Perché scegliere un cartesiano?

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I parametri essenziali per la scelta di un cartesiano

Ogni tipo di robot ha i suoi punti di forza e di debolezza. Un primo passo per un confronto potrebbe essere basato sulla quantità di libertà o sul numero di assi di cui dispone un robot.

Un robot cartesiano Links to an external site.ha tre gradi di libertà su un asse XYZ. Nel caso di due assi, riferibili principalmente ad un grafico cartesiano, un robot può muoversi su entrambe queste coordinate.

Un robot cartesiano ha una struttura rigida e non è in grado di inclinarsi o ruotare in alcun modo, anche se ha la possibilità di effettuare diverse manipolazioni.

 

I robot a quattro o cinque assi potrebbero essere una scelta migliore per molte applicazioni perché hanno molta più flessibilità rispetto ai robot a tre assi. I robot antropomorfi hanno invece sei gradi di libertà. Questi ultimi sono focalizzati sulle capacità di muoversi nelle 3 dimensioni.

Molti robot antropomorfi utilizzano un settimo grado di libertà al robot per un piccolo movimento extra, che avviene normalmente su di un asse cartesiano.

Il tipo di robot selezionato dovrebbe dipendere dall’applicazione richiesta. Molto dipende dal carico utile. Più carico utile significa che puoi inviare il robot più lontano e può raccogliere cose più pesanti.

Questo non solo aiuta con le attività più pesanti, ma può anche escludere la necessità di altri strumenti di movimentazione. Se stai lavorando con un piccolo carico ma devi raggiungere grandi distanze, allora potrebbe essere meglio investire in un robot gantry.

Quando hai bisogno di più assi oltre i 4 assi per intenderci, la soluzione più efficace è un robot antropomorfo. I robot a portale offrono una buona flessibilità e consentono una maggiore applicabilità, ma i loro assi, 3 assi, non saranno sufficienti in alcune situazioni.

Per i casi più semplici sono sufficienti due o tre assi, e qui torna in ballo il robot cartesiano che ha velocità di esecuzione, un footprint esteso e una spiccata facilità di programmazione.

Quali sono i vantaggi e limiti dei diversi robot?

I robot stanno diventando più comuni sul posto di lavoro e, sebbene possano ancora presentare alcuni inconvenienti, nel complesso offrono molti vantaggi.

La cosa migliore dei robot è che rendono il nostro lavoro più semplice ed efficiente: fanno di tutto, dai dettagli ai compiti atrocemente complessi. I robot potrebbero essere utili per le persone che hanno bisogno di pulire i denti tutto il giorno. E per chi ha bisogno di dipingere le case...

Uno degli svantaggi dell'impiego di un assistente di scrittura AI è che mancano davvero di creatività ed emozione, il che significa che le nuove idee non possono essere generate da sole. Per risolvere questo problema, le agenzie digitali impiegano una combinazione di assistenti AI e copywriter umani.

Quindi, stiamo cercando un robot e non siamo sicuri di quale sarà il migliore per noi? Bene, in questo articolo esamineremo alcuni robot e i loro pro e contro che potrebbero aiutarti a fare la scelta. I robot articolati sono flessibili e liberano spazio. Queste limitazioni spaziali, anche se i robot sono utilizzati in aree in cui sono presenti membri del personale, impongono sistemi di sicurezza che, se non sfruttati appieno potrebbero creare dei grattacapi all’applicazione.

I robot Scara sono una versione articolata dei tradizionali bracci robotici, leggeri e facili da integrare nei luoghi di lavoro. Questo semplifica il loro contributo alle linee di montaggio, garantendo la precisione. Tuttavia, questi robot sono limitati alle applicazioni "planari", il che significa che possono muoversi solo in due dimensioni: su e giù e da un lato all'altro. Pertanto, le loro applicazioni nell'industria automobilistica sono limitate a compiti come la saldatura o la verniciatura di automobili.

I robot paralleli sono noti per invertire l'area di lavoro in modo che sia vicina al suolo. Hanno una velocità di prelievo molto alta e possono essere spostati facilmente. Questi robot possono essere più piccoli, ma sono anche progettati con meno vincoli di peso. I robot con Delta, d'altra parte, consentono solo quattro assi e non sono flessibili come i robot articolati. Possono anche essere difficili da mantenere e riparare rispetto ad altri.

Infine, i robot cartesiani. Questo robot prende il nome dal sistema di riferimento introdotto dal filosofo e matematico Cartesio con il metodo delle coordinate, per evidenziare i loro spostamenti lungo gli assi ortogonali

Quali sono le caratteristiche di un robot cartesiano?

I robot cartesiani (facili da installare e gestire e a basso costo) hanno 3 giunti lineari che si muovono secondo il sistema di coordinate cartesiane operando tramite guide lineari per traslazione nella posizione desiderata.

Le applicazioni più comuni sono il prelievo e il posizionamento, l'applicazione di sigillanti, l'assemblaggio di macchine o la saldatura ad arco. Ma possono essere utilizzati in attività più specifiche come il lavaggio industriale e l’asservimento presse.

Più in dettaglio, il progetto consiste in una serie di attuatori lineari, potenzialmente con un attuatore rotante all'estremità dell'effettore per l'uso 3D. Una caratteristica fondamentale è l'adattabilità, poiché le corse e le dimensioni di ciascun braccio possono essere configurate in base alle proprie esigenze.

Il robot cartesiano è molto conveniente per applicazioni semplici. La semplicità del design lo rende perfetto per compiti su piccola scala che non richiedono tutta la destrezza offerta dai robot articolati, ma devono comunque essere eseguiti da un robot, come ad esempio il posizionamento di oggetti leggeri o pesanti.

Gli assi lineari che compongono un robot cartesiano possono essere prodotti in una varietà di opzioni, come attuatori a cinghia dentata o viti a ricircolo di sfere. Queste varianti consentono rispettivamente alte velocità, precisione e doti di spinta.

Un altro vantaggio dei robot cartesiani è che possono ottimizzare facilmente i tuoi spazi, dandoti accesso completo all'ingombro occupato senza spazi morti.

Quando si tratta di sicurezza, i requisiti sono meno severi. I vantaggi dell'utilizzo di un robot cartesiano include il risparmio di tempo e una migliore qualità di produzione che ti consente di concentrarti su altri aspetti della tua attività; il che significa che possono lavorare all'interno di un'area specifica senza rischiare di danneggiare altre parti del sistema salvaguardando prezioso spazio dato che, fondamentalmente, la maggior parte dello spazio intorno al robot è utilizzabile.

Per quanto riguarda il controllo del movimento, un robot cartesiano non ha bisogno di un controller di movimento specifico. Non è solo un risparmio di tempo, ma richiede anche meno artifici con le posizioni dei motori. Senza considerare l’interpolazione, le posizioni dell'end effector finale possono essere più accurate di quanto si possa pensare.

In molte applicazioni che vedono l’utilizzo di un robot cartesiano , non è necessaria l'elaborazione della cinematica inversa e in molti casi è possibile utilizzare un PLC per controllare direttamente ciascun asse. Ricorda che la disciplina della cinematica si occupa del movimento senza esaminare cosa causa quel movimento. Ad esempio, la cinematica inversa applica le equazioni della cinematica per determinare come far muovere un robot per raggiungere un obiettivo.

Come ci si prepara per una programmazione e un'installazione efficaci?

Se non utilizzi i controller di movimento con i robot cartesiani, la programmazione richiederà molto più tempo rispetto alla maggior parte degli altri tipi di robot.

Gli schermi HMI di interfaccia non sono così insoliti, quindi le sequenze di programmazione vengono solitamente eseguite utilizzando un PLC.

Gli assi devono essere allineati tra loro prima dell'uso, altrimenti possono danneggiarsi a vicenda. Inoltre bisogna assicurarsi che la superficie di installazione sia il più in piano possibile per evitare pericoli.

Una delle cose più interessanti di un robot cartesiano è come possono essere personalizzati per soddisfare le tue esigenze. Questo lo rende davvero fantastico per qualsiasi azienda che potrebbe voler apportare alcune piccole modifiche in futuro, senza stravolgere a livello di sistema le eventuali modifiche meccaniche del sistema robot.

Va detto che la progettazione di un robot cartesiano è scalabile senza problemi, fornendo componenti standardizzati a catalogo, come servomotori, controller, guide lineari e pinze. Questo è solo uno dei tanti vantaggi e lo rende ancora più conveniente. Sarai in grado di ordinare nuove parti rapidamente senza creare dei problemi di sostituzione.

D’altro canto esistono anche degli inconvenienti: una delle principali è che i loro movimenti possono essere rigidi. Controlla solo tre direzioni: avanti, indietro e su-giù. La quarta direzione può essere impostata ruotando l'effettore finale, tuttavia per realizzare operazioni complesse sincronizzate va considerato un motion controller.

Per concludere, vorrei toccare un altro punto che sarebbe importante menzionare. Abbiamo accennato a come i diversi tipi di robot vengono percepiti attraverso la prospettiva di alcune caratteristiche che spesso sono considerate più positive, ma non dimentichiamo la domanda: Un cartesiano può essere considerato un robot o più di una semplice macchina?

Viene in soccorso lo standard ISO A8373, secondo il quale un robot è un manipolatore controllato automaticamente, riprogrammabile e multifunzionale. Svolge le sue funzioni lungo tre o più assi. I robot cartesiani sono fissi e mobili e servono a scopi di automazione industriale. I movimenti di questo tipo di robot avvengono tramite attuatori lineari su tre assi ortogonali e, insomma, si tratta a tutti gli effetti di un robot. e grazie al suo movimento coordinato, questa macchina è gestita da un PLC o un controller di movimento.

Differenza tra robot cartesiano e robot gantry

La letteratura tecnica fa spesso riferimento ai robot cartesiani come gantry, anche se ci sono alcune differenze tra i due.

La parola "gantry" per questo tipo di robot non si riferisce al suo inventore, ma a un termine inglese che per esso che serve a ricordarne la forma; il cavalletto. In pratica un gantry è un ponte sopraelevato che supporta vari tipi di apparecchiature.

In particolare nella robotica, un robot gantry è un grande sistema utilizzato per il prelievo e il carico e lo scarico di particolari oltre che per la saldatura.

Visione indiscutibilmente limitativa e generica. La differenza tra cartesiani e gantry sembra dimensionale a questo punto, il che non è corretto. Come hai visto in precedenza, un robot cartesiano è tale in quanto esegue movimenti lineari sui tre assi, secondo le coordinate cartesiane. Ma non tutti i sistemi che funzionano su XYZ sono robot cartesiani e un'eccezione importante è un tipo di configurazione 2X-YZ, come i robot gantry.

La principale differenza tra robot cartesiani e portali è che i primi utilizzano un singolo attuatore lineare per asse mentre i secondi sono sempre costituiti da due assi X di base con l'asse Y che li attraversa.

Questa configurazione impedisce al secondo asse di essere a sbalzo o, come si suol dire, "cantilevered".

Un cantilever è un tipo di struttura che si estende su una determinata area ed è supportata solo alla fine. In molti casi, questo può fornire una portata estesa e masse maggiori rispetto alla maggior parte delle strutture. Infine, va ricordato che esiste un altro tipo di sistema multiasse che non rientra nella definizione di robot cartesiano: la tavola XY, che prevede due assi montati uno sopra l'altro.

Una delle principali differenze con questa tipologia è che il carico è centrato sull'asse Y, senza appesantirlo.

Queste tabelle possono contenere solo così tanto peso e potresti volerle usare se il carico è solo sull'asse Y. Sono ottimi per cose come mettere oggetti sugli scaffali o conservare forniture a cui non è necessario accedere dall'alto.

Le tavole XY vengono utilizzate anche per il movimento orizzontale di basi robot fisse, sia per il montaggio che per altre operazioni.

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