले और सुरक्षा के लिए कोई खतरा पैदा न करे। सौभाग्य से, कार्टेशियन रोबोट कई अलग-अलग XY और XYZ कॉन्फ़िगरेशन में उपलब्ध हैं ताकि उपयोग और स्थान की सीमाओं को पूरा किया जा सके। मानक मल्टी-एक्सिस ओरिएंटेशन के भीतर, एक्चुएटर्स को सीधा या उनके किनारों पर माउंट करने के विकल्प भी मौजूद हैं। यह डिज़ाइन विकल्प आमतौर पर कठोरता को ध्यान में रखकर चुना जाता है, क्योंकि कुछ एक्चुएटर्स (विशेष रूप से दोहरी गाइड रेल वाले) किनारों पर माउंट किए जाने पर अधिक कठोर होते हैं।

सबसे बाहरी अक्ष (XY कॉन्फ़िगरेशन में Y, या XYZ कॉन्फ़िगरेशन में Z) के लिए, डिज़ाइनर के पास यह विकल्प होता है कि बेस स्थिर रहे और कैरिज गतिमान रहे, या कैरिज स्थिर रहे और बेस गतिमान रहे। कैरिज को स्थिर रखने और बेस को गतिमान रखने का मुख्य कारण अवरोध को कम करना है। यदि एक्चुएटर कार्य क्षेत्र में फैला हुआ है और अन्य प्रणालियों या प्रक्रियाओं के चलने के दौरान उसे रास्ते से हटने की आवश्यकता है, तो बेस को गतिमान करने से एक्चुएटर का एक महत्वपूर्ण हिस्सा पीछे हट जाता है और जगह खाली हो जाती है। हालांकि, इससे गतिमान द्रव्यमान और जड़त्व बढ़ जाता है, इसलिए गियरबॉक्स और मोटरों का आकार निर्धारित करते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए। और केबल प्रबंधन को इस प्रकार डिज़ाइन किया जाना चाहिए कि यह अक्ष के साथ गति कर सके, क्योंकि मोटर गतिमान रहेगी। पूर्व-इंजीनियरिंग प्रणालियाँ इन मुद्दों को ध्यान में रखती हैं और यह सुनिश्चित करती हैं कि सभी घटक कार्टेशियन प्रणाली के सटीक अभिविन्यास और लेआउट के लिए उचित रूप से डिज़ाइन और आकारित किए गए हैं।

【लोड, स्ट्रोक और गति】

ये तीन अनुप्रयोग पैरामीटर ही वे आधार हैं जिन पर अधिकांश कार्टेशियन रोबोटों का चयन किया जाता है। किसी अनुप्रयोग में एक निश्चित भार को एक निश्चित समय में एक विशिष्ट दूरी तक ले जाना आवश्यक होता है। लेकिन ये पैरामीटर परस्पर निर्भर भी होते हैं—भार बढ़ने के साथ-साथ अधिकतम गति धीरे-धीरे कम होने लगती है। यदि सबसे बाहरी एक्चुएटर कैंटिलीवर है, तो स्ट्रोक भार द्वारा सीमित होता है, या यदि एक्चुएटर बॉल स्क्रू द्वारा संचालित है, तो गति द्वारा सीमित होता है। यही कारण है कि कार्टेशियन सिस्टम का आकार निर्धारित करना एक अत्यंत जटिल कार्य है।

डिजाइन और आकार निर्धारण को सरल बनाने के लिए, कार्टेशियन रोबोट निर्माता आमतौर पर चार्ट या टेबल प्रदान करते हैं जिनमें निर्दिष्ट स्ट्रोक लंबाई और ओरिएंटेशन के लिए अधिकतम भार और गति दी गई होती है। हालांकि, कुछ निर्माता अधिकतम भार, स्ट्रोक और गति क्षमताएं बताते हैं जो एक दूसरे से स्वतंत्र होती हैं। यह समझना महत्वपूर्ण है कि प्रकाशित विनिर्देश परस्पर अनन्य हैं या अधिकतम भार, गति और स्ट्रोक विनिर्देशों को एक साथ प्राप्त किया जा सकता है।

【परिशुद्धता और शुद्धता】

लीनियर एक्चुएटर्स कार्टेशियन रोबोट की परिशुद्धता और सटीकता का आधार हैं। एक्चुएटर का प्रकार—चाहे उसका आधार एल्यूमीनियम का हो या स्टील का, और चाहे ड्राइव तंत्र बेल्ट, स्क्रू, लीनियर मोटर या न्यूमेटिक हो—सटीकता और दोहराव की मुख्य निर्धारक है। लेकिन एक्चुएटर्स को कैसे लगाया और जोड़ा जाता है, इसका भी रोबोट की गति सटीकता पर प्रभाव पड़ता है। एक कार्टेशियन रोबोट जिसे असेंबली के दौरान सटीक रूप से संरेखित और पिन किया जाता है, आमतौर पर बिना पिन किए गए सिस्टम की तुलना में अधिक गति सटीकता रखता है, और अपने जीवनकाल में इस सटीकता को बेहतर ढंग से बनाए रखने में सक्षम होता है।

किसी भी बहु-अक्षीय प्रणाली में, अक्षों के बीच संबंध पूर्णतः स्थिर नहीं होते हैं, और अनेक चर प्रत्येक अक्ष के व्यवहार को प्रभावित करते हैं। इससे यात्रा की सटीकता और दोहराव की गणना करना या गणितीय रूप से मॉडल बनाना कठिन हो जाता है। कार्टेशियन प्रणाली द्वारा अपेक्षित यात्रा सटीकता और दोहराव सुनिश्चित करने का सर्वोत्तम विकल्प उन प्रणालियों की तलाश करना है जिनका परीक्षण निर्माता द्वारा समान भार, स्ट्रोक और गति के साथ किया गया हो। अधिकांश कार्टेशियन रोबोट निर्माता इसे उपयोगकर्ताओं के लिए एक प्रमुख चिंता का विषय मानते हैं, और उन्होंने विभिन्न अनुप्रयोगों में प्रदर्शन पर "वास्तविक-विश्व" डेटा प्रदान करने के लिए अपनी प्रणालियों का परीक्षण किया है।

पहले से तैयार किए गए कार्टेशियन रोबोट, कंपनी के अंदर डिज़ाइन और असेंबल किए गए रोबोटों की तुलना में काफी बचत प्रदान करते हैं। एक मल्टी-एक्सिस सिस्टम के आकार का चयन, ऑर्डर, असेंबल, स्टार्ट-अप और समस्या निवारण में सैकड़ों घंटे लग सकते हैं, जबकि पहले से तैयार किए गए सिस्टम में यह समय घटकर कुछ ही घंटों में चयन और स्टार्ट-अप तक सीमित हो जाता है। निर्माताओं द्वारा पेश किए जाने वाले मानक उत्पादों में उपलब्ध कॉन्फ़िगरेशन, गाइड प्रकार और ड्राइव तकनीकों की विस्तृत श्रृंखला का मतलब है कि डिज़ाइनरों और इंजीनियरों को प्रदर्शन से समझौता नहीं करना पड़ता या एप्लिकेशन की आवश्यकता से अधिक क्षमता के लिए भुगतान नहीं करना पड़ता।