Robô Cartesiano para Sistema Gantry

Mesas e estágios de posicionamento são utilizados em sistemas de controle de movimento para fixar uma peça de trabalho e/ou posicioná-la para alguma operação. Os estágios ou mesas, sejam lineares ou rotativos, são frequentemente subsistemas de movimento completos. Ou seja, são sistemas de movimento compostos por um sistema de componentes de controle de movimento, como componentes de movimento linear, motores ou atuadores, codificadores, sensores e controladores. Por exemplo, os estágios de posicionamento são tipicamente conjuntos de movimento linear compostos por guias ou carros lineares e algum tipo de mecanismo de acionamento.

Estágios e mesas são usados ​​em uma variedade de aplicações de alto desempenho, como robôs industriais, fibra óptica e fotônica, sistemas de visão, máquinas-ferramentas, montagem, equipamentos semicondutores, usinagem a laser de componentes médicos, microusinagem, fabricação eletrônica e outras aplicações de automação industrial.

Os estágios podem proporcionar um dos vários tipos de movimento. Podem ser lineares, rotativos ou até mesmo de elevação (estágios de posicionamento no eixo Z). Entre eles, podem ser configurados de diversas maneiras, incluindo movimento em apenas uma direção (ou eixo), em múltiplas direções (posicionamento XY) ou para movimentos extremamente pequenos e precisos, como em aplicações de nanoposicionamento, onde os movimentos estão na faixa de micro ou nanometros.

Os mecanismos de acionamento para posicionamento de mesas e estágios também podem variar significativamente, dependendo de uma série de fatores, incluindo custo e precisão desejada. Por exemplo, os estágios podem ser do tipo acionamento direto, acionados por servomotores lineares ou por uma combinação de motores, engrenagens e acoplamentos, ou por atuadores lineares ou rotativos (usando atuadores elétricos ou até mesmo acionamento pneumático ou hidráulico). Outros métodos podem incluir sistemas de correias e polias, fusos de esferas ou fusos de avanço.

Requisitos de precisão e exatidão também podem ditar decisões de projeto, como os componentes utilizados na montagem de um estágio de posicionamento. Um tipo de componente utilizado em estágios onde confiabilidade e alta precisão são desejadas são os mancais de ar. Os mancais de ar suportam uma carga com uma fina película de ar pressurizado entre os elementos fixos e móveis. Eles são normalmente chamados de mancais aerostáticos, pois uma fonte de pressão, e não o movimento relativo, fornece a película de ar.

Ao contrário dos mancais comuns, as superfícies de um mancal de ar não fazem contato mecânico, portanto, esses sistemas não precisam ser lubrificados. Como as superfícies não se desgastam, os sistemas não geram partículas, o que os torna adequados para aplicações em salas limpas. Quando alimentados com ar limpo e filtrado, os mancais podem operar sem falhas por muitos anos.

Alguns parâmetros importantes para selecionar o estágio de posicionamento adequado incluem coisas como a resolução necessária da aplicação (ou o menor incremento para mover ou medir), a repetibilidade e a precisão necessárias e outros parâmetros mecânicos, como folga e histerese.