Las aplicaciones de recogida y colocación, como el uso en laboratorio, se benefician de la construcción en voladizo porque los componentes son fácilmente accesibles. Los robots pórtico son robots de coordenadas cartesianas con miembros horizontales sostenidos en ambos extremos; Físicamente, son similares a las grúas pórtico, que no son necesariamente robots. Los robots pórtico suelen ser gigantescos y capaces de transportar cargas pesadas.

Diferencia entre robots pórtico y cartesianos

Un robot cartesiano tiene un actuador lineal en cada eje, mientras que un robot de pórtico tiene dos ejes de base (X) y un segundo eje (Y) que los abarca. Este diseño evita que el segundo eje quede en voladizo (más sobre esto más adelante) y permite longitudes de carrera aún más largas en los pórticos y una mayor carga útil en comparación con el robot cartesiano.

Los robots cartesianos más comunes utilizan el diseño de doble guía porque proporciona una protección excelente para cargas sobresalientes (de momento); sin embargo, los ejes con guías lineales duales ocupan más espacio que los ejes con una sola; en comparación, los sistemas de guía dual generalmente son cortos (en la dirección vertical) y pueden eliminar la interacción con otras áreas de la máquina. El argumento es que el tipo de ejes elegidos tiene un impacto no sólo en la eficiencia del sistema cartesiano sino también en la huella general.

Actuadores de robots cartesianos

Si un mecanismo cartesiano es la mejor opción, el siguiente factor de diseño suele ser la unidad de control del actuador, que puede ser un perno, un tornillo o un sistema accionado neumáticamente. Los actuadores lineales generalmente están disponibles con una guía lineal simple o doble según el sistema de accionamiento.

Control y gestión de cables

El control por cable es otra característica esencial del diseño de este robot que a menudo se ignora en las primeras etapas (o simplemente se pospone para etapas posteriores del plan). Para control, aire (para ejes neumáticos), entrada de codificador (para cartesianos servoaccionados), sensores y otros aparatos eléctricos, cada eje implica varios cables.

Cuando los sistemas y componentes se conectan a través del Internet industrial de las cosas (IIoT), los métodos y herramientas utilizados para vincularlos se vuelven mucho más críticos y ambos tubos, cables y conectores deben enrutarse y mantenerse de manera adecuada para evitar fatiga prematura debido a indebidos. flexión o interrupción debido a interferencias con otros componentes del dispositivo.

El tipo y la cantidad de cables necesarios, así como la sofisticación de la gestión de cables, están determinados por el tipo de control y protocolo de red. Tenga en cuenta que el transportador de cables, las bandejas o las carcasas del sistema de gestión de cables afectarán las medidas del sistema total, así que asegúrese de que no haya conflictos con el sistema de cableado y el resto de los componentes robóticos.

Controles de robot cartesiano

Los robots cartesianos son el método preferido para realizar movimientos punto a punto, pero también pueden realizar movimientos complejos interpolados y contorneados. El tipo de movimiento necesario especificará el mejor dispositivo de control, protocolo de red, HMI y otros componentes de movimiento para el sistema.

Si bien estos componentes están ubicados independientemente de los ejes del robot, en su mayor parte tendrán un impacto en los motores, cables y otros componentes eléctricos necesarios en el eje. Estos elementos en el eje influirían en las dos primeras consideraciones de diseño, posicionamiento y control del cable.

Como resultado, el proceso de diseño cierra el círculo, destacando la importancia de construir un robot cartesiano como un dispositivo electromecánico interconectado en lugar de un conjunto de piezas mecánicas unidas a hardware y software eléctricos.

Envolvente de trabajo del robot cartesiano

Varias configuraciones de robot producen distintas formas de envolvente de trabajo. Esta envolvente de trabajo es crucial al elegir un robot para una aplicación específica porque especifica el área de trabajo del manipulador y del efector final. Por multitud de propósitos, se debe tener cuidado al estudiar el entorno de trabajo de un robot:

1. La envolvente de trabajo es la cantidad de trabajo que se puede realizar mediante un punto al final del brazo robótico, que normalmente es el centro de las disposiciones de montaje de los efectores finales. No tiene instrumentos ni piezas de trabajo propiedad del efector final.

2. A veces hay lugares dentro del entorno operativo a los que el brazo robótico no puede acceder. Las zonas muertas son el nombre que se les da a regiones específicas.
La capacidad máxima de carga útil citada sólo se puede lograr con tales longitudes de brazo, que pueden alcanzar o no el alcance máximo.

3. La envolvente operativa de la configuración cartesiana es un prisma rectangular. Dentro del entorno de trabajo, no hay zonas muertas y el robot puede manipular toda la carga útil en todo el volumen de trabajo.