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#Tendenze
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Tre importanti considerazioni progettuali per i robot cartesiani
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Configurazione del sistema, Gestione dei cavi, Controlli.
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Se la vostra applicazione richiede un robot cartesiano, avete una grande varietà di opzioni, a seconda del livello di integrazione che volete intraprendere. E anche se i robot cartesiani pre-ingegnerizzati stanno diventando sempre più diffusi man mano che i produttori ampliano la loro gamma di prodotti per adattarsi ad una più ampia gamma di criteri di prestazione, alcune applicazioni necessitano ancora di costruire il proprio sistema cartesiano - ad esempio, per soddisfare particolari condizioni ambientali o per soddisfare una serie di requisiti di prestazione altamente specializzati.
Ma "costruire il proprio" non significa necessariamente "costruire da zero" Un esempio: i componenti chiave di un robot cartesiano - gli attuatori lineari - sono disponibili in numerose configurazioni, quindi raramente è necessario costruire gli attuatori da zero. E molti produttori di attuatori lineari offrono kit di collegamento e staffe di montaggio che rendono l'assemblaggio del proprio sistema cartesiano da attuatori a catalogo un esercizio relativamente semplice.
Tuttavia, la determinazione del layout di base e la scelta degli attuatori lineari appropriati è solo il primo passo. Per evitare di ritrovarsi con un sistema cartesiano che non risponde ai requisiti dell'applicazione o che non si adatta all'ingombro previsto, tenere a mente le seguenti considerazioni - soprattutto in fase di progettazione.
Configurazione del sistema
Una delle prime cose da specificare quando si progetta un robot cartesiano è la configurazione degli assi, non solo per ottenere i movimenti necessari, ma anche per garantire che il sistema abbia una sufficiente rigidità, che può influenzare la capacità di carico, l'accuratezza della corsa e la precisione di posizionamento. Infatti, alcune applicazioni che richiedono movimenti nelle coordinate cartesiane sono meglio servite da un robot a portale che da un sistema cartesiano, specialmente se l'asse Y richiede una lunga corsa o se la disposizione cartesiana imporrebbe un grande momento di carico su uno degli assi. In questi casi, gli assi a doppio X o a doppio Y di un sistema a portale possono essere necessari per evitare una deflessione o una vibrazione eccessiva.
Se un sistema cartesiano è la soluzione migliore, l'opzione di progettazione successiva è tipicamente l'unità di azionamento per gli attuatori - con le scelte più comuni che sono un sistema a cinghia, a vite o pneumatico. E indipendentemente dal sistema di azionamento, gli attuatori lineari sono tipicamente offerti con una singola guida lineare o con due guide lineari.
La stragrande maggioranza dei robot cartesiani utilizza la configurazione a doppia guida, poiché offre un migliore supporto per i carichi a sbalzo (momento) - ma gli assi con doppia guida lineare avranno un'impronta più ampia rispetto agli assi con guida lineare singola. D'altra parte, i sistemi a doppia guida sono spesso più corti (in direzione verticale), il che può prevenire interferenze con altre parti della macchina. Il punto è che il tipo di assi scelti non influisce solo sulle prestazioni del sistema cartesiano, ma anche sull'ingombro complessivo.
Gestione dei cavi
Un altro aspetto importante della progettazione di robot cartesiani che spesso viene trascurato nelle fasi iniziali (o semplicemente rinviato a fasi successive della progettazione) è la gestione dei cavi. Ogni asse richiede cavi multipli per l'alimentazione, l'aria (per gli assi pneumatici), il feedback dell'encoder (per i cartesiani servocomandati), i sensori e altri componenti elettrici. E quando i sistemi e i componenti sono integrati nell'Internet Industriale delle Cose (IIoT), i metodi e gli strumenti per collegarli diventano ancora più critici. Tutti questi cavi, fili e connettori devono essere accuratamente instradati e gestiti per garantire che non subiscano un affaticamento prematuro dovuto a flessioni eccessive o danni dovuti ad interferenze con altre parti del sistema.
I robot cartesiani (così come i robot SCARA e a 6 assi) rendono questa connettività ancora più impegnativa, poiché gli assi possono muoversi sia in modo indipendente che in sincronizzazione tra loro. Ma una cosa che può aiutare a mitigare la complessità della gestione dei cavi è l'utilizzo di componenti che riducono il numero di cavi necessari - ad esempio, motori che integrano potenza e feedback in un unico cavo, o combinazioni motore-azionamento integrate.
Il tipo di controllo e il protocollo di rete possono anche influenzare il tipo e la quantità di cavi necessari e la complessità della gestione dei cavi. E non dimenticate che il sistema di gestione dei cavi - portacavi, vassoi o custodie - influenzerà le dimensioni dell'intero sistema, quindi è importante verificare la presenza di interferenze tra il sistema di gestione dei cavi e le altre parti del robot e della macchina.
Controlli
I robot cartesiani sono la soluzione ideale per i movimenti punto a punto, ma possono anche produrre movimenti complessi interpolati e movimenti sagomati. Il tipo di movimento richiesto aiuterà a determinare quale sistema di controllo, protocollo di rete, HMI e altri componenti di movimento sono più adatti al sistema. E sebbene questi componenti siano, per la maggior parte, alloggiati separatamente dagli assi del robot cartesiano, essi influenzeranno quali motori, cavi e altri componenti elettrici sull'asse sono necessari. E questi componenti sull'asse, a loro volta, avranno un ruolo nelle prime due considerazioni progettuali: la configurazione e la gestione dei cavi.
Così il processo di progettazione viene "a tutto tondo", ribadendo l'importanza di progettare un robot cartesiano come unità elettromeccanica integrata, piuttosto che una serie di componenti meccanici che sono semplicemente collegati ad hardware e software elettrici.