3 кроки для проектування вашої системи лінійного позиціонування

Декартові роботи працюють по двох або трьох осях вздовж декартової системи координат X, Y та Z. Хоча SCARA та 6-осьові роботи більш відомі, декартові системи можна знайти майже в кожному можливому промисловому застосуванні, від виробництва напівпровідників до деревообробного обладнання. І не дивно, що декартові системи так широко використовуються. Вони доступні в, здавалося б, безмежній кількості конфігурацій і легко налаштовуються відповідно до точних параметрів застосування.

Хоча декартові роботи традиційно проектувалися та виготовлялися власними силами інтеграторів та кінцевих користувачів, більшість виробників лінійних приводів зараз пропонують попередньо спроектованих декартових роботів, які значно скорочують час проектування, складання та запуску порівняно зі створенням системи з нуля. Вибираючи попередньо спроектованого декартового робота, слід пам’ятати про три речі, щоб отримати найкращу систему для вашого застосування.

【Орієнтація】

Орієнтація часто визначається застосуванням, причому ключовим фактором є те, чи потрібно обробляти деталі, чи процес має відбуватися зверху чи знизу. Також важливо переконатися, що система не заважає іншим стаціонарним або рухомим частинам і не створює загрози безпеці. На щастя, декартові роботи доступні в багатьох різних конфігураціях XY та XYZ, щоб відповідати обмеженням застосування та простору. У стандартних багатоосьових орієнтаціях також є варіанти встановлення приводів вертикально або збоку. Цей вибір конструкції зазвичай робиться з урахуванням жорсткості, оскільки деякі приводи (особливо ті, що мають подвійні напрямні) мають вищу жорсткість при встановленні збоку.

Для крайньої зовнішньої осі (Y в конфігурації XY або Z в конфігурації XYZ) конструктор має вибір, чи буде основа закріплена разом з рухом каретки, чи каретка закріплена разом з рухом основи. Основною причиною фіксації каретки та переміщення основи є перешкоди. Якщо привід виступає в робочу зону і його потрібно змістити, поки рухаються інші системи або процеси, то переміщення основи дозволяє значній частині приводу втягнутися та звільнити простір. Однак це збільшує переміщувану масу та інерцію, тому це слід враховувати під час визначення розмірів коробок передач та двигунів. А система управління кабелями має бути спроектована таким чином, щоб вона могла рухатися разом з віссю, оскільки двигун буде рухатися. Попередньо розроблені системи враховують ці питання та гарантують, що всі компоненти спроектовані та правильно розраховані для точної орієнтації та розташування декартової системи.

【Навантаження, хід та швидкість】

Ці три параметри застосування є основою, на якій вибирається більшість декартових роботів. Застосування вимагає переміщення певного вантажу на певну відстань протягом заданого часу. Але вони також взаємозалежні — зі збільшенням навантаження максимальна швидкість зрештою почне зменшуватися. А хід обмежується навантаженням, якщо крайній привід консольний, або швидкістю, якщо привід має кульковий гвинтовий привод. Це робить визначення розміру декартової системи дуже складним завданням.

Щоб спростити завдання проектування та визначення розмірів, виробники декартових роботів зазвичай надають діаграми або таблиці, які показують максимальне навантаження та швидкість для заданих довжин ходу та орієнтацій. Однак деякі виробники вказують максимальні можливості навантаження, ходу та швидкості, які є незалежними одне від одного. Важливо розуміти, чи є опубліковані характеристики взаємовиключними, чи характеристики максимального навантаження, швидкості та ходу можуть бути досягнуті разом.

【Точність та акуратність】

Лінійні приводи є основою точності та правильності роботи декартового робота. Тип приводу — чи має він алюмінієву, чи сталеву основу, і чи є приводний механізм ремінним, гвинтовим, лінійним двигуном чи пневматичним — є основним фактором точності та повторюваності. Але те, як приводи встановлені та закріплені разом, також впливає на точність переміщення робота. Декартовий робот, який точно вирівняний та закріплений штифтами під час складання, як правило, матиме вищу точність переміщення, ніж система, яка не закріплена штифтами, і зможе краще підтримувати цю точність протягом свого терміну служби.

У будь-якій багатоосьовій системі з'єднання між осями не є ідеально жорсткими, і численні змінні впливають на поведінку кожної осі. Це ускладнює розрахунок або математичне моделювання точності переміщення та повторюваності. Найкращим варіантом для забезпечення відповідності декартової системи необхідної точності переміщення та повторюваності є пошук систем, які були протестовані виробником, з подібними навантаженнями, ходами та швидкостями. Більшість виробників декартових роботів визнають це ключовим питанням для користувачів і протестували свої системи, щоб надати «реальні» дані про продуктивність у різних застосуваннях.

Попередньо спроектовані декартові роботи забезпечують значну економію порівняно з роботами, які спроектовані та зібрані власними силами. Час, необхідний для визначення розміру, вибору, замовлення, складання, запуску та усунення несправностей багатоосьової системи, може становити сотні годин, а попередньо спроектовані системи скорочують цей час до кількох годин вибору та запуску. А діапазон конфігурацій, типів напрямних та технологій приводів, доступних у стандартних пропозиціях виробників, означає, що конструкторам та інженерам не потрібно йти на компроміс щодо продуктивності або платити за більше можливостей, ніж вимагає застосування.