I robot SCARA e quelli a braccio articolato sono forse le tipologie di robot più riconoscibili sul mercato odierno, ma per i lavori più impegnativi, che richiedono il minimo ingombro, è consigliabile optare per i robot a portale.

I robot a portale, detti anche robot cartesiani, sono ormai quasi onnipresenti nell'automazione, ma non sono ancora considerati a tutti gli effetti dei robot a tutti gli effetti. Tuttavia, grazie alla loro semplicità di progettazione, al basso costo, alla scalabilità e alla miriade di soluzioni software per motori e controllo, questa situazione sta cambiando.

Vantaggi del robot a portale cartesiano:

• 3+ assi di movimento di quasi qualsiasi lunghezza
• Scalabile
• Il riduttore e il motore possono essere dimensionati in base al campo di movimento e alla velocità.
• Adatto per carichi da leggeri a pesanti / carichi sospesi
• Flessibile ed efficiente grazie alla scalabilità degli assi lineari
• Economico

Fatto: i robot progettati con sistema cartesiano solitamente offrono la massima precisione.

Svantaggi del robot a portale cartesiano:

• Non è possibile variare la portata all'interno o intorno agli ostacoli
• Le guide lineari a nastro non sono facilmente sigillabili contro gli agenti atmosferici.
• Non autoportante: è necessario un supporto, una struttura o un altro sistema di fissaggio.

Vantaggi del sistema a portale:

I robot a portale possono utilizzare un intero volume di lavoro cubico pari al 96% del loro spazio e delle loro dimensioni. Un robot cartesiano ha tre assi. Come i loro omonimi e più noti cugini giganti, le gru a portale, sono generalmente sospesi da una trave con asse X o X/Y su una struttura rigida. Le coordinate sui tre assi sono solitamente definite come X, Y e Z. Ciascun asse è disposto ad angolo retto per consentire tre gradi di libertà di movimento. I robot a portale sono ulteriormente caratterizzati dalla presenza di supporti alle estremità o dall'aggiunta di un secondo elemento. A differenza dei robot a braccio, i robot a portale possono essere facilmente dimensionati per dimensioni maggiori su tutti e tre gli assi. I robot a portale sono particolarmente adatti per applicazioni in cui i requisiti di orientamento aggiuntivi sono minimi o in cui i pezzi possono essere predisposti prima che il robot li prelevi.

Sia i robot cartesiani che quelli a portale hanno un'area di lavoro rettangolare o cubica, a differenza dei robot articolati che, come le articolazioni di un braccio umano, hanno limiti a ciascun movimento e un arco di movimento specifico. Le loro specifiche sono rappresentate come gradi di movimento con ampi archi di rotazione, con grafici che mostrano i gradi di movimento positivi e negativi, ruotando attorno al centro della base e al cuscinetto di ciascun asse. È interessante notare che spesso è lo spazio di lavoro stesso a dover essere adattato a queste insolite aree di lavoro, anziché il robot ad adattarsi allo spazio di lavoro.

Grazie alla loro struttura rigida e leggera, i robot cartesiani/a portale sono molto precisi e ripetibili. Grazie alla loro struttura semplice, i robot a portale sono intuitivi da programmare e facili da visualizzare quando si valutano nuove automazioni. Soprattutto, i robot a portale sono configurabili. Da una vasta gamma di motori e riduttori a componenti e materiali, questi robot sono pronti ad affrontare le sfide di ambienti umidi, pericolosi e sporchi.

Il design relativamente semplice e il funzionamento intuitivo del robot a coordinate cartesiane lo rendono particolarmente adatto al settore manifatturiero. La facilità di sostituzione dei singoli assi riduce i tempi di inattività e minimizza i costi di manutenzione. Inoltre, l'intero sistema può essere smontato nei suoi componenti per essere utilizzato in diverse applicazioni a singolo asse. Aspetto ancora più importante, questi sistemi sono economici rispetto ad altri robot più complessi.

Applicazioni dei sistemi a portale:

I robot a portale hanno tutti gli assi posizionati al di sopra dell'area di lavoro, il che li rende ideali per i processi di lavoro in quota. I robot a portale possono essere utilizzati per sostenere e posizionare una varietà di effettori finali, come quelli utilizzati in:

• Assemblea
• Erogazione e riempimento
• Fissaggio e avvitatura
• Coltelli volanti
• Posizionamento e scansione della telecamera
• Taglio – Laser e getto d'acqua
• Automazione generale
• Indicizzazione e ordinamento
• Ispezione
• Carico e scarico
• Movimentazione dei materiali
• Imballaggio, pallettizzazione e unitizzazione
• Sistemi Pick & Place
• Stampa e plottaggio
• Montacarichi, ascensori e piattaforme elevatrici per prodotti
• Spruzzare
• Automazione teatrale
• Produzione video
• Saldatura

Si sostiene che il portale sia il vero cavallo di battaglia dell'industria moderna. Basti pensare che milioni di robot a portale sono stati assemblati e venduti come macchine "chiavi in ​​mano", ad esempio per l'assemblaggio di componenti elettronici e per i sistemi robotizzati di prelievo e posizionamento. Ancora oggi, i portali lineari XYZ rappresentano il fulcro dell'industria delle macchine utensili a coordinate, grazie alla loro precisione e rigidità. Questo tipo di robot è particolarmente adatto ad applicazioni in cui i requisiti di orientamento aggiuntivi sono minimi o in cui i pezzi possono essere predisposti prima che il robot li prelevi.

Spesso sottovalutato, il robot a portale cartesiano è parte integrante dell'industria moderna dell'automazione e dovrebbe sempre essere preso in considerazione per i nuovi progetti di automazione grazie alla sua flessibilità, efficienza e facilità di implementazione.