Un diseño común de mesa XY utiliza guías de rodillos cruzados y un accionamiento de husillo de bolas para lograr una precisión de posicionamiento y un recorrido muy elevados.

Existen diversas formas de construir sistemas lineales para el movimiento en las direcciones X, Y y/o Z, también conocidas como coordenadas cartesianas. La terminología que solemos utilizar para referirnos a estos sistemas depende de cómo se ensamblan los ejes, dónde se posiciona la carga y, en cierta medida, del tipo de uso para el que se diseñó el sistema. En muchas aplicaciones industriales, predominan los robots cartesianos y de tipo pórtico, pero en aplicaciones de precisión, las mesas XY suelen ser la mejor opción, debido a su estructura compacta y rígida, y a su altísima precisión de desplazamiento y posicionamiento.

Sistemas cartesianos

Los sistemas cartesianos constan de dos o tres ejes: XY, XZ o XYZ. Suelen incorporar un efector final con un componente rotacional para orientar la carga o la pieza de trabajo, pero siempre proporcionan movimiento lineal en al menos dos de las tres coordenadas cartesianas.

Cuando se utiliza un sistema cartesiano, la carga suele estar en voladizo desde el eje más externo (Y o Z). Por ejemplo, en un pórtico XY, la carga se monta en el eje Y, ya sea en el extremo del eje o a cierta distancia de este, creando un brazo de palanca en el eje Y. Esto puede limitar su capacidad de carga, especialmente cuando el eje más externo tiene un recorrido muy largo, lo que genera un gran momento en los ejes inferiores de soporte.

Los sistemas cartesianos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, con recorridos máximos en cada eje que suelen ser de un metro o menos. Las aplicaciones más comunes incluyen la manipulación de objetos, la dosificación y el ensamblaje.

Sistemas de pórtico

Para solucionar el problema de la carga de momento que ejercen los ejes exteriores sobre los interiores, los sistemas de pórtico utilizan dos ejes X y, en algunos casos, dos ejes Y y dos ejes Z. (Los pórticos casi siempre tienen tres ejes: X, Y y Z). La carga sobre un sistema de pórtico se ubica dentro de su área de trabajo, y este se monta sobre la zona de trabajo. Sin embargo, para piezas que no se pueden manipular desde arriba, los pórticos se pueden configurar para trabajar desde abajo.

Los sistemas de pórtico se utilizan en aplicaciones con recorridos largos (superiores a un metro) y pueden transportar cargas muy pesadas que no son aptas para un diseño en voladizo. Uno de los usos más comunes de los sistemas de pórtico es el transporte aéreo, como el traslado de grandes componentes automotrices de una estación a otra en una operación de ensamblaje.

Tablas XY

Las mesas XY son similares a los sistemas cartesianos XY, ya que cuentan con dos ejes (X e Y, como su nombre indica) superpuestos y, por lo general, tienen un recorrido de un metro o menos. Sin embargo, la principal diferencia entre los sistemas cartesianos XY y las mesas XY radica en la posición de la carga. En lugar de estar en voladizo, como en un sistema cartesiano, la carga en una mesa XY casi siempre se centra en el eje Y, sin que se genere un momento significativo en dicho eje.

Aquí es donde el principio de “cómo se utiliza el sistema” ayuda a distinguir entre los distintos tipos de sistemas multieje. Las mesas XY generalmente solo funcionan dentro de su propio área de trabajo, lo que significa que la carga no se extiende más allá del eje Y. Esto las hace más adecuadas para aplicaciones donde se necesita posicionar una carga en el plano horizontal (XY). Un ejemplo típico es el posicionamiento de una oblea de semiconductor para su inspección, o el posicionamiento de una pieza para una operación de mecanizado. Los diseños denominados de “marco abierto” o “apertura abierta” tienen una abertura libre en el centro de la mesa. Esto permite utilizarlos en aplicaciones donde se necesita que la luz o los objetos pasen a través de ella, como aplicaciones de inspección retroiluminada y procesos de inserción.