Panoramica dei robot industriali

La tendenza nelle applicazioni lineari e rotazionali convenzionali si sta allontanando dai robot verso sistemi efficienti dal punto di vista energetico e ottimizzati in termini di costi, poiché i produttori spesso non richiedono tutte le funzioni, le grandi dimensioni e i gradi di libertà forniti dai robot.

Sebbene considerati robot industriali secondo gli standard DIN, i sistemi di movimentazione cartesiani offrono operazioni più semplici ed efficienti dal punto di vista energetico rispetto alla maggior parte dei robot a braccio articolato da 4 a 6 assi. La norma DIN EN ISO 8373 afferma che "un robot industriale è un manipolatore multiuso, riprogrammabile, […] controllato automaticamente, programmabile su tre o più assi, che può essere fisso o mobile per l'uso in applicazioni di automazione industriale". Tuttavia, la segmentazione di tali sistemi varia a seconda della funzione, della flessibilità e della risposta dinamica del sistema.

I sistemi di movimentazione cartesiani e i robot convenzionali da 4 a 6 assi si sovrappongono relativamente in termini di flessibilità e risposta dinamica, ma si differenziano per quanto riguarda il sistema meccanico. A seconda dell'applicazione, i sistemi di movimentazione cartesiani sono controllati da un semplice PLC (che un utente può già possedere) per movimenti punto a punto o da un sistema di controllo complesso con funzioni robotiche, come per il movimento del percorso. I robot da 4 a 6 assi richiedono sempre un complesso sistema di controllo del robot.

Inoltre, i sistemi di movimentazione cartesiani richiedono meno spazio per la movimentazione e si prestano più facilmente ad adattamenti personalizzati e modulari alle condizioni applicative. Lo spazio di lavoro può essere adattato facilmente modificando le lunghezze degli assi.

La cinematica è quindi configurata per soddisfare i requisiti dell'applicazione, a differenza dei robot convenzionali in cui le periferiche dell'applicazione devono essere adattate al sistema meccanico e cinematico del robot. La meccanica di un sistema di movimentazione cartesiano è quindi parte della soluzione totale e deve essere integrata nel sistema completo.

Personalizzazione e versatilità: vantaggi evidenti

A differenza delle soluzioni standard del catalogo con robot da 4 a 6 assi, i sistemi di movimentazione cartesiani possono essere personalizzati in modo modulare per adattarsi all'applicazione (vedere Figura 3). Questi sistemi non richiedono praticamente nessuno dei compromessi spesso riscontrati con i robot convenzionali. Con un robot convenzionale, parti dell'applicazione devono essere adattate ai requisiti e alle capacità del robot. Inoltre, lo spostamento verso la standardizzazione e l’uso di componenti prodotti in serie riduce il costo delle soluzioni cartesiane rispetto ai robot convenzionali.

Inoltre è possibile combinare diverse tecnologie di azionamento con sistemi di movimentazione cartesiani. Per ciascun asse vengono selezionati gli azionamenti pneumatici, servopneumatici ed elettrici adatti all'applicazione per ottenere un movimento ottimale in termini di efficienza, risposta dinamica e funzionalità.

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.