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 nei costi, poiché i produttori spesso non richiedono tutte le funzioni, le grandi dimensioni e i gradi di libertà che i robot forniscono.

Sebbene siano considerati robot industriali dagli standard DIN, i sistemi di manipolazione 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 multifunzionale, a controllo automatico, riprogrammabile, […] programmabile su tre o più assi, che può essere fisso o mobile per l'impiego 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 presentano una sovrapposizione relativamente ampia in termini di flessibilità e risposta dinamica, ma differiscono per quanto riguarda la meccanica. A seconda dell'applicazione, i sistemi di movimentazione cartesiani sono controllati da un semplice PLC (che l'utente potrebbe già possedere) per i movimenti punto-punto oppure da un sistema di controllo complesso con funzioni robotiche, ad esempio per la movimentazione di traiettorie. I robot da 4 a 6 assi richiedono sempre un sistema di controllo robot complesso.

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

La cinematica è quindi configurata in base ai 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 complessiva e deve essere integrata nel sistema completo.

Personalizzazione e versatilità: vantaggi evidenti

A differenza delle soluzioni standard con robot da 4 a 6 assi presenti a catalogo, i sistemi di manipolazione 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, il passaggio alla standardizzazione e l'utilizzo di componenti prodotti in serie riducono il costo delle soluzioni cartesiane rispetto ai robot convenzionali.

Inoltre, diverse tecnologie di azionamento possono essere combinate con i sistemi di movimentazione cartesiani. Per ogni asse vengono selezionati gli azionamenti pneumatici, servo-pneumatici ed elettrici più 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 simultaneamente da guida, supporto e azionamento e deve essere integrato nel sistema completo dell'applicazione, indipendentemente dalla struttura del sistema di movimentazione.