研究室での使用などのピックアンドプレイス用途では、コンポーネントに簡単にアクセスできるため、片持ち構造のメリットが得られます。ガントリー ロボットは、両端に水平部材が支持された直交座標ロボットです。物理的にはガントリー クレーンに似ていますが、必ずしもロボットである必要はありません。ガントリー ロボットは多くの場合巨大で、重い荷物を運ぶことができます。

ガントリーロボットと直交ロボットの違い

デカルト ロボットには各軸に 1 つのリニア アクチュエータがありますが、ガントリー ロボットには 2 つのベース (X) 軸と、それらにまたがる 2 番目の (Y) 軸があります。この設計により、2 番目の軸が片持ち梁になることがなくなり (詳細は後ほど)、直交ロボットと比較してガントリーのストローク長がさらに長くなり、可搬質量が大きくなります。

最も一般的なデカルト ロボットは、オーバーハング (モーメント) 荷重に対してより優れた保護を提供するため、デュアル ガイド設計を使用します。ただし、デュアル リニア ガイドを備えた軸は、単一のリニア ガイドを備えた軸よりも設置面積が大きくなります。比較すると、デュアル ガイド システムは一般に (垂直方向に) 短く、機械の他の領域との相互作用が排除される可能性があります。議論は、選択した軸の種類がデカルト システムの効率だけでなく全体的なフットプリントにも影響を与えるということです。

デカルトロボットアクチュエーター

デカルト機構が最良の選択である場合、次の設計要素は通常、ボルト、ネジ、または空気圧駆動システムなどのアクチュエータ制御ユニットです。リニア アクチュエータは通常、駆動システムに応じてシングルまたはデュアル リニア ガイドを備えたものが入手可能です。

ケーブルの制御と管理

ケーブル制御は、このロボット設計のもう 1 つの重要な機能ですが、多くの場合、初期段階では無視されます (または単に計画の後の段階に延期されます)。制御、空気 (空気圧軸の場合)、エンコーダ入力 (サーボ駆動デカルト軸の場合)、センサー、およびその他の電気機器には、各軸に複数のケーブルが必要です。

システムとコンポーネントが産業用モノのインターネット (IIoT) を介して接続される場合、それらをリンクするために使用される方法とツールはより重要になり、過度の疲労による早期疲労を避けるために、これらのチューブ、ワイヤ、コネクタの両方を適切に配線し、維持する必要があります。他のデバイスコンポーネントとの干渉による曲がりや破損。

必要なケーブルの種類と数量、および高度なケーブル管理はすべて、制御とネットワーク プロトコルの種類によって決まります。ケーブル管理システムのケーブル キャリア、トレイ、またはハウジングはシステム全体の測定に影響を与えるため、ケーブル配線システムおよび残りのロボット コンポーネントと競合しないことを確認してください。

デカルトロボット制御

デカルト ロボットは、ポイントツーポイントの動きを行うための好ましい方法ですが、複雑な補間や輪郭のある動きも行うことができます。必要なモーションのタイプによって、システムに最適な制御デバイス、ネットワーキング プロトコル、HMI、およびその他のモーション コンポーネントが指定されます。

これらのコンポーネントはロボットの軸から独立して配置されていますが、ほとんどの場合、必要なモーター、ワイヤ、その他の軸上の電気コンポーネントに影響を与えます。これらの軸上の要素は、最初の 2 つの設計上の考慮事項、位置決めとケーブル制御に影響します。

その結果、設計プロセスは一巡し、電気ハードウェアやソフトウェアに接続された一連の機械部品ではなく、相互接続された電気機械デバイスとしてデカルト ロボットを構築することの重要性が強調されます。

デカルトロボットのワークエンベロープ

さまざまなロボット構成により、異なる動作範囲の形状が生成されます。この作業範囲は、マニピュレータとエンドエフェクタの作業領域を指定するため、特定のアプリケーション用のロボットを選択する場合に非常に重要です。さまざまな目的のために、ロボットの作業領域を研究するときは注意が必要です。

1. 作業範囲は、ロボット アームの端にある点によってアプローチできる作業量です。ロボット アームの端は、通常、エンドエフェクタの取り付け配置の中央です。エンドエフェクターが所有する機器やワークピースはありません。

2. 動作範囲内にはロボット アームが進入できない場所が存在する場合があります。デッド ゾーンは、特定の領域に付けられた名前です。
記載されている最大積載量は、そのようなアームの長さでのみ達成可能であり、最大到達範囲に達する場合もあれば、到達しない場合もあります。

3. デカルト構成の動作エンベロープは直方体です。作業範囲内にはデッドゾーンがなく、ロボットは作業ボリューム全体にわたって完全なペイロードを操作できます。