Doğrusal Konumlandırma Sisteminizin Tasarımı İçin 3 Adım

Kartezyen robotlar, X, Y ve Z eksenlerinden oluşan Kartezyen koordinat sisteminde iki veya üç eksende çalışır. SCARA ve 6 eksenli robotlar daha yaygın olarak bilinirken, Kartezyen sistemler yarı iletken üretiminden ağaç işleme ekipmanlarına kadar akla gelebilecek hemen her endüstriyel uygulamada bulunabilir. Ve Kartezyenlerin bu kadar yaygın olarak kullanılması şaşırtıcı değil. Görünüşte sınırsız konfigürasyonda mevcutturlar ve tam uygulama parametrelerini karşılayacak şekilde kolayca özelleştirilebilirler.

Kartezyen robotlar geleneksel olarak entegratörler ve son kullanıcılar tarafından şirket içinde tasarlanıp üretilirken, çoğu doğrusal aktüatör üreticisi artık sıfırdan bir sistem kurmaya kıyasla mühendislik, montaj ve devreye alma süresini önemli ölçüde azaltan önceden tasarlanmış Kartezyen robotlar sunmaktadır. Önceden tasarlanmış bir Kartezyen robot seçerken, uygulamanız için en uygun sistemi elde ettiğinizden emin olmak için aklınızda bulundurmanız gereken üç şey şunlardır:

【Yönlendirme】

Yönlendirme genellikle uygulamaya bağlıdır ve en önemli faktör, parçaların yukarıdan mı yoksa aşağıdan mı taşınması gerektiği veya işlemin yukarıdan mı yoksa aşağıdan mı gerçekleşmesi gerektiğidir. Sistemin diğer sabit veya hareketli parçalarla etkileşime girmemesi ve güvenlik tehlikesi oluşturmaması da çok önemlidir. Neyse ki, Kartezyen robotlar, uygulama ve alan kısıtlamalarını karşılamak için birçok farklı XY ve XYZ konfigürasyonunda mevcuttur. Standart çok eksenli yönlendirmeler içinde, aktüatörleri dik veya yanlamasına monte etme seçenekleri de vardır. Bu tasarım seçimi genellikle sertlik göz önünde bulundurularak yapılır, çünkü bazı aktüatörler (özellikle çift kılavuz raylı olanlar) yanlamasına monte edildiğinde daha yüksek sertliğe sahiptir.

En dıştaki eksen (XY konfigürasyonunda Y veya XYZ konfigürasyonunda Z) için tasarımcı, tabanın sabit kalıp taşıyıcının hareket etmesini mi yoksa taşıyıcının sabit kalıp tabanın hareket etmesini mi seçeceğine karar verebilir. Taşıyıcıyı sabit tutmanın ve tabanı hareket ettirmenin temel nedeni, girişimdir. Aktüatör bir çalışma alanına doğru uzanıyorsa ve diğer sistemler veya işlemler geçerken yolundan çekilmesi gerekiyorsa, tabanı hareket ettirmek aktüatörün önemli bir kısmının geri çekilmesine ve alanı boşaltmasına olanak tanır. Bununla birlikte, hareket eden kütleyi ve ataleti artırır, bu nedenle dişli kutuları ve motorların boyutlandırılmasında bu dikkate alınmalıdır. Ayrıca, motor hareket edeceğinden, kablo yönetimi de eksenle birlikte hareket edebilecek şekilde tasarlanmalıdır. Önceden tasarlanmış sistemler bu sorunları dikkate alır ve tüm bileşenlerin Kartezyen sistemin tam yönelimine ve düzenine göre doğru şekilde tasarlanıp boyutlandırılmasını sağlar.

【Yük, strok ve hız】

Bu üç uygulama parametresi, çoğu Kartezyen robotun seçiminin temelini oluşturur. Bir uygulama, belirli bir yükün belirli bir mesafeye, belirli bir süre içinde taşınmasını gerektirir. Ancak bunlar aynı zamanda birbirine bağımlıdır; yük arttıkça, maksimum hız sonunda azalmaya başlayacaktır. Ve hareket mesafesi, en dıştaki aktüatör konsollu ise yükle, aktüatör bilyalı vidalı tahrikli ise hızla sınırlıdır. Bu da bir Kartezyen sistemin boyutlandırılmasını çok karmaşık bir iş haline getirir.

Tasarım ve boyutlandırma işlemlerini basitleştirmek için, Kartezyen robot üreticileri genellikle belirli strok uzunlukları ve yönelimler için maksimum yük ve hızı veren grafikler veya tablolar sunar. Bununla birlikte, bazı üreticiler maksimum yük, strok ve hız kapasitelerini birbirinden bağımsız olarak belirtir. Yayınlanan özelliklerin birbirini dışlayan özellikler olup olmadığını veya maksimum yük, hız ve strok özelliklerinin birlikte elde edilip edilemeyeceğini anlamak önemlidir.

【Hassasiyet ve doğruluk】

Doğrusal aktüatörler, bir Kartezyen robotun hassasiyetinin ve doğruluğunun temelini oluşturur. Aktüatörün tipi—alüminyum veya çelik tabana sahip olup olmadığı ve tahrik mekanizmasının kayış, vida, doğrusal motor veya pnömatik olup olmadığı—doğruluk ve tekrarlanabilirliğin ana belirleyicisidir. Ancak aktüatörlerin nasıl monte edildiği ve birbirine nasıl sabitlendiği de robotun hareket doğruluğunu etkiler. Montaj sırasında hassas bir şekilde hizalanmış ve pimlenmiş bir Kartezyen robot, genellikle pimlenmemiş bir sisteme göre daha yüksek hareket doğruluğuna sahip olacak ve bu doğruluğu ömrü boyunca daha iyi koruyabilecektir.

Çok eksenli sistemlerde, eksenler arasındaki bağlantılar mükemmel derecede rijit değildir ve her eksenin davranışını etkileyen çok sayıda değişken vardır. Bu durum, hareket doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini matematiksel olarak hesaplamayı veya modellemeyi zorlaştırır. Bir Kartezyen sistemin gerekli hareket doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini sağlamanın en iyi yolu, üretici tarafından benzer yükler, hareket mesafeleri ve hızlarla test edilmiş sistemleri aramaktır. Çoğu Kartezyen robot üreticisi bunu kullanıcılar için önemli bir endişe kaynağı olarak kabul eder ve çeşitli uygulamalarda performans hakkında "gerçek dünya" verileri sağlamak için sistemlerini test etmiştir.

Önceden tasarlanmış Kartezyen robotlar, şirket içinde tasarlanıp monte edilen robotlara kıyasla önemli ölçüde tasarruf sağlar. Çok eksenli bir sistemin boyutlandırılması, seçimi, siparişi, montajı, başlatılması ve sorun gidermesi için gereken süre yüzlerce saat olabilir ve önceden tasarlanmış sistemler bunu sadece birkaç saatlik seçim ve başlatma süresine indirir. Ayrıca, üreticilerin standart tekliflerinde bulunan çeşitli konfigürasyonlar, kılavuz tipleri ve tahrik teknolojileri, tasarımcıların ve mühendislerin performanstan ödün vermek veya uygulamanın gerektirdiğinden daha fazla özellik için ödeme yapmak zorunda kalmamaları anlamına gelir.