Quando pensi a un robot industriale, cosa mi viene in mente?

Robot articolati come questi sono ampiamente riconosciuti, grazie agli spot pubblicitari della compagnia automobilistica e alle sequenze di danza dei robot. Anche i robot di robot articolato con conformità selettiva) sono ben riconosciuti a causa della loro adozione e proliferazione nelle fabbriche dai primi anni '80. Entrambi questi robot articolati e ScarA - combinano un movimento lineare e rotante, con conseguente manovrabilità per compiti complessi. I robot articolati sono analoghi al braccio umano, con sei assi di movimento: tre traslazionali (lineari) e tre rotazionali (pensa alla spalla, al gomito e al polso). I robot ScARA hanno quattro assi di movimento: x, y, z e theta (un po 'come il braccio, se la spalla era immobilizzata).

Meno prevalenti nella cultura popolare, ma onnipresente nelle applicazioni industriali che vanno dagli imballaggi alla produzione di semiconduttori, sono robot cartesiani. Come suggerisce il loro nome, questi robot funzionano nelle tre asce cartesiane-X, Y e, Z-sebbene possano includere un asse theta per gli utensili di fine braccio. Mentre meno "sexy" dei robot articolati e ScarA, i robot cartesiani sono molto più versatili, con capacità di carico più elevate per le loro dimensioni e, in molti casi, una migliore precisione. Sono anche altamente adattabili, poiché gli assi possono essere aggiornati o modificati con relativamente poca riconfigurazione per soddisfare i requisiti di prodotto o applicazione in evoluzione.

I robot cartesiani, tuttavia, sono vincolati dal loro design intrinsecamente a sbalzo, che limita la loro capacità di carico. Ciò è particolarmente vero quando l'asse più esterno (Y o Z) ha una lunga lunghezza della corsa, causando un grande carico di momento sugli assi di supporto. Nei casi in cui sono richiesti colpi lunghi e carichi alti, un robot a cavalletto è la soluzione migliore.

Dal cartesiano al cavalletto:

Un robot a cavalletto è uno stile modificato di robot cartesiano, usando due assi X (o base) anziché l'asse di base singolo presente nei cartesiani. L'asse X aggiuntivo (e talvolta assi Y e Z aggiuntivi) consente al robot di gestire carichi e forze più grandi, rendendoli ideali per la scelta e il luogo di carichi utili pesanti o caricamento e scarico delle parti. Ogni asse si basa su un attuatore lineare, che si tratti di un attuatore "fatto in casa" assemblato dall'OEM o dall'integratore o da un attuatore pre-assemblato di una società di movimento lineare. Ciò significa che ci sono opzioni quasi illimitate per consentire qualsiasi combinazione di velocità elevate, tratti lunghi, carichi di utili pesanti e precisione di posizionamento elevato. Requisiti speciali per ambienti difficili o a basso rumore sono facilmente incorporati e se l'applicazione richiede che si verifichino processi simultanei ma indipendenti, gli assi orizzontali possono essere costruiti con motori lineari che utilizzano più carrozze.

I robot a cavalletto sono in genere montati sull'area di lavoro (da cui il termine comune, "cavalletto sopraelevato"), ma se la parte non è adatta alla gestione dall'alto, come nel caso di celle e moduli solari, il cavalletto può essere configurato per funzionare da sotto la parte. E mentre i robot a cavalletto sono in genere pensati come sistemi molto grandi, sono anche adatti a macchine più piccole e di dimensioni desktop. Perché un robot a cavalletto ha due assi X, o base, il carico del momento presentato dagli assi Y e Z, Oltre al payload funzionante, vengono risolti come forze sugli assi X. Ciò aumenta significativamente la rigidità del sistema e nella maggior parte dei casi consente agli assi di avere lunghezze di corsa più lunghe e velocità più elevate rispetto a un robot cartesiano simile.

Quando ci sono due assi in parallelo, è comune che uno di essi sia guidato dal motore, al fine di prevenire il legame che potrebbe derivare da un movimento leggermente fuori sincronizzazione tra i due. Invece di guidare entrambi gli assi, viene utilizzato un albero di collegamento o un tubo di coppia per trasferire l'alimentazione del motore al secondo asse. E in alcuni casi, il secondo asse può essere un "follower" o follower, costituito da una guida lineare per fornire supporto per il carico, ma nessun meccanismo di azionamento. La decisione se e come guidare il secondo asse dipende dalla distanza tra i due assi, dalla velocità di accelerazione e dalla rigidità della connessione tra di loro. Guidare solo uno in una coppia di assi riduce anche i costi e la complessità del sistema.

Il dimensionamento di un robot cartesiano o a cavalletto è più complicato del dimensionamento di un robot Scara o articolato (che in genere è specificato con tre parametri: portata, velocità e precisione), ma i produttori hanno reso il processo più semplice negli ultimi anni introducendo sistemi preconfigurati e Strumenti online, come EasySelect Configurator di Rexroth o Builder di moduli lineari 3D di Adept. Questi strumenti consentono all'utente di specificare l'orientamento e le dimensioni degli assi, nonché una corsa di base, carico e parametri di velocità. I file CAD scaricabili sono anche un'offerta standard dei produttori di robot cartesiani e cavalli, rendendoli facili da integrare in un layout di design o flusso di lavoro, proprio come i robot Scara e articolati. Sebbene gli articolati e i robot ScarA sono facilmente riconosciuti e i robot cartesiani sono ampiamente distribuiti, Il design del cavalletto supera le loro limitazioni intrinseche in carico, velocità, portata e ripetibilità, con un livello senza pari di personalizzazione e flessibilità. In una parola, i robot a cavalletto offrono la migliore combinazione di payload e ictus.