תצורת מערכת, ניהול כבלים, בקרות.

אם היישום שלכם דורש רובוט קרטזיאני, עומדות בפניכם מגוון רחב של אפשרויות, בהתאם לרמת האינטגרציה שתרצו לבצע. ולמרות שרובוטים קרטזיאניים מהונדסים מראש הופכים לאימוץ נרחב יותר ככל שיצרנים מרחיבים את מגוון המוצרים שלהם כדי להתאים למגוון רחב יותר של קריטריוני ביצועים, יישומים מסוימים עדיין מחייבים בניית מערכת קרטזית משלכם - לדוגמה, כדי לעמוד בתנאי סביבה מיוחדים או כדי למלא סט דרישות ביצועים מיוחדות ביותר.

אבל "בנה בעצמך" לא בהכרח אומר "בנה מאפס". דוגמה לכך: הרכיבים המרכזיים של רובוט קרטזי - המפעילים הליניאריים - זמינים בתצורות רבות, כך שלעתים רחוקות יש צורך לבנות את המפעילים מאפס. ויצרני מפעילים ליניאריים רבים מציעים ערכות חיבור ותושבות הרכבה שהופכות את הרכבת המערכת הקרטזית שלך ממפעילים המצוינים בקטלוג למשימה פשוטה יחסית.

עם זאת, קביעת הפריסה הבסיסית ובחירת המפעילים הליניאריים המתאימים הם רק הצעד הראשון. כדי להימנע ממערכת קרטזית שאינה עומדת בדרישות היישום או שאינה מתאימה לשטח הצפוי, יש לזכור את השיקולים הבאים - במיוחד בשלב התכנון.

תצורת המערכת

אחד הדברים הראשונים שיש לציין בעת ​​תכנון רובוט קרטזי הוא תצורת הצירים, לא רק כדי להשיג את התנועות הנדרשות, אלא גם כדי להבטיח שלמערכת יש קשיחות מספקת, דבר שיכול להשפיע על כושר נשיאת העומס, דיוק התנועה ודיוק המיקום. למעשה, חלק מהיישומים הדורשים תנועה בקואורדינטות הקרטזיות מוגשים טוב יותר על ידי רובוט גנטרי מאשר על ידי מערכת קרטזית, במיוחד אם ציר ה-Y דורש מהלך ארוך או אם הסידור הקרטזי יפעיל עומס מומנט גדול על אחד הצירים. במקרים אלה, צירי X כפולים או Y כפולים של מערכת גנטרי עשויים להיות נחוצים כדי למנוע סטייה או רעידות מוגזמות.

אם מערכת קרטזית היא הפתרון הטוב ביותר, אפשרות התכנון הבאה היא בדרך כלל יחידת ההנעה עבור המפעילים - כאשר הבחירות הנפוצות ביותר הן מערכת הנעה באמצעות רצועה, בורג או פנאומטיקה. וללא קשר למערכת ההנעה, מפעילים ליניאריים מוצעים בדרך כלל עם מוביל ליניארי יחיד או עם מובילים ליניאריים כפולים.

הרוב המכריע של הרובוטים הקרטזיים משתמשים בתצורת ההנחיה הכפולה, מכיוון שהיא מציעה תמיכה טובה יותר לעומסי מומנט - אך לצירים עם הנחיות ליניאריות כפולות תהיה טביעת רגל רחבה יותר מאשר לצירים עם הנחיות ליניאריות יחידות. מצד שני, מערכות הנחיה כפולה לרוב קצרות יותר (בכיוון אנכי), מה שיכול למנוע הפרעה לחלקים אחרים של המכונה. העניין הוא שסוג הצירים שתבחרו משפיע לא רק על ביצועי המערכת הקרטזית, אלא גם על טביעת הרגל הכוללת.

ניהול כבלים

היבט חשוב נוסף של תכנון רובוטים קרטזיאניים שלעתים קרובות מתעלמים ממנו בשלבים המוקדמים (או פשוט נדחה לשלבים מאוחרים יותר של התכנון) הוא ניהול הכבלים. כל ציר דורש כבלים מרובים עבור חשמל, אוויר (עבור צירים פנאומטיים), משוב מקודד (עבור קרטזיאניים מונעי סרוו), חיישנים ורכיבים חשמליים אחרים. וכאשר מערכות ורכיבים משולבים באינטרנט התעשייתי של הדברים (IIoT), השיטות והכלים לחיבורם הופכים לקריטיים אף יותר. יש לנתב ולנהל את כל הכבלים, החוטים והמחברים הללו בקפידה כדי להבטיח שלא יחוו עייפות מוקדמת עקב כיפוף מוגזם או נזק עקב הפרעה לחלקים אחרים של המערכת.

רובוטים קרטזיים (כמו גם רובוטים מסוג SCARA ורובוטים בעלי 6 צירים) הופכים את הקישוריות הזו למאתגרת עוד יותר, מכיוון שהצירים יכולים לנוע באופן עצמאי ובסנכרון זה עם זה. אבל דבר אחד שיכול לעזור להפחית את המורכבות של ניהול כבלים הוא שימוש ברכיבים שמפחיתים את מספר הכבלים הנדרשים - לדוגמה, מנועים המשלבים כוח ומשוב לכבל יחיד, או שילובים משולבים של מנוע-הנעה.

סוג הבקרה ופרוטוקול הרשת יכולים גם הם להשפיע על סוג וכמות הכבלים הנדרשים ועל מורכבות ניהול הכבלים. ואל תשכחו שמערכת ניהול הכבלים - נושאי כבלים, מגשים או מארזים - תשפיע על מידות המערכת הכוללת, לכן חשוב לבדוק אם יש הפרעות בין מערכת ניהול הכבלים לחלקים אחרים של הרובוט והמכונה.

בקרות

רובוטים קרטזיים הם הפתרון המועדף לתנועות נקודה לנקודה, אך הם יכולים גם לייצר תנועות מורכבות עם אינטרפולציה ותנועה מעוצבת. סוג התנועה הנדרש יסייע לקבוע איזו מערכת בקרה, פרוטוקול רשת, ממשק משתמש (HMI) ורכיבי תנועה אחרים מתאימים ביותר למערכת. ולמרות שרכיבים אלה, ברובם, ממוקמים בנפרד מהצירים של הרובוט הקרטזי, הם ישפיעו על אילו מנועים, כבלים ורכיבים חשמליים אחרים על הציר נדרשים. ורכיבים אלה על הציר, בתורם, ישחקו תפקיד בשני שיקולי התכנון הראשונים: תצורה וניהול כבלים.

אז תהליך התכנון מסתיים ב"מעגל", תוך הדגש על החשיבות של תכנון רובוט קרטזיאני כיחידה אלקטרו-מכנית משולבת, ולא כסדרה של רכיבים מכניים המחוברים בפשטות לחומרה ותוכנה חשמליות.