الروبوت الكارتيزي نظام روبوتي يتحرك على محاور خطية متعامدة: X وY وZ. وعندما تُحمل المحاور كجسر على دعامتين يُسمى أيضاً الروبوت الجسري (Gantry). بنيته بسيطة ويغطي مساحة عمل كبيرة ودقته عالية. في هذا المقال نشرح أجزاء الروبوت الكارتيزي، ومزاياه وعيوبه مقارنة بذراع الروبوت، والأعمال التي يُختار لها.
أجزاء الروبوت الكارتيزي
- وحدات المحاور الخطية: السكة والجسم اللذان تنزلق عليهما العربة؛ وكل محور وحدة مستقلة.
- مصدر الحركة: لولب كروي (دقيق، لمسافات قصيرة إلى متوسطة)، أو سير مسنن (سريع، لمسافات طويلة)، أو جريدة مسننة وترس (للمحاور الطويلة جداً والثقيلة).
- محركات سيرفو ومشغّلاتها: تتحكم بموضع كل محور وسرعته.
- الأداة الطرفية: ماسك، شفاط تفريغ، شعلة لحام أو رأس جرعات. ويمكن إضافة محور دوّار في الطرف عند الحاجة.
- التحكم: وحدة PLC أو وحدة تحكم بالحركة وشاشة تشغيل.
روبوت كارتيزي أم ذراع روبوت؟
| الروبوت الكارتيزي | ذراع روبوت سداسية المحاور | |
|---|---|---|
| مساحة العمل | مستطيلة؛ يمكن مدها إلى أمتار عديدة بإطالة المحاور. | كروية؛ محدودة بمدى الوصول. |
| زوايا الاقتراب | محدودة؛ يعمل عادةً من الأعلى. | يمكنها الاقتراب من أي زاوية. |
| الصلابة والدقة | عالية؛ انحناء قليل حتى تحت الأحمال الثقيلة. | جيدة؛ تنخفض الحمولة كلما زاد مدى الوصول. |
| البرمجة | بسيطة؛ الإحداثيات تقابل مواضع المحاور مباشرة. | تحتاج إلى الكينماتيكا العكسية؛ أكثر تعقيداً. |
| التكلفة | أقل عادةً في المهام البسيطة. | أكثر اقتصاداً في المهام المتنوعة. |
لمحاور ذراع الروبوت راجعوا ما هي ذراع الروبوت سداسية المحاور؟
أين تُستخدم الروبوتات الكارتيزية؟
- تغذية آلات CNC والمكابس: تحميل القطع وتفريغها.
- التنضيد والتكديس: منتجات ثقيلة على مساحات كبيرة.
- روبوتات اللحام الكارتيزية: تحمل الشعلة بسرعة ثابتة على طول اللحامات المستقيمة الطويلة في الخزانات والعوارض.
- الجرعات واللصق: وضع السيليكون والمواد اللاصقة والجوانات.
- القطع والتعليم: طاولات القطع بالبلازما والليزر والماء هي أنظمة كارتيزية أيضاً.
تصميم الروبوت الكارتيزي
- طول المحور والانحناء: في المحاور الطويلة يجب حساب ترخيم العارضة تحت وزنها والحمل.
- اختيار نظام الحركة: لولب أو سير أو جريدة مسننة حسب السرعة والدقة والمسافة.
- الأحمال الديناميكية: القوى الناتجة عن التسارع السريع قد تجعل الهيكل يهتز.
- سلسلة الكابلات: تمرير منظم للكابلات والخراطيم إلى المحاور المتحركة.
- السلامة: حماية منطقة العمل بسياج أو ستائر ضوئية.
الأنظمة الكارتيزية مع DKT
الأنظمة الكارتيزية أكثر قابلية للتصميم الخاص بالعمل من أذرع الروبوت. نحن نصمم النظام في SolidWorks، ونجري حسابات المتانة والانحناء، ونعرض الحركة بـ الرسوم المتحركة ونكتب برامج التحكم. وعند الحاجة نضيف نظام الرؤية لدينا القائم على الكاميرا والليزر.
الخلاصة
- يتحرك الروبوت الكارتيزي على محاور خطية X وY وZ؛ ويُسمى النوع الجسري Gantry.
- مساحة العمل الكبيرة والصلابة العالية والبرمجة البسيطة هي نقاط قوته.
- إذا كان يجب الاقتراب من القطعة من زوايا مختلفة، فذراع الروبوت هي الأنسب.
- الانحناء واختيار نظام الحركة والأحمال الديناميكية تهيمن على التصميم.
نظام كارتيزي أم ذراع روبوت؟
أخبرونا عن عملكم؛ وسنحدد معاً أيهما أنسب وأكثر اقتصاداً.
لمشاريع الروبوتات لدينا راجعوا صفحة ذراع الروبوت الصناعي .