Декартова координатная геометрия — отличный метод отображения трехмерного пространства в простой и понятной числовой системе.В декартовой системе трехмерного пространства есть три оси координат, которые перпендикулярны друг другу (ортогональные оси) и встречаются в начале координат.
Эти три оси обычно называются осью X, осью Y и осью Z.Любая точка в трехмерном пространстве обозначается тремя числами как (x, y, z).X представляет расстояние точки от начала координат по оси X, y — расстояние от начала координат по оси Y, а z — расстояние от начала координат по оси Z.
Декартовы (портальные) роботы
Мехатронные роботы, использующие для движения линейные оси, называются декартовыми роботами, линейными роботами или портальными роботами.Портальные роботы похожи на козловые краны и работают аналогично.Но портальные роботы не ограничиваются функциями подъема и перемещения.Они могут иметь пользовательскую функциональность в соответствии с требованиями.
Декартовы роботы имеют верхнюю конструкцию, которая контролирует движение в горизонтальной плоскости, и роботизированную руку, которая управляет движением в вертикальной плоскости.Они могут быть предназначены для перемещения по осям xy или xyz.Роботизированная рука размещается на строительных лесах и может перемещаться в горизонтальной плоскости.Роботизированная рука имеет эффектор или станок, прикрепленный к концу руки, в зависимости от функции, в которой она используется.
Хотя декартовы роботы и портальные роботы взаимозаменяемы, портальные роботы обычно имеют две оси X, тогда как декартовы роботы будут иметь только по одной из двух/трех осей (в зависимости от конфигурации).
Как они функционируют?
Декартовы роботы движутся только линейно, обычно с помощью серводвигателей.Используемые линейные приводы могут иметь различные формы в зависимости от конкретного применения.Система привода может быть с ременным, тросовым, винтовым, пневматическим, реечным или линейным двигателем.Некоторые производители предоставляют полностью готовые декартовы роботы, которые можно реализовать без каких-либо модификаций.Другие производители предлагают различные компоненты в виде модулей, что позволяет пользователю реализовать комбинацию этих модулей в соответствии с конкретным вариантом использования.
Сами роботизированные руки могут быть оснащены «зрением» или могут быть «слепыми» при выполнении операций.Их можно прикрепить к датчикам освещенности или камерам для идентификации объектов перед выполнением действия.Например, декартовых роботов можно использовать в лабораториях для отбора и перемещения образцов.Компьютерное зрение можно использовать для распознавания пробирок, пипеток или предметных стекол, а рука может захватывать объект в соответствии с данными о положении, передаваемыми с камеры.
Преимущество декартовых роботов перед другими робототехническими системами, такими как шестиосные роботы, заключается в том, что их очень легко программировать.Один контроллер движения может управлять логикой движения декартового робота.Роботы имеют только линейное движение, что обеспечивает простоту управления.Для управления движением декартовых роботов нет необходимости в сложном наборе ПЛК и микросхем.Этот же атрибут помогает упростить программирование движения робота.
Характеристики и преимущества
Декартовы роботы имеют более высокую грузоподъемность по сравнению с эквивалентными шестиосными роботами.Это, в сочетании с более низкой стоимостью и простотой программирования линейных роботов, делает их пригодными для широкого спектра промышленных применений.Портальные роботы, которые по сути являются декартовыми роботами с поддерживающими лесами, могут нести еще более высокую полезную нагрузку.Диапазон перемещения линейных роботов можно расширить, добавив к существующему механизму совместимые модули.Эта модульность декартовых роботов делает их гораздо более универсальными и обеспечивает более длительный срок службы в промышленных условиях.
Декартовы роботы также демонстрируют высокий уровень точности и точности по сравнению со своими роторными аналогами.Это связано с тем, что они имеют только линейное движение и нет необходимости обеспечивать вращательное движение.Декартовы роботы могут иметь допуски в диапазоне микрометров (мкм), тогда как шестиосные роботы обычно имеют допуски в диапазоне миллиметров (мм).
Приложения для декартовых роботов
Универсальность, низкая стоимость и простота программирования делают декартовых роботов пригодными для многих применений в промышленных условиях.Давайте посмотрим на некоторые из них.
- Выбрать и разместить:Роботизированная рука оснащена некоторыми вариантами устройств технического зрения для идентификации различных компонентов карусели или конвейерной ленты.Рука может собирать эти предметы и сортировать их по разным контейнерам.Сбор и сортировка могут выполняться одной роботизированной рукой.
- Передача между процессами:На производственной линии могут возникать случаи, когда товары в процессе необходимо переместить из одного места в другое.Это можно сделать с помощью линейных роботов с двойным приводом.Их можно использовать с системами технического зрения или синхронизацией времени в зависимости от остальной части процесса.
- Система сборки:Когда одни и те же шаги необходимо повторять снова и снова для сборки частей продукта, для автоматизации задач можно использовать линейных роботов.
- Применение клеев и герметиков:Многие производственные процессы включают нанесение клеев или герметиков между деталями.Он используется в крупном автомобилестроении и в производстве небольших электронных устройств.Клеи и герметики следует наносить в очень точных количествах и в правильном месте.Роботизированную руку линейного робота можно соединить с высокоточным дозатором жидкости, а клеи и герметики можно наносить с высокой точностью.
- Паллетирование и депаллетирование:В упаковке используются поддоны для удобной транспортировки товаров.Декартовы роботы могут использоваться для автоматизации как размещения продукции на поддонах, так и снятия ее с поддонов.
- Станки с ЧПУ:Станки с числовым программным управлением используются для создания изделий по проектам, выполненным в программном обеспечении для инженерного проектирования.В станках с ЧПУ широко используются линейные роботы с различными инструментами, прикрепленными к роботизированным манипуляторам.
- Прецизионная точечная сварка:В некоторых производственных процессах требуется специализированная сварка.Линейные роботы со сварочными манипуляторами могут выполнять точные сварные швы в точных местах на рабочей поверхности.В таких случаях полезен высокий уровень допуска в диапазоне микрометров (мкм).
Существует множество других промышленных применений линейных роботов.К ним относятся дозирующие агенты, базовые машины для сборки и тестирования, устройства вставки, устройства штабелирования, автоматизация запечатывания, погрузочно-разгрузочные работы, хранение и извлечение, резка, разметка и сортировка.
Время публикации: 27 декабря 2021 г.