Definición, diseño y configuraciones para sistemas de posicionamiento lineal.

Definición de robot cartesiano

Un robot cartesiano o robot de coordenadas cartesianas (también conocido como robot lineal) es un robot industrial con tres ejes de control principales que son lineales (es decir, se mueven en línea recta en lugar de rotar) y perpendiculares entre sí. Sus tres articulaciones deslizantes permiten mover la muñeca hacia arriba y hacia abajo, hacia adentro y hacia afuera, y hacia adelante y hacia atrás. En el espacio tridimensional, es increíblemente fiable y preciso. También resulta útil para el movimiento horizontal y el apilamiento de contenedores como sistema de coordenadas robóticas.

Diseño y configuraciones de robots cartesianos

Para comprender el mecanismo de diseño de un robot cartesiano, uno de los primeros aspectos que se deben entender es el concepto de topología de articulaciones. Un objetivo móvil está unido a una base de manipuladores seriales mediante una cadena continua de eslabones y articulaciones. El objetivo móvil está conectado a la parte inferior de los manipuladores paralelos mediante varias cadenas (extremidades). La mayoría de los robots de coordenadas cartesianas utilizan una combinación de eslabones seriales y paralelos. Por otro lado, los robots de coordenadas cartesianas puras están conectados completamente en paralelo.

A continuación, entra en juego el grado de libertad. Los robots de coordenadas cartesianas suelen manipular estructuras con solo grados de libertad de traslación lineal (T), ya que se accionan mediante articulaciones prismáticas lineales (P). Por otro lado, algunos robots de coordenadas cartesianas también poseen grados de libertad de rotación (R).

La disposición de los ejes es una de las primeras cosas que hay que determinar al construir un robot cartesiano, no solo para realizar los movimientos necesarios, sino también para garantizar que el dispositivo tenga la rigidez adecuada, lo que puede afectar a la capacidad de carga, la precisión del desplazamiento y la exactitud del posicionamiento.

Algunas aplicaciones que requieren movimiento en coordenadas cartesianas se benefician más de un robot pórtico que de un método cartesiano, sobre todo si el eje Y tiene un recorrido largo o si el procedimiento cartesiano genera momentos sustanciales en los ejes. En estos casos, puede ser necesario un pórtico con ejes X o Y duales para evitar deflexiones o vibraciones innecesarias.

Un nivel lineal, compuesto por un actuador lineal geométricamente paralelo a cojinetes lineales, se utiliza habitualmente para cada eje de un robot de coordenadas cartesianas. El actuador lineal suele montarse entre dos cojinetes lineales separados para soportar la carga de momento. Una mesa XY se compone de dos etapas lineales perpendiculares apiladas una encima de la otra.