התאמה אישית וגמישות

מערכות טיפול קרטזיות כקינמטיקה טורית כוללות צירים ראשיים לתנועה בקו ישר וצירים נלווים לסיבוב. המערכת פועלת בו זמנית כהנחיה, תמיכה והנעה וחייבת להיות משולבת במערכת המלאה של היישום ללא קשר למבנה מערכת הטיפול.

【מצבי הרכבה סטנדרטיים】

ניתן להתקין את כל מערכות הטיפול הקרטזיות בכל מיקום בחלל. זה מאפשר להתאים את המערכת המכנית באופן אידיאלי לתנאי היישום. הנה מבט על כמה מהעיצובים הנפוצים יותר.

דו-ממדית – מערכות טיפול קרטזיות אלו מחולקות לקטגוריות של קנטילברים וגאנטריים ליניאריים עם תנועתם במישור האנכי, וגנטריים בעלי משטח מישורי עם תנועתם במישור האופקי.

שלוחה דו-ממדית מורכבת מציר אופקי (Y) עם הנעה אנכית (Z) המותקנת בחזיתו.

גאנטרי ליניארי הוא ציר אופקי (Y) המאובטח בשני הקצוות, שמאל וימין. ציר אנכי (Z) מורכב על מסילה בין שתי נקודות הקצה של הציר. גאנטרי ליניאריים הם בדרך כלל דקים, עם מרחב עבודה אנכי מלבני.

גאנטרי משטח מישורי מורכב משני צירים מקבילים (X) המחוברים על ידי ציר (Y) המאונך לכיוון התנועה. גאנטרי משטח מישורי יכולים לכסות שטח עבודה גדול משמעותית ממערכות רובוטיות עם קינמטיקה דלתא או SCARA עם מרחבי עבודה מעגליים/בצורת כליה.

בנוסף לתצורה הקונבנציונלית עם צירים בודדים, גנטרי ליניאריים וגנטרי משטחים מישוריים מגיעים גם כמערכות שלמות עם שילוב מכני קבוע עם רצועת שיניים מסתובבת כרכיב הנעה. העומס האפקטיבי הנמוך הופך אותם מתאימים לקיבולת גבוהה (מכונות/דקה) עם תגובה דינמית תואמת.

תלת-ממדית – מערכות טיפול קרטזיות אלו מחולקות לקטגוריות של קנטילברים וגאנטריות תלת-ממדיות עם תנועות בשני המישורים.

קנטיליברים תלת-ממדיים הם שני צירים (X) המותקנים במקביל בתוספת ציר קנטיליבר (Y) המאונך לכיוון התנועה, כאשר ציר אנכי (Z) מורכב בחלקו הקדמי.

גנטרי תלת-ממדיים מורכבים משני צירים מקבילים (X) המחוברים על ידי ציר (Y) המאונך לכיוון התנועה. ציר אנכי (Z) מורכב על ציר מאונך זה.

הערה: עם גנטריות בעלות משטח מישורי, ליניאריות ותלת-ממדיות, הכוח מופעל בין שתי נקודות התמיכה של הצירים האופקיים. הציר האופקי על הקנטיליבר משמש כמנוף עקב העומס התלוי בקצהו.

【נדרש תכנות פשוט יותר】

מידת התכנות הנדרשת תלויה בפונקציה: אם המערכת צריכה לנוע רק לנקודות בודדות, תכנות PLC מהיר ופשוט מספיק.

אם יש צורך בתנועת נתיב, כמו בעת מריחת דבק, בקרת PLC אינה מספיקה עוד. במקרים כאלה, נדרש תכנות רובוטי קונבנציונלי גם עבור מערכות טיפול קרטזיות. עם זאת, סביבת הבקרה עבור מערכות טיפול קרטזיות מציעה מגוון רחב של חלופות אפשריות בהשוואה לרובוטים קונבנציונליים. בעוד שרובוטים קונבנציונליים תמיד דורשים שימוש במערכת הבקרה הספציפית של היצרן, ניתן להשתמש בכל PLC עבור מערכות טיפול קרטזיות, בגרסה עם מגוון הפונקציות הטוב ביותר עבור דרישות ומורכבות היישום. משמעות הדבר היא שניתן לעמוד בדרישות הלקוח וליישם פלטפורמת בקרה אחידה, כולל שפת תכנות ומבנה תוכנית אחידים.

עם רובוטים קונבנציונליים, נדרש לעתים קרובות תכנות מורכב. כתוצאה מכך, נדרשת עבודה רבה כדי להשתמש במערכות של 4 עד 6 צירים עבור משימות מכניות. לדוגמה, יש תמיד להזיז את כל 6 הצירים בו זמנית עבור תנועה בקו ישר. כמו כן, קשה וגוזל זמן לתכנת "זרוע ימין לזרוע שמאל" ביישומים רובוטיים קונבנציונליים. מערכות טיפול קרטזיות מציעות חלופות מצוינות כאן.

【יעילות אנרגטית גבוהה】

היסודות לטיפול יעיל באנרגיה מונחים כבר בעת בחירת המערכת. אם היישום דורש זמני שהייה ארוכים במיקומים מסוימים, כל הצירים ברובוטים קונבנציונליים כפופים לבקרת לולאה סגורה וחייבים לפצות באופן רציף על כוח המשקל.

במערכות טיפול קרטזיות, בדרך כלל רק ציר ה-Z האנכי צריך להפעיל כוח באופן רציף. כוח זה נדרש כדי להחזיק את העומס האפקטיבי במצב הרצוי כנגד כוח הכבידה. ניתן להשיג זאת ביעילות רבה באמצעות הנעות פנאומטיות, מכיוון שאלו אינן צורכות אנרגיה בשלבי ההחזקה שלהן. יתרון נוסף של צירי Z פנאומטיים הוא משקלם העצמי הנמוך, מה שאומר שניתן להשתמש בגדלים קטנים יותר עבור הרכיבים המכניים של צירי X ו-Y והמנוע החשמלי שלהם. העומס האפקטיבי המופחת מוביל להפחתה בצריכת האנרגיה.

נקודות החוזק האופייניות של צירים חשמליים באות לידי ביטוי במיוחד במקרה של מסלולים ארוכים וקצבי מחזור גבוהים. לכן, הם מהווים לעתים קרובות אלטרנטיבה יעילה מאוד לצירי X ו-Y.

【מַסְקָנָה】

במקרים רבים, יעיל וחסכוני יותר להשתמש במערכות טיפול קרטזיות במקום במערכות רובוט קונבנציונליות. עבור מגוון רחב של יישומים, ניתן לתכנן מערכת טיפול קרטזית אידיאלית מכיוון ש:

• המערכות מוגדרות לדרישות היישום מבחינת נתיבים אופטימליים ותגובה דינמית, ומותאמות לעומס.

• המבנה המכני שלהם מאפשר תכנות קל: לדוגמה, יש צורך להפעיל רק ציר אחד עבור תנועות אנכיות.

• ההתאמה המכנית האופטימלית שלהם הופכת אותם לחסכוניים באנרגיה, למשל על ידי ניתוק אספקת האנרגיה בזמן מנוחה.

• מערכות טיפול קרטזיות מותאמות לשטח היישום.

• רכיבים סטנדרטיים המיוצרים בייצור המוני מאפשרים למערכות טיפול קרטזיות להיות אלטרנטיבה במחיר אטרקטיבי לרובוטים תעשייתיים קונבנציונליים.

ולבסוף, חביב: במערכות טיפול קרטזיות, הקינמטיקה מוגדרת על ידי היישום והציוד ההיקפי שלו, ולא להיפך.