Индивидуальность и универсальность

Декартовы системы перемещения, как последовательная кинематика, имеют главные оси для прямолинейного движения и вспомогательные оси для вращения. Система одновременно выполняет функции направляющей, опоры и привода и должна быть интегрирована в общую систему приложения независимо от структуры системы перемещения.

【Стандартные положения крепления】

Все системы декартовой обработки могут быть установлены в любом месте пространства. Это позволяет идеально адаптировать механическую систему к условиям применения. Ниже представлены некоторые наиболее распространённые конструкции.

Двумерные – эти декартовы системы перемещения делятся на категории консольных и линейных порталов с их движением в вертикальной плоскости, а также плоских поверхностных порталов с их движением в горизонтальной плоскости.

Двумерная консоль состоит из горизонтальной оси (Y) с вертикальным приводом (Z), установленным на ее передней части.

Линейный портал представляет собой горизонтальную ось (Y), закреплённую с обоих концов, слева и справа. Вертикальная ось (Z) установлена на каретке между двумя концами оси. Линейные порталы обычно узкие, с прямоугольным вертикальным рабочим пространством.

Плоский портал состоит из двух параллельных осей (X), соединённых осью (Y), перпендикулярной направлению движения. Плоские порталы могут охватывать значительно большее рабочее пространство, чем роботизированные системы с дельта-кинематикой или SCARA с их круглыми/почковидными рабочими пространствами.

Помимо традиционной конфигурации с отдельными осями, линейные и плоские порталы также представляют собой комплексные системы с фиксированной механической комбинацией, приводом которой служит вращающийся зубчатый ремень. Низкая эффективная нагрузка позволяет использовать их для высокой производительности (операций/мин) с соответствующей динамической реакцией.

Трехмерные – эти декартовы системы перемещения делятся на категории консольных и трехмерных порталов с движением в обеих плоскостях.

3D-консоль представляет собой две оси (X), установленные параллельно, и ось консоли (Y), перпендикулярную направлению движения, с вертикальной осью (Z), установленной спереди нее.

Трёхмерные порталы состоят из двух параллельных осей (X), соединённых осью (Y), перпендикулярной направлению движения. На этой перпендикулярной оси установлена вертикальная ось (Z).

Примечание: В плоских, линейных и трёхмерных портальных системах сила прикладывается между двумя точками опоры горизонтальных осей. Горизонтальная ось консоли действует как рычаг благодаря грузу, подвешенному на её конце.

【Требуется более простое программирование】

Степень необходимого программирования зависит от функции: если системе необходимо перемещаться только в отдельные точки, достаточно быстрого и простого программирования ПЛК.

Если необходимо перемещение по траектории, например, при нанесении клея, управления с помощью ПЛК уже недостаточно. В таких случаях для систем декартовой обработки также требуется традиционное программирование робота. Однако среда управления для систем декартовой обработки предлагает широкий спектр возможных альтернатив по сравнению с традиционными роботами. В то время как для обычных роботов всегда требуется система управления, разработанная производителем, для систем декартовой обработки можно использовать любой ПЛК в версии с оптимальным набором функций, соответствующим требованиям и сложности приложения. Это позволяет соблюдать спецификации заказчика и реализовать единую платформу управления, включая единый язык программирования и структуру программы.

Традиционные роботы часто требуют сложного программирования. Следовательно, использование систем с 4–6 осями для решения механических задач требует значительных трудозатрат. Например, для прямолинейного перемещения все 6 осей всегда должны перемещаться одновременно. Кроме того, программирование «правой руки в левую» в традиционных робототехнических приложениях — сложная и трудоёмкая задача. Декартовы системы перемещения предлагают отличную альтернативу.

【Высокая энергоэффективность】

Основы энергоэффективного управления закладываются ещё при выборе системы. Если приложение требует длительного времени пребывания в определённых положениях, все оси обычных роботов управляются по замкнутому контуру и должны постоянно компенсировать весовую нагрузку.

В декартовых системах перемещения обычно требуется постоянное приложение усилия только к вертикальной оси Z. Это усилие необходимо для удержания полезной нагрузки в нужном положении против силы тяжести. Этого можно эффективно добиться с помощью пневматических приводов, поскольку они не потребляют энергию в фазах удержания. Ещё одним преимуществом пневматических осей Z является их малый собственный вес, что позволяет использовать механические компоненты осей X и Y и их электродвигатели меньших размеров. Уменьшение полезной нагрузки приводит к снижению энергопотребления.

Типичные преимущества электрических осей особенно проявляются при длинных траекториях и высокой частоте вращения. Поэтому они часто являются весьма эффективной альтернативой осям X и Y.

【Заключение】

Во многих случаях использование декартовых систем перемещения более эффективно и экономично, чем традиционных роботизированных систем. Для широкого спектра применений можно разработать идеальную декартову систему перемещения, поскольку:

• Системы настраиваются в соответствии с требованиями приложения с точки зрения оптимальных путей и динамического реагирования, а также адаптируются к нагрузке.

• Их механическая структура позволяет легко программировать их: например, для вертикальных перемещений необходимо активировать только одну ось.

• Их оптимальная механическая адаптация делает их энергетически эффективными, например, за счет отключения подачи энергии в состоянии покоя.

• Системы декартовой обработки оптимизированы для пространства, необходимого для конкретного применения.

• Стандартные компоненты массового производства позволяют декартовым системам перемещения стать привлекательной по цене альтернативой традиционным промышленным роботам.

И последнее, но не менее важное: в декартовых системах перемещения кинематика определяется приложением и его периферийными устройствами, а не наоборот.