Laboratuvar kullanımı gibi alma ve yerleştirme uygulamaları, bileşenlere kolayca erişilebildiği için konsol tipi yapılardan fayda sağlar. Portal robotlar, her iki ucundan desteklenen yatay elemanlara sahip Kartezyen koordinat robotlarıdır; fiziksel olarak, mutlaka robot olmayan portal vinçlere benzerler. Portal robotlar genellikle devasa boyutlardadır ve ağır yükleri taşıyabilirler.

Gantry ve Kartezyen robotlar arasındaki fark

Kartezyen robotlarda her eksende bir doğrusal aktüatör bulunurken, portal robotlarda iki taban (X) ekseni ve bunları kapsayan ikinci bir (Y) eksen bulunur. Bu tasarım, ikinci eksenin konsol şeklinde olmasını engeller (bu konuya daha sonra değineceğiz) ve portal robotlarda Kartezyen robotlara kıyasla daha uzun hareket mesafeleri ve daha yüksek yük taşıma kapasitesi sağlar.

Kartezyen robotların en yaygın olanları, aşırı (moment) yükler için daha mükemmel koruma sağladığı için çift kılavuzlu tasarımı kullanır; ancak, çift doğrusal kılavuzlu eksenler, tek kılavuzlu eksenlere kıyasla daha fazla yer kaplar; buna karşılık, çift kılavuzlu sistemler genellikle daha kısadır (dikey yönde) ve makinenin diğer alanlarıyla etkileşimi ortadan kaldırabilir. Tartışma konusu, seçtiğiniz eksen türünün sadece Kartezyen sistemin verimliliğini değil, aynı zamanda genel kapladığı alanı da etkilediğidir.

Kartezyen Robot Aktüatörleri

Kartezyen mekanizma en iyi seçenek ise, genellikle bir sonraki tasarım faktörü, cıvata, vida veya pnömatik tahrikli bir sistem olabilen aktüatör kontrol ünitesidir. Doğrusal aktüatörler, tahrik sistemine bağlı olarak genellikle tek veya çift doğrusal kılavuzla birlikte mevcuttur.

Kablo Kontrolü ve Yönetimi

Kablo kontrolü, bu robot tasarımının erken aşamalarında sıklıkla göz ardı edilen (veya planın daha sonraki aşamalarına ertelenen) bir diğer önemli özelliğidir. Kontrol için, hava (pnömatik eksenler için), enkoder girişi (servo tahrikli Kartezyen için), sensör ve diğer elektrikli cihazlar, her eksen birkaç kablo içerir.

Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT) aracılığıyla sistemler ve bileşenler birbirine bağlandığında, bunları bağlamak için kullanılan yöntemler ve araçlar çok daha kritik hale gelir ve bu boruların, tellerin ve konektörlerin her ikisi de uygun şekilde yönlendirilmeli ve aşırı bükülmeden kaynaklanan erken yorulmayı veya diğer cihaz bileşenleriyle etkileşimden kaynaklanan bozulmayı önlemek için bakımları yapılmalıdır.

Gerekli kablo türü ve miktarı ile kablo yönetiminin karmaşıklığı, kontrol ve ağ protokolü türüne bağlıdır. Kablo yönetim sisteminin kablo taşıyıcısı, kanalları veya muhafazalarının toplam sistem ölçülerini etkileyeceğini unutmayın; bu nedenle kablolama sistemi ile robotik bileşenlerin geri kalanı arasında bir uyumsuzluk olmadığından emin olun.

Kartezyen Robot Kontrolleri

Kartezyen robotlar, noktadan noktaya hareketler için tercih edilen yöntemdir, ancak karmaşık enterpolasyonlu ve konturlu hareketler de yapabilirler. İhtiyaç duyulan hareket türü, sistem için en iyi kontrol cihazını, ağ protokolünü, HMI'yı ve diğer hareket bileşenlerini belirleyecektir.

Bu bileşenler robotun eksenlerinden bağımsız olarak konumlandırılmış olsalar da, büyük ölçüde motorları, kabloları ve eksen üzerindeki diğer elektrik bileşenlerini etkileyeceklerdir. Bu eksen üzerindeki elemanlar, konumlandırma ve kablo kontrolü olmak üzere ilk iki tasarım unsurunu etkileyecektir.

Sonuç olarak, tasarım süreci bir döngüyü tamamlayarak, Kartezyen robotun elektrikli donanım ve yazılıma bağlı mekanik parçalar kümesi olarak değil, birbirine bağlı bir elektromekanik cihaz olarak inşa edilmesinin önemini vurgulamaktadır.

Kartezyen Robot Çalışma Zarfı

Çeşitli robot konfigürasyonları, farklı çalışma alanı şekilleri üretir. Bu çalışma alanı, belirli bir uygulama için robot seçerken çok önemlidir çünkü manipülatörün ve uç efektörün çalışma alanını belirler. Birçok amaç için, bir robotun çalışma alanını incelerken dikkatli olunmalıdır:

1. Çalışma zarfı, robot kolunun ucundaki bir noktanın (genellikle uç efektörlerin montaj düzenlemelerinin ortası) yaklaşabileceği iş miktarıdır. Uç efektöre ait herhangi bir alet veya iş parçası içermez.

2. Çalışma alanı içerisinde robot kolunun giremediği bölgeler bazen bulunur. Bu bölgelere ölü bölgeler denir.
Bahsedilen maksimum yük taşıma kapasitesi, ancak belirli kol uzunluklarında elde edilebilir ve bu uzunluklar maksimum erişime ulaşabilir veya ulaşmayabilir.

3. Kartezyen konfigürasyonun çalışma alanı dikdörtgen prizmadır. Çalışma alanı içinde ölü bölge yoktur ve Robot, tüm çalışma hacmi boyunca yükün tamamını hareket ettirebilir.