Personalizzazione e Versatilità

I sistemi di movimentazione cartesiani come cinematica seriale hanno assi principali per il movimento rettilineo e assi ausiliari per la rotazione. Il sistema funge contemporaneamente da guida, supporto e azionamento e deve essere integrato nel sistema completo dell'applicazione indipendentemente dalla struttura del sistema di movimentazione.

【Posizioni di montaggio standard】

Tutti i sistemi di movimentazione cartesiani possono essere installati in qualsiasi posizione dello spazio. Ciò consente di adattare idealmente il sistema meccanico alle condizioni dell'applicazione. Ecco uno sguardo ad alcuni dei design più comuni.

Bidimensionali – Questi sistemi di movimentazione cartesiani si dividono nelle categorie cantilever e portali lineari con il loro movimento sul piano verticale, e portali a superficie planare con il loro movimento sul piano orizzontale.

Un cantilever 2D è costituito da un asse orizzontale (Y) con un azionamento verticale (Z) montato sulla parte anteriore di esso.

Un portale lineare è un asse orizzontale (Y) fissato su entrambe le estremità, sinistra e destra. Un asse verticale (Z) è montato su una slitta tra i due punti finali dell'asse. I portali lineari sono generalmente sottili, con uno spazio di lavoro verticale rettangolare.

Un portale bidimensionale è costituito da due assi paralleli (X) collegati da un asse (Y) perpendicolare alla direzione del movimento. I portali a superficie planare possono coprire uno spazio di lavoro notevolmente più ampio rispetto ai sistemi robot con cinematica delta o SCARA con i loro spazi di lavoro circolari/a forma di rene.

I portali lineari e bidimensionali vengono realizzati oltre alla configurazione convenzionale con assi singoli anche come sistemi completi con una combinazione meccanica fissa con cinghia dentata rotante come componente di azionamento. Il basso carico effettivo li rende adatti a capacità elevate (prese/min) con corrispondente risposta dinamica.

Tridimensionali – Questi sistemi di movimentazione cartesiani si dividono nelle categorie dei cantilever e dei portali 3D con movimenti su entrambi i piani.

I cantilever 3D sono due assi (X) montati in parallelo più un asse del cantilever (Y) perpendicolare alla direzione del movimento, con un asse verticale (Z) montato sulla parte anteriore di esso.

I portali 3D sono costituiti da due assi paralleli (X) collegati da un asse (Y) perpendicolare alla direzione del movimento. Su questo asse perpendicolare è montato un asse verticale (Z).

Nota: Nei portali a superficie piana, lineare e 3D, la forza viene applicata tra i due punti di appoggio degli assi orizzontali. L'asse orizzontale del cantilever funge da leva a causa del carico sospeso alla sua estremità.

【È necessaria una programmazione più semplice】

Il grado di programmazione richiesto dipende dalla funzione: se il sistema deve spostarsi solo su singoli punti, è sufficiente una programmazione PLC semplice e veloce.

Se è necessario un movimento del percorso, ad esempio durante l'applicazione dell'adesivo, il controllo PLC non è più sufficiente. In questi casi anche per i sistemi di movimentazione cartesiani è necessaria la programmazione convenzionale dei robot. L’ambiente di controllo dei sistemi di movimentazione cartesiani offre tuttavia un’ampia gamma di possibili alternative rispetto ai robot convenzionali. Mentre i robot convenzionali richiedono sempre l'utilizzo del sistema di controllo specifico del produttore, per i sistemi di movimentazione cartesiani è possibile utilizzare qualsiasi PLC, nella versione con la migliore gamma di funzioni per le esigenze e la complessità dell'applicazione. Ciò significa che è possibile rispettare le specifiche del cliente e implementare una piattaforma di controllo uniforme, compreso un linguaggio di programmazione e una struttura di programma uniformi.

Con i robot convenzionali è spesso necessaria una programmazione complessa. Di conseguenza, è necessario molto lavoro per utilizzare sistemi da 4 a 6 assi per compiti meccanici. Nella traslazione rettilinea, ad esempio, è necessario spostare sempre tutti e 6 gli assi contemporaneamente. È anche difficile e dispendioso in termini di tempo programmare il “braccio destro con il braccio sinistro” nelle applicazioni robotiche convenzionali. I sistemi di movimentazione cartesiani offrono qui ottime alternative.

【L'efficienza energetica è elevata】

Le basi per una gestione efficiente dal punto di vista energetico vengono poste già nella scelta del sistema. Se l'applicazione richiede lunghi tempi di permanenza in determinate posizioni, tutti gli assi dei robot convenzionali sono soggetti a un controllo ad anello chiuso e devono compensare continuamente la forza peso.

Con i sistemi di movimentazione cartesiani, di solito è solo l'asse Z verticale che deve applicare la forza in modo continuo. Questa forza è necessaria per mantenere il carico effettivo nella posizione desiderata contro la forza gravitazionale. Ciò può essere ottenuto in modo molto efficiente utilizzando gli azionamenti pneumatici, poiché questi non consumano energia nelle fasi di mantenimento. Un ulteriore vantaggio degli assi Z pneumatici è il loro peso ridotto, il che significa che è possibile utilizzare dimensioni più piccole per i componenti meccanici degli assi X e Y e per il loro motore elettrico. Il carico effettivo ridotto porta ad una riduzione del consumo energetico.

I punti di forza tipici degli assi elettrici emergono soprattutto in caso di percorsi lunghi e ritmi di ciclo elevati. Pertanto, rappresentano spesso un'alternativa molto efficiente agli assi X e Y.

【Conclusione】

In molti casi è più efficiente ed economico utilizzare sistemi di movimentazione cartesiani anziché sistemi robotizzati convenzionali. Per una vasta gamma di applicazioni, è possibile progettare un sistema di movimentazione cartesiano ideale perché:

• I sistemi sono configurati per i requisiti dell'applicazione in termini di percorsi ottimali e risposta dinamica e sono adattati al carico.

• La loro struttura meccanica li rende facili da programmare: ad esempio, per i movimenti verticali è necessario attivare un solo asse.

• Il loro adattamento meccanico ottimale li rende efficienti dal punto di vista energetico, ad esempio interrompendo l'erogazione di energia quando sono inattivi.

• I sistemi di movimentazione cartesiani sono ottimizzati in termini di spazio per l'applicazione.

• I componenti standard prodotti in serie rendono i sistemi di movimentazione cartesiani un'alternativa conveniente ai robot industriali convenzionali.

E ultimo ma non meno importante: nei sistemi di movimentazione cartesiani la cinematica viene definita dall'applicazione e dalle sue periferiche e non viceversa.