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笛卡尔机器人:最可扩展机器人技术指南

笛卡尔机器人适用于要求最严苛的应用。继续阅读以了解您现在如何扩大设施的自动化程度。

笛卡尔机器人是制造商已经使用了几十年的一种非常常见且简单的机器人技术。在各个行业和应用中,公司都在从这种可扩展技术中获益。但这些机器人究竟是什么?它们可以用于哪些任务?你怎么知道它是否适合你?本文将讨论这些主题以及更多内容,以帮助您了解这款机器人是否适合您。

在本文中:

什么是笛卡尔机器人?

笛卡尔机器人在物理上与其他工业机器人类型最为独特。你不会发现长臂摆动或横扫动作。相反,笛卡尔机器人通常类似于龙门或小型起重机。人们最常使用笛卡尔机器人技术识别 3D 打印机。它们通常建在桌子或传送带系统上。它们通常具有 3 个运动轴。他们可以向上/向下、向前/向后和向左/向右移动。他们通常有一个执行指定任务的末端执行器。常见的笛卡尔末端执行器的一些示例包括:

哪些行业使用笛卡尔机器人?

由于它们具有广泛的应用,因此在许多行业中都可以找到笛卡尔机器人。以下行业的制造商通常会利用这项技术:

这些只是众多例子中的一小部分。笛卡尔技术已经存在很长时间了。正因为如此,这些机器人有许多久经考验的真实应用。对于操作员来说,它们也很容易理解和重新编程。这使得它们对于那些不熟悉自动化的人来说是用户友好的。这些制造商通常拥有笛卡尔机器人擅长的应用类型。

笛卡尔机器人的常见应用

笛卡尔机器人是某些应用的绝佳选择,而其他应用则是糟糕的选择。这是为什么?一个主要因素是他们的行动自由有限。六轴机器人可以像椒盐卷饼一样弯曲和扭曲。笛卡尔机器人的运动更加僵硬。这似乎是他们设计中的一个弱点。毫无疑问,此功能具有的优势使其在某些应用中超越了所有其他机器人类型。下面是几个例子:

笛卡尔机器人在这些应用中表现出色的原因有几个。首先,这些应用程序通常在一个平面或维度上执行。例如,激光笛卡尔机器人的任务是从一块金属板上切割出一个形状。这件作品平放在切割面上。机器人执行其命令的动作以切割出工件的形状。这种运动不需要机器人以特殊的角度扭曲或旋转到工件的一侧。它都是向上/向下、向前/向后和向左/向右运动。一些笛卡尔机器人会在末端执行器处有一个额外的旋转轴。如果需要很大的灵活性和运动范围,那么另一种机器人类型可能是最好的。

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笛卡尔机器人是一个不错的选择的另一个原因是应用需要高精度。笛卡尔机器人可以达到所有机器人类型中最高水平的精度。为什么是这样?简而言之,前面讨论过的更刚性和更小的运动自由度使这些机器人能够非常精确。高质量的执行器可以实现单微米和亚微米级的可重复性。这意味着对于最高精度的应用,笛卡尔机器人有时是唯一现实的选择。

最后,笛卡尔机器人是可用的可扩展性最强的机器人平台。这种可扩展性体现在它们潜在的物理尺寸和最终强度上。笛卡尔机器人小到迷你 3D 打印机,大到你想要的大小。现在有很多 50 米(164 英尺)长或更长的大型笛卡尔机器人。这是由于他们的机制。齿轮齿条式执行器允许制造商将这些系统制造得非常大。他们的机制也是现代机器人平台中最强大的。用于构建笛卡尔机器人的执行器通常由皮带、滚珠丝杠或滚柱丝杠驱动。除了不必安装在纤薄机器人外壳内的大型齿轮箱和电机之外,这些机械装置意味着笛卡尔机器人可以轻松处理最大和最重的任务。

什么时候应该使用笛卡尔机器人实现自动化?

现在您对笛卡尔机器人及其应用有了一些了解。那么,它们什么时候适合您和您的项目?这个问题不能仅仅通过这篇文章得到准确的回答。但是,如果笛卡尔机器人是您的正确选择,一些问题和注意事项可以帮助您走上正确的理解道路。

在寻求自动化时,降低成本和增加吞吐量是最常见的动机。所有机器人都可以在这方面提供帮助,笛卡尔机器人也不例外。使用笛卡尔机器人自动化流程有助于将人力资本重新分配给更难自动化的任务。这导致成本降低和更高效的生产。机器人更加一致和可重复,并导致更少的质量控制问题。它们也更快,因此它们的集成将导致更高的批量生产。

某些应用程序的某些特征使它们对于其他一些机器人类型(六轴、三角洲、SCARA 机器人等)更加困难。一个主要特点是它们的有效载荷。这些机器人中的大多数在这里都有局限性。即使是最庞大的六轴机器人也有 1000-2000 公斤的上限。一旦您的应用达到这个范围,您的选择就会变得非常有限且越来越昂贵。在这方面,笛卡尔坐标可以通过更强大的机制轻松扩展。此外,它们具有几乎无限的规模潜力。这些机器人可以放大到其他机器人类型根本无法达到的巨大尺寸。

对于最高精度的应用,笛卡尔机器人是无法匹敌的。高质量的机械装置用于确保最高水平的可重复性。对于某些制造应用,需要这种精度水平才能制造出优质产品。

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笛卡尔机器人的成本

由于这些机器人具有高度的可扩展性,因此它们的成本也理所当然。因此,很难为笛卡尔机器人项目设定价格范围。然而,在其他条件相同的情况下,在一个项目中使用笛卡尔机器人将比在同一项目中使用另一个类似的工业机器人更便宜。这主要是由于其设计和机械结构的简单性。可能增加成本的主要因素包括:

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