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#Tendencias de productos
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Tres importantes consideraciones de diseño para los robots cartesianos
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Configuración del sistema, Gestión de cables, Controles.
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Si su aplicación requiere un robot cartesiano, tiene una amplia variedad de opciones, dependiendo del nivel de integración que desee llevar a cabo. Y aunque los robots cartesianos prediseñados se están adoptando cada vez más ampliamente a medida que los fabricantes amplían sus gamas de productos para ajustarse a un ámbito más amplio de criterios de rendimiento, algunas aplicaciones todavía requieren la construcción de su propio sistema cartesiano, por ejemplo, para cumplir con condiciones ambientales especiales o con un conjunto altamente especializado de requisitos de rendimiento.
Pero "construye lo tuyo" no significa necesariamente "construir desde cero" Un ejemplo: los componentes clave de un robot cartesiano - los actuadores lineales - están disponibles en numerosas configuraciones, por lo que rara vez es necesario construir los actuadores desde cero. Y muchos fabricantes de actuadores lineales ofrecen kits de conexión y soportes de montaje que hacen que el montaje de su propio sistema cartesiano a partir de actuadores de catálogo sea un ejercicio relativamente simple.
Sin embargo, determinar la disposición básica y elegir los actuadores lineales apropiados es sólo el primer paso. Para evitar acabar con un sistema cartesiano que no cumpla los requisitos de la aplicación o no se ajuste a la huella esperada, hay que tener en cuenta las siguientes consideraciones, especialmente durante la fase de diseño.
Configuración del sistema
Una de las primeras cosas que hay que especificar cuando se diseña un robot cartesiano es la configuración de los ejes, no sólo para lograr los movimientos necesarios, sino también para asegurar que el sistema tenga la suficiente rigidez, lo que puede afectar a la capacidad de carga, la precisión del recorrido y la exactitud del posicionamiento. De hecho, algunas aplicaciones que requieren movimientos en las coordenadas cartesianas están mejor atendidas por un robot de pórtico que por un sistema cartesiano, especialmente si el eje Y requiere un largo recorrido o si la disposición cartesiana pondría una gran carga de momento en uno de los ejes. En estos casos, los ejes X o Y de un sistema de pórtico pueden ser necesarios para evitar una excesiva desviación o vibración.
Si un sistema cartesiano es la mejor solución, la siguiente opción de diseño suele ser la unidad de accionamiento de los actuadores, siendo las opciones más comunes una correa, un tornillo o un sistema de accionamiento neumático. E independientemente del sistema de accionamiento, los actuadores lineales se ofrecen típicamente con una guía lineal simple o con guías lineales duales.
La gran mayoría de los robots cartesianos utilizan la configuración de guía dual, ya que ofrece un mejor soporte para cargas suspendidas (de momento), pero los ejes con guías lineales duales tendrán una huella más amplia que los ejes con guías lineales simples. Por otra parte, los sistemas de guía dual suelen ser más cortos (en dirección vertical), lo que puede evitar la interferencia con otras partes de la máquina. La cuestión es que el tipo de ejes que se elija no sólo afecta al rendimiento del sistema cartesiano, sino también a la huella global.
La gestión de los cables
Otro aspecto importante del diseño de los robots cartesianos que a menudo se pasa por alto en las primeras fases (o simplemente se aplaza a fases posteriores del diseño) es la gestión de los cables. Cada eje requiere múltiples cables para la alimentación, el aire (para los ejes neumáticos), la retroalimentación del codificador (para los cartesianos servoaccionados), los sensores y otros componentes eléctricos. Y cuando los sistemas y componentes se integran en la Internet Industrial de las Cosas (IIoT), los métodos y herramientas para conectarlos se vuelven aún más críticos. Todos estos cables, alambres y conectores deben ser cuidadosamente encaminados y manejados para asegurar que no experimenten una fatiga prematura debido a una flexión excesiva o a daños por interferencia con otras partes del sistema.
Los robots cartesianos (así como los SCARA y los de 6 ejes) hacen que esta conectividad sea aún más desafiante, ya que los ejes pueden moverse tanto de forma independiente como en sincronización con los demás. Pero una cosa que puede ayudar a mitigar la complejidad de la gestión de los cables es utilizar componentes que reduzcan el número de cables necesarios, por ejemplo, motores que integren la potencia y la retroalimentación en un solo cable, o combinaciones integradas de motor y accionamiento.
El tipo de control y el protocolo de la red también pueden influir en el tipo y la cantidad de cables necesarios y en la complejidad de la gestión de los mismos. Y no hay que olvidar que el sistema de gestión de cables - portadores de cables, bandejas o carcasas - afectará a las dimensiones del sistema global, por lo que es importante comprobar si hay interferencias entre el sistema de gestión de cables y las otras partes del robot y la máquina.
Controles
Los robots cartesianos son la solución para los movimientos de punto a punto, pero también pueden producir movimientos complejos interpolados y contorneados. El tipo de movimiento requerido ayudará a determinar qué sistema de control, protocolo de red, HMI y otros componentes de movimiento son los más adecuados para el sistema. Y aunque estos componentes están, en su mayoría, alojados separadamente de los ejes del robot cartesiano, influirán en qué motores, cables y otros componentes eléctricos del eje se requieren. Y estos componentes en el eje, a su vez, jugarán un papel en las dos primeras consideraciones de diseño: la configuración y la gestión de los cables.
Así que el proceso de diseño viene "de lleno", reiterando la importancia de diseñar un robot cartesiano como una unidad electromecánica integrada, en lugar de una serie de componentes mecánicos que simplemente se conectan al hardware y software eléctrico.