Чтобы выбрать робота, сначала оцените потребности задачи. Это начинается с определения параметров нагрузки, ориентации, скорости, перемещения, точности, условий окружающей среды и рабочего цикла, которые иногда называют параметрами LOSTPED.

1. Загрузка.

Грузоподъемность робота (определяемая производителем) должна превышать общий вес полезной нагрузки, включая любые инструменты, на конце манипулятора. Ограничением для роботов SCARA и шестиосевых роботов является то, что они поддерживают нагрузки на вытянутых манипуляторах. Рассмотрим обрабатывающий центр, который производит подшипниковые узлы весом 100 кг и более. Такая полезная нагрузка превышает возможности всех, кроме самых крупных роботов SCARA или шестиосевых роботов. В отличие от них, типичный декартов робот может легко поднимать и перемещать такие грузы, поскольку его опорная рама и подшипники постоянно поддерживают весь диапазон движения.
Даже если тяжелый груз находится в пределах возможностей робота, это может снизить точность. Например, захват и перемещение предметов весом 50 кг находится в пределах допустимой грузоподъемности как SCARA-роботов, так и декартовых роботов. Но 50 кг — это верхний предел возможностей типичного SCARA-робота, поэтому для работы с таким крутящим моментом потребуются более дорогостоящие системы управления и компоненты. Более того, типичные SCARA-роботы могут перемещать тяжелые грузы с точностью до 0,1 мм, поскольку вес деформирует манипулятор и снижает способность робота стабильно и точно позиционировать груз. Но декартовы роботы с шариковинтовыми приводами и хорошо расположенными опорными подшипниками могут многократно перемещать грузы весом 50 кг и более с точностью до 10 мкм.

2. Ориентация

Это зависит от способа крепления робота и расположения перемещаемых деталей или изделий. Цель состоит в том, чтобы габариты робота соответствовали рабочей зоне. Если напольная или линейная подставка SCARA-робота или шестиосевого робота создает препятствие, то такие роботы могут быть не лучшим вариантом. Если для работы требуется перемещение только по нескольким осям, то небольшие декартовы роботы могут быть установлены над головой и не мешать. Но для сложной обработки деталей или работы, требующей четырех и более осей движения, рама декартова робота может создавать слишком много препятствий, и в этом случае более подходящим может оказаться небольшой SCARA-робот, иногда занимающий всего 200 мм² пространства и имеющий четыре болта на подставке.
Ещё одним фактором является ориентация детали. Роботы SCARA и шестиосевые роботы могут вращать детали, что является преимуществом при работе с деталями или инструментами под разными углами и в разных положениях. Для достижения аналогичной гибкости некоторые декартовы роботы имеют субкомпоненты, называемые модулями подачи, которые перемещают лёгкие грузы по оси Z. Как правило, модули подачи используют шариковинтовой приводной стержень для перемещения деталей или инструментов вдоль оси Z в операциях погрузки, перемещения и подачи. Декартовы роботы также могут включать в себя поворотные приводы для обеспечения дополнительных возможностей ориентации.

3. Скорость и путешествия.

Наряду с грузоподъемностью, в каталогах производителей роботов также указываются показатели скорости. Одним из ключевых факторов при выборе роботов для операций захвата и перемещения является время разгона на значительных расстояниях. Декартовы роботы могут разгоняться со скоростью 5 м/с и более, что сопоставимо с производительностью SCARA-роботов и шестиосевых роботов.
Декартовы роботы также целесообразны в приложениях, требующих больших расстояний. Это связано с тем, что конструкторы могут быстро модифицировать и удлинять декартовых роботов по мере необходимости, используя модули длиной до 20 метров. Скорость и дальность действия дополнительно настраиваются путем выбора ременного привода, линейного двигателя или шариковинтовой передачи. В отличие от них, шарнирные манипуляторы обычно проектируются с заданным радиусом действия, например, 500 мм.

4. Точность позиционирования.

Роботы SCARA и шестиосевые роботы имеют предопределенные показатели точности, что упрощает определение повторяемости их движений. Однако эти роботы привязывают разработчиков к одному уровню точности на момент покупки. Конечные пользователи могут модернизировать декартовы или портальные роботы до множества уровней точности, заменив привод, вплоть до 10 мкм, на шариковинтовой. Для снижения точности и экономии средств конечные пользователи могут заменить привод на пневматический или ременный и использовать другой привод для достижения точности 0,1 мм.
Точность имеет ключевое значение в высокотехнологичных приложениях, таких как станкостроение. Для таких декартовых роботов необходимы более совершенные механические компоненты, например, прецизионно обработанные шариковые направляющие столы и шариковинтовые приводы. Для приложений, где SCARA-роботы и шестиосевые манипуляторы не могут обеспечить необходимую точность из-за отклонения манипулятора, следует рассмотреть декартов робот с высокоточными линейными подшипниками. Расстояние между подшипниками минимизирует отклонение, что позволяет более точно позиционировать концевой эффектор.
Хотя в условиях ограниченного рабочего пространства предпочтение отдается роботам SCARA или шестиосевым роботам, иногда сложность и высокая стоимость таких роботов оказываются излишними. Один из примеров, где декартовы роботы работают лучше, — это крупномасштабное производство медицинских пипеток. В этом случае робот извлекает пипетки из формы и помещает их в стойку, перемещаемую вспомогательным автоматизированным станком. Роботы SCARA и шестиосевые роботы являются жизнеспособным вариантом, поскольку для этого применения достаточно точности 0,1 мм. Однако отклонение становится проблемой при работе с пипетками меньшего диаметра (3 мм). Кроме того, отсутствие места для подставки внутри рабочей зоны делает предпочтительными портальные роботы.

5. Окружающая среда.

Два фактора, определяющие наилучший робот, — это окружающая среда рабочей зоны и опасности в самом помещении. Третий фактор, возможность использования робота в чистом помещении, как правило, не имеет значения, поскольку все типы роботов производятся в версиях для чистых помещений.
Опоры SCARA-роботов и шестиосевых роботов, как правило, компактны, что удобно при ограниченном пространстве. Однако это может быть неактуально, если монтажники могут установить опорную раму робота над головой или на стене. В отличие от них, для задач с механическими помехами, например, когда роботу необходимо залезть в коробки, чтобы достать детали, обычно наиболее подходят шестиосевые манипуляторы. Шестиосевые роботы обычно стоят дороже, чем декартовы, но эти затраты оправданы, если нет возможности выполнить задачу без сложных последовательностей движений.
Факторы окружающей среды, такие как пыль и грязь, также влияют на выбор робота. Сильфоны могут закрывать шарниры SCARA-роботов и шестиосевых роботов, а различные типы уплотнений защищают приводы оси Z. Для чистых помещений с продувкой воздухом декартовы роботы позволяют конструкторам заключать линейные приводы в конструкцию со степенью защиты IP65, что минимизирует попадание воды и пыли. Кроме того, высокоэффективные уплотнения могут закрывать многие конструктивные элементы осей.

6. Рабочий цикл.

Это время, необходимое для завершения одного цикла работы. Роботы, работающие непрерывно 24/7 (например, в высокопроизводительном скрининге и фармацевтическом производстве), выходят из строя раньше, чем те, которые работают всего 8 часов в день, пять дней в неделю. Необходимо заранее прояснить эти вопросы и приобрести роботов с длительными интервалами смазки и низкими требованиями к техническому обслуживанию, чтобы избежать проблем в будущем.