Ein gängiges XY-Tischdesign verwendet Kreuzrollenführungen und einen Kugelumlaufspindelantrieb für sehr hohe Verfahr- und Positioniergenauigkeiten.

Es gibt viele Möglichkeiten, lineare Systeme für Bewegungen in X-, Y- und/oder Z-Richtung – auch kartesische Koordinaten genannt – zu bauen. Die Bezeichnungen, die wir im Allgemeinen für diese Systeme verwenden, hängen davon ab, wie die Achsen montiert sind, wo die Last positioniert ist und in gewissem Maße auch davon, für welchen Einsatzzweck das System konzipiert wurde. In vielen industriellen Anwendungen sind kartesische und Portalroboter vorherrschend, doch für Präzisionsanwendungen sind XY-Tische aufgrund ihrer kompakten, starren Struktur und sehr hohen Verfahr- und Positioniergenauigkeit oft die bessere Wahl.

Kartesische Systeme

Kartesische Systeme bestehen aus zwei oder drei Achsen: XY, XZ oder XYZ. Sie verfügen häufig über einen Endeffektor mit einer Rotationskomponente zur Ausrichtung der Last oder des Werkstücks, ermöglichen aber immer eine lineare Bewegung in mindestens zwei der drei kartesischen Koordinaten.

Bei kartesischen Systemen ist die Last üblicherweise von der äußersten Achse (Y oder Z) auskragend. Beispielsweise ist die Last bei einem XY-Portal an der Y-Achse montiert, entweder am Ende der Achse oder in einiger Entfernung von der Achse, wodurch ein Hebelarm auf der Y-Achse entsteht. Dies kann die Tragfähigkeit einschränken, insbesondere wenn die äußerste Achse einen sehr langen Hub hat und ein großes Moment auf die unteren, tragenden Achsen wirkt.

Kartesische Systeme werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, wobei der maximale Hub pro Achse typischerweise einen Meter oder weniger beträgt. Zu den häufigsten Anwendungen zählen Pick-and-Place, Dispensieren und Montieren.

Portalsysteme

Um das Problem äußerer Achsen zu lösen, die eine Momentbelastung der inneren Achsen verursachen, verwenden Portalsysteme zwei X-Achsen und in manchen Fällen zwei Y- und zwei Z-Achsen. (Portale haben fast immer drei Achsen: X, Y und Z.) Die Last eines Portalsystems befindet sich innerhalb der Standfläche des Portals, und das Portal ist über dem Arbeitsbereich montiert. Für Teile, die nicht von oben gehandhabt werden können, können Portale jedoch so konfiguriert werden, dass sie von unten arbeiten.

Portalsysteme werden bei Anwendungen mit langen Hüben (über einem Meter) eingesetzt und können sehr schwere Lasten transportieren, die für eine freitragende Konstruktion nicht geeignet sind. Eine der häufigsten Anwendungen für Portalsysteme ist der Überkopftransport, beispielsweise der Transport großer Automobilkomponenten von einer Station zur anderen in einem Montagevorgang.

XY-Tische

XY-Tische ähneln XY-kartesischen Systemen, da sie zwei übereinander montierte Achsen (X und Y, wie der Name schon sagt) und typischerweise Hübe von einem Meter oder weniger aufweisen. Der Hauptunterschied zwischen XY-kartesischen Systemen und XY-Tischen liegt jedoch in der Positionierung der Last. Anstatt wie bei einem kartesischen System freitragend zu sein, ist die Last auf einem XY-Tisch fast immer auf der Y-Achse zentriert, ohne dass durch die Last ein nennenswertes Moment auf der Y-Achse entsteht.

Hier hilft das Prinzip der „Art der Systemnutzung“, zwischen den verschiedenen Arten von Mehrachsensystemen zu unterscheiden. XY-Tische arbeiten im Allgemeinen nur innerhalb ihrer eigenen Grundfläche, d. h. die Last ragt nicht über die Y-Achse hinaus. Dadurch eignen sie sich am besten für Anwendungen, bei denen eine Last in der horizontalen Ebene (XY) positioniert werden muss. Ein typisches Beispiel ist die Positionierung eines Halbleiter-Wafers zur Prüfung oder eines Teils für einen Bearbeitungsvorgang. Ausführungen mit „offenem Rahmen“ oder „offener Blende“ haben eine freie Öffnung in der Tischmitte. Dadurch können sie in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen Licht oder Objekte hindurchdringen müssen, wie z. B. bei Gegenlichtprüfungen und Einlegevorgängen.