Robot Cartesiano para Sistema Gantry

Las etapas y mesas de posicionamiento se utilizan en sistemas de control de movimiento para sujetar una pieza de trabajo y/o posicionarla para alguna operación. Las plataformas o mesas, ya sean lineales o giratorias, suelen ser subsistemas de movimiento completos. Es decir, son sistemas de movimiento compuestos por un sistema de componentes de control de movimiento, tales como componentes de movimiento lineal, motores o actuadores, codificadores, sensores y controladores. Por ejemplo, las etapas de posicionamiento son típicamente conjuntos de movimiento lineal compuestos por guías o carros lineales y algún tipo de mecanismo de accionamiento.

Las plataformas y mesas se utilizan en una variedad de aplicaciones de alto rendimiento, como robots industriales, fibra óptica y fotónica, sistemas de visión, máquinas herramienta, ensamblaje, equipos semiconductores, mecanizado láser de componentes médicos, micromecanizado, fabricación electrónica y otras aplicaciones de automatización industrial.

Las etapas pueden proporcionar uno de varios tipos diferentes de movimiento. Pueden ser de tipo lineal, giratorio o incluso de elevación (etapas de posicionamiento del eje Z). Entre estos, se pueden configurar de muchas maneras diferentes, incluido el movimiento en una dirección (o eje) solamente, en múltiples direcciones (posicionamiento XY), o para movimientos extremadamente pequeños y precisos, como en aplicaciones de nanoposicionamiento donde los movimientos son en el nivel micro o rango nanométrico.

Los mecanismos de accionamiento para posicionar etapas y mesas también pueden variar significativamente, dependiendo de una serie de factores que incluyen el costo y la precisión deseada. Por ejemplo, las etapas pueden ser del tipo de accionamiento directo accionadas por servomotores lineales o por una combinación de motores, engranajes y acoplamientos, accionados por actuadores lineales o giratorios (ya sea mediante actuadores eléctricos o incluso accionamientos neumáticos o hidráulicos). Otros métodos pueden incluir sistemas de correas y poleas, husillos de bolas o husillos de avance.

Los requisitos de precisión y exactitud también pueden dictar decisiones de diseño, como los componentes utilizados para ensamblar una etapa de posicionamiento. Un tipo de componente utilizado en etapas donde se desea confiabilidad y alta precisión son los cojinetes neumáticos. Los cojinetes neumáticos soportan una carga con una fina película de aire presurizado entre los elementos fijos y móviles. Por lo general, se les conoce como cojinetes aerostáticos, porque una fuente de presión, en lugar de movimiento relativo, suministra la película de aire.

A diferencia de los rodamientos ordinarios, las superficies de un rodamiento neumático no hacen contacto mecánico, por lo que estos sistemas no necesitan lubricación. Debido a que las superficies no se desgastan, los sistemas no generan partículas, lo que los hace adecuados para aplicaciones de salas blancas. Cuando se les suministra aire limpio y filtrado, los rodamientos pueden funcionar sin fallas durante muchos años.

Algunos parámetros importantes para seleccionar la etapa de posicionamiento adecuada incluyen cosas como la resolución necesaria de la aplicación (o el incremento más pequeño para mover o medir), la repetibilidad y precisión requeridas y otros parámetros mecánicos como el juego y la histéresis.