Applicazione/Settore:

Confezionamento, produzione, pallettizzazione, prelievo e posizionamento, automazione.

La sfida:

Gli spazi di lavoro irregolari dei tradizionali bracci articolati possono richiedere una riprogettazione degli ambienti di lavoro esistenti. I robot SCARA e a braccio articolato sono forse la tipologia di robot più conosciuta sul mercato odierno, ma per svolgere lavori impegnativi nel minor spazio possibile, è consigliabile considerare i robot a portale. I robot a portale, detti anche robot cartesiani, sono quasi onnipresenti nell'automazione, ma per ragioni che esulano dall'ambito di questo articolo, non sono ancora considerati robot di alto livello. Tuttavia, grazie alla loro semplicità di progettazione, al basso costo, alla scalabilità e alla vasta gamma di soluzioni software per motori e controllo, questa situazione sta cambiando.

Vantaggi del robot a portale:

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

Svantaggi del robot a portale:

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 estremamente precisi e ripetibili. La loro semplicità costruttiva li rende intuitivi da programmare e facili da visualizzare durante la valutazione di nuove soluzioni di automazione. Soprattutto, i robot a portale sono configurabili. Grazie a un'ampia gamma di motori e riduttori, nonché a una vasta scelta di 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, i sistemi robotici a coordinate cartesiane 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: assemblaggio di circuiti stampati, dosaggio, spruzzatura, movimentazione materiali, pallettizzazione, prelievo e posizionamento, getto d'acqua, saldatura di lamiere, saldatura a frizione, assemblaggio, confezionamento, unitizzazione, smistamento, scansione, carico/scarico vassoi, posizionamento telecamere, ispezione, taglio del vetro, stampa e plottaggio, taglio laser, lame volanti, fissaggio e avvitatura.

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 pilastro 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 è un pilastro 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.