Per scegliere un robot, valuta prima le esigenze dell'applicazione. Ciò inizia con la profilazione del carico, dell'orientamento, della velocità, dello spostamento, della precisione, dell'ambiente e del ciclo di lavoro del lavoro, a volte chiamati parametri LOSTPED.

1. Caricare.

La capacità di carico di un robot (definita dal produttore) deve superare il peso totale del carico utile, compresi eventuali attrezzi, all'estremità del braccio del robot. Ciò che limita i robot SCARA e a sei assi è che supportano carichi su bracci estesi. Consideriamo un centro di lavoro che realizza gruppi di cuscinetti da 100 kg o più. Questo carico utile supera le capacità di tutti i robot SCARA o a sei assi, tranne quelli più grandi. Al contrario, un tipico robot cartesiano può prelevare e posizionare tali carichi con facilità, poiché il suo telaio di supporto e i suoi cuscinetti supportano costantemente l’intera gamma di movimento.
Anche quando un carico pesante rientra nelle capacità del robot, può comprometterne la precisione. Ad esempio, la raccolta e il posizionamento di articoli da 50 kg rientrano nell'intervallo di carico utile sia dei robot SCARA che dei robot cartesiani. Ma 50 kg rappresentano il limite massimo delle capacità tipiche di un SCARA, quindi saranno necessari controlli e componenti più costosi per gestire la coppia. Inoltre, i tipici robot SCARA possono posizionare carichi utili pesanti entro 0,1 mm, poiché il peso devia il braccio e riduce la capacità del robot di posizionare il carico in modo coerente e preciso. Ma i robot cartesiani con attuatori a vite a ricircolo di sfere e cuscinetti di supporto ben distanziati possono posizionare ripetutamente carichi di 50 kg e più pesanti entro 10 µm.

2. Orientamento

Dipende da come è montato il robot e da come posiziona le parti o i prodotti da spostare. L'obiettivo è adattare l'impronta del robot all'area di lavoro. Se il pavimento o il piedistallo montato su una linea di un robot SCARA o a sei assi crea un'ostruzione, tali robot potrebbero non essere l'opzione migliore. Se l'applicazione richiede solo il movimento di pochi assi, i robot cartesiani di piccole dimensioni possono essere montati in alto e fuori mano. Ma per la movimentazione di pezzi complessi o lavori che richiedono quattro o più assi di movimento, la struttura di un robot cartesiano può porre troppi ostacoli e un piccolo robot SCARA, che a volte richiede solo 200 mm2 di spazio e quattro bulloni su un piedistallo, potrebbe essere più adatto.
un altro fattore è l'orientamento della parte. I robot SCARA e a sei assi possono ruotare le parti, un vantaggio per la movimentazione di parti o strumenti a vari angoli e posizioni. Per ottenere una flessibilità simile, alcuni robot cartesiani hanno sottocomponenti chiamati moduli di alimentazione che spostano carichi utili leggeri sull’asse Z. In genere, i moduli di alimentazione utilizzano un'asta di spinta con vite a ricircolo di sfere per spostare parti o strumenti lungo l'asse Z nelle applicazioni di movimentazione, prelievo e posizionamento e di alimentazione. I robot cartesiani possono anche incorporare attuatori rotanti per fornire ulteriori capacità di orientamento.

3. Velocità e viaggio.

Oltre ai valori di carico, i cataloghi dei produttori di robot elencano anche i valori di velocità. Una considerazione chiave nella scelta dei robot per le applicazioni pick-and-place sono i tempi di accelerazione su distanze significative. I robot cartesiani possono accelerare a 5 m/sec o più, rivaleggiando con le prestazioni dei robot SCARA e a sei assi.
I robot cartesiani hanno senso anche quando le applicazioni coinvolgono lunghe campate. Questo perché i progettisti possono modificare ed estendere rapidamente i robot cartesiani secondo necessità con moduli lunghi fino a 20 m. La velocità e la distanza sono ulteriormente personalizzabili scegliendo tra cinghia, motore lineare o attuatore con vite a ricircolo di sfere. Al contrario, i bracci articolati sono generalmente predisposti per una determinata portata, ad esempio 500 mm.

4. Precisione della posizione.

I robot SCARA e a sei assi hanno livelli di precisione predefiniti che facilitano la determinazione della ripetibilità del movimento. Ma questi robot vincolano i progettisti a un livello di precisione al momento dell’acquisto. Gli utenti finali possono aggiornare i robot cartesiani o a portale a una miriade di livelli di precisione cambiando l'attuatore, anche a 10 µm, con una vite a ricircolo di sfere. Per ridurre la precisione e ridurre i costi, gli utenti finali possono sostituire una trasmissione pneumatica o a cinghia e un attuatore diverso per una precisione di 0,1 mm.
La precisione è fondamentale nelle applicazioni di fascia alta come le macchine utensili. Questi robot cartesiani necessitano di componenti meccanici migliori, come tavole su rotaie a sfere lavorate con precisione e attuatori con viti a ricircolo di sfere. Per le applicazioni in cui SCARA e i bracci robotici a sei assi non riescono a mantenere la precisione a causa della deflessione del braccio, prendi in considerazione un robot cartesiano con cuscinetti lineari ad alta precisione. La spaziatura dei cuscinetti riduce al minimo la deflessione in modo che l'effettore finale possa essere posizionato con maggiore precisione.
Sebbene gli spazi di lavoro ridotti favoriscano i robot SCARA o a sei assi, a volte la complessità e i costi più elevati di questi robot non sono necessari. Un esempio in cui i robot cartesiani funzionano meglio è in un’applicazione di produzione di pipette mediche ad alto volume. Qui, un robot preleva le pipette da uno stampo e le inserisce in un rack trasportato da una macchina di automazione secondaria. I robot SCARA e a sei assi sono fattibili perché in questa applicazione è sufficiente una precisione di 0,1 mm. Ma la deflessione è problematica quando il robot gestisce pipette più piccole da 3 mm. Inoltre, la mancanza di spazio per un piedistallo all’interno della cella favorisce i robot a portale.

5. Ambiente.

Due fattori che determinano la scelta del robot migliore sono l'ambiente ambientale dell'area di lavoro e i pericoli nello spazio stesso. Una terza considerazione, ovvero se un robot entrerà in una camera bianca, generalmente non è un problema perché tutti i tipi di robot sono prodotti in versioni per camera bianca.
I piedistalli dei robot SCARA e a sei assi tendono ad essere compatti, il che è pratico con uno spazio limitato. Ma questo potrebbe essere irrilevante se gli installatori possono montare il telaio di supporto del robot sopra o su una parete. Al contrario, per le applicazioni con interferenze meccaniche, come quando un robot deve raggiungere le scatole per estrarre le parti, i bracci a sei assi sono solitamente i più adatti. I robot a sei assi in genere costano più dei cartesiani, ma la spesa è giustificata se non è possibile eseguire l'applicazione senza sequenze di movimento complesse.
Anche fattori ambientali come polvere e sporco influiscono sulla scelta del robot. I soffietti possono coprire i giunti SCARA e dei robot a sei assi, mentre diversi tipi di guarnizioni proteggono gli attuatori dell'asse Z. Per le camere bianche che utilizzano spurghi d'aria, i robot cartesiani consentono ai progettisti di racchiudere gli attuatori lineari in una struttura IP65 che riduce al minimo l'ingresso di acqua e polvere. Inoltre, le guarnizioni ad alte prestazioni possono racchiudere molti dei componenti strutturali degli assi.

6. Ciclo di lavoro.

Questa è la quantità di tempo necessaria per completare un ciclo di funzionamento. I robot che funzionano continuamente 24 ore su 24, 7 giorni su 7 (come nello screening ad alto rendimento e nella produzione farmaceutica) raggiungono la fine del loro ciclo di vita prima di quelli che funzionano solo 8 ore al giorno, cinque giorni alla settimana. Chiarire questi problemi in anticipo e procurarsi robot con lunghi intervalli di lubrificazione e bassi requisiti di manutenzione per evitare aggravamenti successivi.