Ein übliches XY-Tischdesign verwendet gekreuzte Rollenschlitten und einen Kugelumlaufspindelantrieb für sehr hohe Verfahr- und Positionierungsgenauigkeiten.

Es gibt viele Möglichkeiten, lineare Systeme für Bewegungen in X-, Y- und/oder Z-Richtung zu erstellen – auch bekannt als kartesische Koordinaten. Die Begriffe, die wir im Allgemeinen für diese Systeme verwenden, hängen davon ab, wie die Achsen zusammengebaut sind, wo die Last positioniert ist und in gewissem Maße auch davon, für welche Art von Verwendung das System konzipiert wurde. In vielen industriellen Anwendungen sind kartesische und Portalroboter vorherrschend, aber bei Präzisionsanwendungen sind XY-Tische aufgrund ihrer kompakten, starren Struktur und sehr hohen Verfahr- und Positionierungsgenauigkeiten oft die bessere Wahl.

Kartesische Systeme

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

Wenn ein kartesisches System verwendet wird, ragt die Last normalerweise von der äußersten Achse (Y oder Z) aus. Bei einem XY-Portal wird die Last beispielsweise an der Y-Achse montiert, entweder am Ende der Achse oder in einem Abstand von der Achse, wodurch ein Momentenarm auf der Y-Achse entsteht. Dies kann ihre Tragfähigkeit einschränken, insbesondere wenn die äußerste Achse einen sehr langen Hub hat, wodurch ein großes Moment auf die unteren, tragenden Achsen entsteht.

Kartesische Systeme werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, wobei die maximalen Hübe auf jeder Achse typischerweise einen Meter oder weniger betragen. Zu den häufigsten dieser Anwendungen gehören Bestückung, Abgabe und Montage.

Portalsysteme

Um das Problem anzugehen, dass äußere Achsen eine Momentenbelastung auf die inneren Achsen verursachen, verwenden Portalsysteme zwei X-Achsen und in einigen 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 Grundfläche 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 kommen bei Anwendungen mit langen Hüben (größer als ein Meter) zum Einsatz und können sehr schwere Nutzlasten transportieren, die für eine freitragende Bauweise 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 kartesischen XY-Systemen darin, dass sie über zwei übereinander montierte Achsen (X und Y, wie der Name schon sagt) verfügen und typischerweise Hübe von einem Meter oder weniger haben. Der Hauptunterschied zwischen kartesischen XY-Systemen und XY-Tischen liegt jedoch in der Positionierung der Last. Anstatt freitragend zu sein, wie in einem kartesischen System, 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 erzeugt wird.

Dabei hilft das Prinzip „Wie das System genutzt wird“ bei der Unterscheidung der verschiedenen Arten von Mehrachssystemen. XY-Tische arbeiten im Allgemeinen nur innerhalb ihrer eigenen Stellfläche, d. h. die Last reicht 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 Halbleiterwafers zur Inspektion oder die Positionierung eines Teils für einen Bearbeitungsvorgang. Designs, die als „Open-Frame“ oder „Open Aperture“ bezeichnet werden, haben eine klare Öffnung in der Mitte des Tisches. Dadurch können sie in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen Licht oder Objekte durchgelassen werden müssen, beispielsweise bei hinterleuchteten Inspektionsanwendungen und Einlegevorgängen.