システム構成、ケーブル管理、コントロール。

アプリケーションでデカルト ロボットが必要な場合は、実行する統合レベルに応じてさまざまなオプションがあります。メーカーがより広範な性能基準に適合するように製品範囲を拡大するにつれて、事前に設計されたデカルト ロボットがより広く採用されるようになってきていますが、一部のアプリケーションでは依然として独自のデカルト システムを構築する必要があります。たとえば、特殊な環境条件を満たすため、または高度な要求を満たすためです。特殊な一連のパフォーマンス要件。

ただし、「独自に構築する」ということは、必ずしも「ゼロから構築する」ことを意味するわけではありません。好例: デカルト ロボットの主要コンポーネントであるリニア アクチュエータはさまざまな構成で利用できるため、アクチュエータを最初から構築する必要はほとんどありません。また、多くのリニア アクチュエータ メーカーは、カタログ仕様のアクチュエータから独自のデカルト システムを比較的簡単に組み立てることができる接続キットと取り付けブラケットを提供しています。

ただし、基本的なレイアウトを決定し、適切なリニア アクチュエータを選択することは最初のステップにすぎません。アプリケーション要件を満たさない、または予想される設置面積に適合しないデカルト システムになることを避けるために、特に設計段階では次の考慮事項に留意してください。

システム構成

デカルト ロボットを設計するときに最初に指定することの 1 つは、軸の構成です。これは、必要な動作を実現するだけでなく、システムが十分な剛性を備えていることを確認するためでもあり、これは耐荷重能力、移動精度、および位置決めに影響を与える可能性があります。正確さ。実際、デカルト座標での移動が必要な一部のアプリケーションでは、特に Y 軸に長いストロークが必要な場合や、デカルト配置によりいずれかの軸に大きなモーメント負荷がかかる場合には、デカルト システムよりもガントリー ロボットの方が適しています。 。このような場合、過度のたわみや振動を防ぐために、ガントリー システムのデュアル X 軸またはデュアル Y 軸が必要になる場合があります。

デカルト システムが最適なソリューションである場合、次の設計オプションは通常、アクチュエータの駆動ユニットです。最も一般的な選択肢は、ベルト、ネジ、または空気圧駆動システムです。また、駆動システムに関係なく、リニア アクチュエータは通常、シングル リニア ガイドまたはデュアル リニア ガイドを備えて提供されます。

デカルト ロボットの大部分は、オーバーハング (モーメント) 荷重に対するサポートが優れているため、デュアル ガイド構成を使用しています。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広くなります。一方、デュアルガイドシステムは（垂直方向に）短いことが多く、機械の他の部分との干渉を防ぐことができます。重要なのは、選択する軸のタイプは、デカルト システムのパフォーマンスに影響するだけでなく、全体的なフットプリントにも影響するということです。

ケーブル管理

デカルト ロボット設計のもう 1 つの重要な側面は、初期段階で見落とされがち (または設計の後の段階に延期されるだけ) ですが、ケーブル管理です。各軸には、電源、エア (空気圧軸の場合)、エンコーダ フィードバック (サーボ駆動のデカルト座標の場合)、センサー、およびその他の電気コンポーネント用の複数のケーブルが必要です。また、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) に統合されると、それらを接続するための方法とツールがさらに重要になります。これらのケーブル、ワイヤ、コネクタはすべて、過度の屈曲による早期疲労やシステムの他の部分との干渉による損傷が発生しないように、慎重に配線および管理する必要があります。

デカルト (スカラや 6 軸と同様) ロボットでは、軸が独立して動くことも、互いに同期して動くこともできるため、この接続はさらに困難になります。しかし、ケーブル管理の複雑さを軽減するのに役立つことの 1 つは、必要なケーブルの数を減らすコンポーネントを使用することです。たとえば、電力とフィードバックを 1 本のケーブルに統合するモーターや、統合されたモーターとドライブの組み合わせです。

制御の種類とネットワーク プロトコルも、必要なケーブルの種類と数量、およびケーブル管理の複雑さに影響を与える可能性があります。また、ケーブル マネジメント システム (ケーブル キャリア、トレイ、またはハウジング) がシステム全体の寸法に影響することを忘れないでください。そのため、ケーブル マネジメント システムとロボットや機械の他の部分との間の干渉を確認することが重要です。 。

コントロール

デカルト ロボットは、ポイントツーポイントの移動に最適なソリューションですが、複雑な補間移動や輪郭のあるモーションも生成できます。必要なモーションのタイプは、どの制御システム、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 コンポーネントがそのシステムに最適であるかを判断するのに役立ちます。これらのコンポーネントは、ほとんどの場合、デカルト ロボットの軸とは別に収容されていますが、必要なモーター、ケーブル、その他の軸上の電気コンポーネントに影響を与えます。そして、これらの軸上のコンポーネントは、最初の 2 つの設計上の考慮事項、つまり構成とケーブル管理において役割を果たします。

したがって、設計プロセスは「一周」し、単に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コンポーネントではなく、統合された電気機械ユニットとしてデカルト ロボットを設計することの重要性を繰り返し示しています。