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Sistema de pórtico robótico linear XYZ Stage

Os sistemas de pórtico sãouma forma de plataforma robótica linearProjetados para movimentar objetos ou ferramentas em direções ortogonais, os robôs pórticos podem exigir a reformulação dos espaços de trabalho existentes, devido às áreas de trabalho irregulares dos braços articulados tradicionais. Embora os robôs SCARA e os robôs com braços articulados sejam os tipos de robôs mais reconhecidos no mercado atualmente, os robôs pórticos são ideais para realizar grandes tarefas em espaços reduzidos. Também chamados de robôs cartesianos, os robôs pórticos são praticamente onipresentes na automação. Graças ao seu design simples, baixo custo, escalabilidade e à infinidade de soluções de software para motores e controle, eles estão expandindo seus horizontes.

Aplicação/Setor:

Embalagem, produção, paletização, coleta e colocação, automação

O desafio:

Os espaços de trabalho irregulares dos robôs tradicionais com braços articulados podem exigir a reformulação dos ambientes de trabalho existentes. Robôs SCARA e com braços articulados podem ser os tipos de robôs mais reconhecidos no mercado atualmente, mas considere os robôs pórticos para realizar grandes trabalhos em espaços reduzidos. Robôs pórticos, também chamados de robôs cartesianos, são quase onipresentes na automação, mas, por razões que fogem ao escopo deste artigo, ainda não são considerados robôs de fato. Devido ao seu design simples, baixo custo, escalabilidade e à infinidade de soluções de software para motores e controle, esse cenário está mudando.

Vantagens do robô pórtico:
  • 3+ eixos de movimento de praticamente qualquer comprimento
  • Escalável
  • A caixa de engrenagens e o motor podem ser dimensionados de acordo com a amplitude de movimento e as velocidades.
  • Adequado para cargas leves a pesadas / cargas suspensas
  • Flexível e eficiente devido à escalabilidade dos eixos lineares.
  • Barato

Fato: Robôs com design cartesiano geralmente produzem a melhor precisão.

Desvantagens do robô pórtico:
  • Não é possível variar o alcance em torno de ou dentro de obstáculos.
  • Correias e trilhos deslizantes lineares não são facilmente vedados contra o ambiente.
  • Não é autoportante: requer suporte, moldura ou outro tipo de fixação.
Benefícios do sistema de pórtico:

Os robôs pórticos podem utilizar um volume de trabalho cúbico de até 96% do seu espaço e tamanho. Um robô cartesiano possui três eixos. Assim como seus primos gigantes e mais conhecidos, os guindastes pórticos, eles são geralmente suspensos por uma viga de eixo X ou X/Y em uma estrutura rígida. As coordenadas nos três eixos são geralmente definidas como X, Y e Z. Cada eixo é disposto em ângulos retos para permitir três graus de movimento. Os pórticos também são caracterizados por suportes em ambas as extremidades ou pela adição de um segundo elemento. Ao contrário dos robôs com braço articulado, os pórticos podem ser facilmente dimensionados para proporções maiores em todos os três eixos. Os robôs pórticos são especialmente adequados para aplicações onde os requisitos adicionais de orientação são mínimos ou onde as peças podem ser posicionadas antes de serem coletadas pelo robô.

Tanto os robôs cartesianos quanto os robôs pórticos possuem uma área de trabalho retangular ou cúbica, ao contrário dos robôs articulados que, assim como as articulações de um braço humano, têm limites para cada movimento e um alcance de movimento específico. Suas especificações são mostradas como grau de movimento com grandes arcos de varredura, com gráficos de grau de movimento positivo e negativo girando em torno do centro de sua base e o rumo de cada eixo. É curioso notar que o próprio espaço de trabalho muitas vezes precisa ser adaptado a essas áreas de trabalho incomuns, em vez do robô se adaptar ao espaço de trabalho.

Graças à sua estrutura rígida e leve, os robôs cartesianos/pórticos são muito precisos e repetíveis. Devido à sua estrutura simples, os robôs pórticos são intuitivos de programar e fáceis de visualizar ao avaliar novas soluções de automação. Acima de tudo, os robôs pórticos são configuráveis. Desde uma vasta gama de opções de motores e caixas de engrenagens até componentes e materiais, esses robôs estão preparados para enfrentar os desafios de ambientes úmidos, perigosos e sujos.

O design relativamente simples e a operação direta do robô de coordenadas cartesianas o tornam altamente desejável na indústria. Como os eixos individuais podem ser facilmente substituídos, o tempo de inatividade é reduzido e os custos de manutenção são minimizados. Além disso, todo o sistema pode ser desmontado em suas partes componentes para uso em diversas aplicações de eixo único. Mais importante ainda, os sistemas de robôs de coordenadas cartesianas são econômicos em comparação com outros robôs mais complexos.

Aplicações de pórticos:

Os robôs pórticos possuem todos os seus eixos localizados acima da área de trabalho, o que os torna ideais para processos de trabalho suspensos. Eles podem ser usados ​​para segurar e posicionar uma variedade de dispositivos finais, como os utilizados em: montagem de placas de circuito impresso, dispensação, pulverização, movimentação de materiais, paletização, coleta e posicionamento, jato de água, soldagem de chapas, soldagem por fricção, montagem, embalagem, unitização, triagem, digitalização, carga/descarga de bandejas, posicionamento de câmeras, inspeção, corte de vidro, impressão, plotagem, corte a laser, corte com facas voadoras, fixação e aparafusamento.

Há quem argumente que o pórtico é o verdadeiro pilar da indústria moderna. Pense bem: milhões de robôs pórticos foram integrados e vendidos em máquinas completas, como as utilizadas para montagem de componentes eletrônicos e sistemas robóticos de coleta e posicionamento. Mesmo hoje, os pórticos lineares XYZ são a base das indústrias de máquinas-ferramenta de medição por coordenadas, devido à sua precisão e rigidez. Esse tipo de robô é especialmente adequado para aplicações onde os requisitos de orientação são mínimos ou onde as peças podem ser posicionadas antes de serem coletadas pelo robô.

Frequentemente negligenciado, o robô pórtico é o pilar da indústria de automação moderna e deve sempre ser considerado em novos projetos de automação devido à sua flexibilidade, eficiência e facilidade de implementação.


Data da publicação: 23/07/2025
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