デカルト座標幾何学は、シンプルで理解しやすい数値システムで 3 次元空間をマッピングするための優れた方法です。3 次元空間のデカルト系には、原点で交わる互いに直交する 3 つの座標軸 (直交軸) があります。

3 つの軸は、一般に x 軸、y 軸、z 軸と呼ばれます。3 次元空間内の任意の点は、(x、y、z) として 3 つの数字で表されます。X は x 軸に沿った原点からの点の距離を表し、y は y 軸に沿った原点からの距離、z は z 軸に沿った原点からの距離を表します。

デカルト (ガントリー) ロボット

移動に直線軸を使用するメカトロニクス ロボットは、直交ロボット、リニア ロボット、またはガントリー ロボットと呼ばれます。ガントリー ロボットはガントリー クレーンに似ており、同様に動作します。しかし、ガントリーロボットは持ち上げや移動の機能に限定されません。要件に応じてカスタム機能を持たせることができます。

デカルト ロボットは、水平面内の動きを制御するオーバーヘッド構造と、垂直方向の動きを作動させるロボット アームを備えています。xy 軸または xyz 軸内で移動するように設計できます。ロボットアームは足場上に設置され、水平面内で移動可能です。ロボットアームは、使用される機能に応じてアームの先端にエフェクタや工作機械が取り付けられます。

デカルト ロボットとガントリー ロボットは同じ意味で使用されますが、ガントリー ロボットには通常 2 つの X 軸がありますが、デカルト ロボットには 2 軸または 3 軸がそれぞれ 1 つしかありません (構成に応じて)。

 

どのように機能するのでしょうか?

デカルト ロボットは、通常はサーボモーター ドライブによる直線運動のみで移動します。使用されるリニアアクチュエータは、特定の用途に応じてさまざまな形式にすることができます。駆動システムには、ベルト駆動、ケーブル駆動、ネジ駆動、空気圧駆動、ラックアンドピニオン駆動、またはリニアモーター駆動があります。一部のメーカーは、変更を加えずに実装できる完全に既成のデカルト ロボットを提供しています。他のメーカーはさまざまなコンポーネントをモジュールとして提供しており、ユーザーは特定の使用例に応じてこれらのモジュールを組み合わせて実装できます。

ロボットアーム自体に「視覚」を装備することも、操作中に「視覚」を持たせることもできます。これらを光センサーやカメラに取り付けて、アクションを実行する前にオブジェクトを識別できます。たとえば、デカルト ロボットは、研究室でサンプルを取り出したり移動したりするために使用できます。コンピュータ支援ビジョンを使用して試験管、ピペット、またはスライドを認識し、カメラから伝達された位置データに従ってアームが対象物を掴むことができます。

6 軸ロボットなどの他のロボット システムに対するデカルト ロボットの利点は、プログラムが非常に簡単であることです。単一のモーション コントローラーでデカルト ロボットの動作ロジックを処理できます。ロボットは直線運動のみなので制御が容易です。デカルト ロボットの動作制御には、複雑な PLC やマイクロチップの配列は必要ありません。同じ属性により、ロボットの動作のプログラミングが容易になります。

 

特徴と利点

デカルト ロボットは、同等の 6 軸ロボットと比較して、より高い積載荷重能力を備えています。このことと、リニア ロボットの低コストおよびプログラミングの容易さが相まって、リニア ロボットはさまざまな産業用途に適しています。ガントリー ロボットは基本的に支持足場を備えたデカルト ロボットであり、さらに大きな積載量を運ぶことができます。既存の機構に互換モジュールを追加することでリニアロボットの可動範囲を拡張できます。デカルト ロボットのこのモジュール性により、ロボットの多用途性がさらに高まり、産業環境での寿命が長くなります。

また、直交ロボットは、回転ロボットと比較して、高レベルの精度と精度を示します。これは、直線運動のみがあり、回転運動に対応する必要がないという事実によるものです。デカルト ロボットの許容誤差はマイクロメートル (μm) の範囲ですが、6 軸ロボットの許容誤差は一般にミリメートル (mm) の範囲です。

 

デカルトロボットのアプリケーション

多用途性、低コスト、プログラミングの容易さにより、デカルト ロボットは産業環境の多くの用途に使用できます。そのうちのいくつかを見てみましょう。

• 選んで配置します:ロボット アームには、回転木馬やコンベア ベルトのさまざまなコンポーネントを識別するための視覚装置のバリエーションが取り付けられています。アームはこれらのオブジェクトを選択し、異なるビンに分類できます。ピッキングと選別は単一のロボットアームで実行できます。
• プロセス間の転送:生産ラインでは、工程中の商品をある場所から別の場所に移動する必要がある場合があります。これはデュアルドライブリニアロボットを使用して実行できます。プロセスの残りの部分に応じて、ビジョン システムまたは時間同期とともに使用できます。
• 組立システム:製品の部品を組み立てるために同じ手順を何度も繰り返す必要がある場合、リニアロボットを使用してタスクを自動化できます。
• 接着剤とシーラントの適用:多くの製造プロセスでは、部品間に接着剤やシーラントを塗布する必要があります。大型自動車製造から小型電子機器の製造まで幅広く使用されています。接着剤とシーラントは、非常に正確な量で正しい位置に塗布する必要があります。リニアロボットのロボットアームは高精度の流体ディスペンサーと接続でき、接着剤やシール剤を高精度に塗布できます。
• パレタイジングとデパレタイズ:梱包にはパレットを使用し、荷物を簡単に輸送します。デカルト ロボットを使用すると、パレットへの製品の配置とパレットからの製品の取り出しの両方を自動化できます。
• CNC工作機械：コンピュータ数値制御ベースの機械は、工学設計ソフトウェアで作成された設計に従って製品を作成するために使用されます。CNC マシンでは、ロボット アームに取り付けられたさまざまなツールを備えたリニア ロボットが広く使用されています。
• 精密スポット溶接：特定の製造プロセスでは特殊な溶接が必要です。溶接アームを備えたリニア ロボットは、作業面上の正確な位置で正確な溶接を実現できます。マイクロメートル (μm) 範囲の高レベルの許容差は、このような用途に役立ちます。

リニアロボットの産業用途は他にもたくさんあります。これらには、ディスペンス剤、アセンブラーおよびテスターのベースマシン、挿入ユニット、スタッキングデバイス、シーリングオートメーション、マテリアルハンドリング、保管と取り出し、切断、スクライビング、​​および仕分けが含まれます。