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 simultaneamente 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 nello spazio. Ciò consente di adattare il sistema meccanico in modo ottimale alle condizioni applicative. Ecco alcuni dei progetti più comuni.

Bidimensionali – Questi sistemi di movimentazione cartesiani sono suddivisi nelle categorie di cantilever e portali lineari con il loro movimento nel piano verticale e portali a superficie piana con il loro movimento nel piano orizzontale.

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

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

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

Oltre alla configurazione convenzionale con assi singoli, i portali lineari e i portali a superficie piana sono disponibili anche come sistemi completi con una combinazione meccanica fissa e una cinghia dentata rotante come elemento di azionamento. Il basso carico utile li rende adatti per elevate capacità (pick/min) con una risposta dinamica adeguata.

Tridimensionali: questi sistemi di movimentazione cartesiani sono suddivisi nelle categorie di cantilever e portali 3D con movimenti su entrambi i piani.

I cantilever 3D sono costituiti da 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.

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: con i portali a superficie piana, lineare e 3D, la forza viene applicata tra i due punti di appoggio degli assi orizzontali. L'asse orizzontale della mensola agisce come una leva a causa del carico sospeso alla sua estremità.

【È richiesta una programmazione più semplice】

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

Se è necessario un movimento di percorso, ad esempio durante l'applicazione di adesivi, il controllo tramite PLC non è più sufficiente. In questi casi, anche per i sistemi di movimentazione cartesiani è richiesta la programmazione convenzionale dei robot. Tuttavia, l'ambiente di controllo per i sistemi di movimentazione cartesiani offre 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 gamma di funzioni più adatta ai requisiti e alla complessità dell'applicazione. Ciò significa che è possibile rispettare le specifiche del cliente e implementare una piattaforma di controllo uniforme, che include un linguaggio di programmazione e una struttura di programma uniformi.

Con i robot convenzionali, è spesso richiesta una programmazione complessa. Di conseguenza, utilizzare sistemi da 4 a 6 assi per compiti meccanici richiede molto lavoro. Ad esempio, per un movimento rettilineo, tutti e 6 gli assi devono essere sempre mossi contemporaneamente. Inoltre, nelle applicazioni robotiche convenzionali, è difficile e dispendioso in termini di tempo programmare il movimento "dal braccio destro al braccio sinistro". I sistemi di movimentazione cartesiani offrono ottime alternative in questo caso.

【L'efficienza energetica è elevata】

Le basi per una movimentazione efficiente dal punto di vista energetico vengono gettate già al momento della scelta del sistema. Se l'applicazione richiede lunghi tempi di sosta in determinate posizioni, tutti gli assi dei robot convenzionali sono sottoposti a controllo a circuito chiuso e devono compensare costantemente la forza peso.

Nei sistemi di movimentazione cartesiani, solitamente è solo l'asse verticale Z a dover applicare forza in modo continuo. Questa forza è necessaria per mantenere il carico effettivo nella posizione desiderata, contrastando la forza gravitazionale. Questo obiettivo può essere raggiunto in modo molto efficiente utilizzando azionamenti pneumatici, poiché questi non consumano energia nelle fasi di mantenimento. Un ulteriore vantaggio degli assi Z pneumatici è il loro peso proprio ridotto, che consente di utilizzare dimensioni più ridotte per i componenti meccanici degli assi X e Y e per il loro motore elettrico. Il carico effettivo ridotto comporta una riduzione del consumo energetico.

I punti di forza tipici degli assi elettrici emergono soprattutto in caso di percorsi lunghi e frequenze di ciclo elevate. 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 robotici convenzionali. Per un'ampia gamma di applicazioni, è possibile progettare un sistema di movimentazione cartesiano ideale perché:

• I sistemi sono configurati in base ai 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 sufficiente 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 a riposo.

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

• I componenti standard prodotti in serie consentono ai sistemi di movimentazione cartesiani di rappresentare un'alternativa economicamente interessante ai robot industriali convenzionali.

E ultimo, ma non meno importante: con i sistemi di movimentazione cartesiani, la cinematica è definita dall'applicazione e dalle sue periferiche, non il contrario.