Налаштування та універсальність

Декартові системи керування як послідовна кінематика мають головні осі для прямолінійного руху та допоміжні осі для обертання. Система одночасно діє як напрямна, опорна та приводна, і повинна бути інтегрована в повну систему застосування незалежно від структури системи керування.

【Стандартні монтажні положення】

Усі декартові системи обробки можна встановити в будь-якому положенні в просторі. Це дозволяє ідеально адаптувати механічну систему до умов застосування. Ось огляд деяких найпоширеніших конструкцій.

Двовимірні – ці декартові системи обробки поділяються на категорії консолей та лінійних порталів з рухом у вертикальній площині, а також плоских поверхневих порталів з рухом у горизонтальній площині.

Двовимірна консоль складається з горизонтальної осі (Y) з вертикальним приводом (Z), встановленим на її передній частині.

Лінійний портал — це горизонтальна вісь (Y), закріплена з обох кінців, ліворуч і праворуч. Вертикальна вісь (Z) встановлена ​​на повзунах між двома кінцевими точками осі. Лінійні портали зазвичай вузькі, з прямокутним вертикальним робочим простором.

Плоский портал складається з двох паралельних осей (X), з'єднаних віссю (Y), перпендикулярною до напрямку руху. Плоскі портали можуть охоплювати значно більший робочий простір, ніж роботизовані системи з дельта-кінематикою або SCARA з їх круглими/ниркоподібними робочими просторами.

Окрім традиційної конфігурації з окремими осями, лінійні портали та плоскі портали також мають вигляд цілісних систем з фіксованою механічною комбінацією з обертовим зубчастим ременем як приводним компонентом. Низьке ефективне навантаження робить їх придатними для високої продуктивності (захоплень/хв) з відповідною динамікою.

Тривимірні – ці декартові системи маніпуляцій поділяються на категорії консолей та 3D-порталів з рухами в обох площинах.

3D консолі - це дві осі (X), встановлені паралельно, плюс вісь консолі (Y), перпендикулярна до напрямку руху, з вертикальною віссю (Z), встановленою спереду від неї.

3D-портали складаються з двох паралельних осей (X), з'єднаних віссю (Y), перпендикулярною до напрямку руху. Вертикальна вісь (Z) встановлена ​​на цій перпендикулярній осі.

Примітка: У випадку з плоскими, лінійними та 3D порталами сила прикладається між двома точками опори горизонтальних осей. Горизонтальна вісь на консолі діє як важіль завдяки вантажу, підвішеному на її кінці.

【Потрібне простіше програмування】

Необхідний ступінь програмування залежить від функції: якщо системі потрібно переміщатися лише до окремих точок, достатньо швидкого та простого програмування ПЛК.

Якщо необхідний рух по траєкторії, наприклад, під час нанесення клею, керування за допомогою ПЛК вже недостатньо. У таких випадках для декартових систем обробки також потрібне звичайне програмування роботів. Однак середовище керування для декартових систем обробки пропонує широкий спектр можливих альтернатив порівняно зі звичайними роботами. У той час як звичайні роботи завжди вимагають використання специфічної системи керування виробника, для декартових систем обробки можна використовувати будь-який ПЛК у версії з найкращим набором функцій для вимог та складності застосування. Це означає, що можна дотримуватися специфікацій замовника та впроваджувати єдину платформу керування, включаючи єдину мову програмування та структуру програми.

Звичайні роботи часто потребують складного програмування. Отже, для використання 4-6-осьових систем для механічних завдань потрібен великий обсяг роботи. Наприклад, для прямолінійного руху всі 6 осей завжди потрібно рухати одночасно. Також складно та трудомістко програмувати «праву руку до лівої руки» у звичайних робототехнічних застосуваннях. Декартові системи маніпулювання пропонують тут чудові альтернативи.

【Енергоефективність висока】

Основи енергоефективного керування закладаються ще під час вибору системи. Якщо застосування вимагає тривалого часу витримки в певних положеннях, усі осі звичайних роботів підлягають замкнутому управлінню та повинні постійно компенсувати силу ваги.

У декартових системах маніпулювання зазвичай лише вертикальна вісь Z повинна безперервно прикладати силу. Ця сила необхідна для утримання ефективного навантаження в потрібному положенні під дією сили тяжіння. Цього можна дуже ефективно досягти за допомогою пневматичних приводів, оскільки вони не споживають енергію під час фази утримання. Ще однією перевагою пневматичних осей Z є їхня мала власна вага, що означає, що для механічних компонентів осей X та Y та їх електродвигуна можна використовувати менші розміри. Зменшене ефективне навантаження призводить до зменшення споживання енергії.

Типові переваги електричних осей особливо проявляються у випадку довгих шляхів та високої частоти циклів. Тому вони часто є дуже ефективною альтернативою для осей X та Y.

【Висновок】

У багатьох випадках ефективніше та економічніше використовувати декартові системи маніпулювання замість традиційних роботизованих систем. Для широкого спектру застосувань можливо розробити ідеальну декартову систему маніпулювання, оскільки:

• Системи налаштовані відповідно до вимог застосування з точки зору оптимальних шляхів та динамічної реакції, а також адаптовані до навантаження.

• Їхня механічна структура спрощує програмування: наприклад, для вертикальних рухів потрібно активувати лише одну вісь.

• Їхня оптимальна механічна адаптація робить їх енергоефективними, наприклад, шляхом вимикання подачі енергії під час спокою.

• Декартові системи обробки оптимізовані з точки зору простору для застосування.

• Стандартні компоненти масового виробництва дозволяють декартовим системам обробки бути привабливою за ціною альтернативою традиційним промисловим роботам.

І останнє, але не менш важливе: у декартових системах керування кінематика визначається застосуванням та його периферійними пристроями, а не навпаки.