As aplicações pick-and-place, como o uso em laboratório, se beneficiam da construção em balanço porque os componentes são facilmente acessíveis. Os robôs pórtico são robôs de coordenadas cartesianas com membros horizontais apoiados em ambas as extremidades; fisicamente, são semelhantes aos guindastes de pórtico, que não são necessariamente robôs. Os robôs de pórtico costumam ser gigantescos e capazes de transportar cargas pesadas.

Diferença entre robôs pórtico e cartesianos

Um robô cartesiano possui um atuador linear em cada eixo, enquanto um robô de pórtico possui dois eixos de base (X) e um segundo eixo (Y) que os abrange. Este design evita que o segundo eixo fique em balanço (mais sobre isso mais tarde) e proporciona comprimentos de curso ainda maiores em pórticos e maior carga útil em comparação com o robô cartesiano.

Os robôs cartesianos mais comuns usam o design de guia dupla porque fornece proteção mais excelente para cargas radiais (momentâneas); entretanto, os eixos com guias lineares duplas têm uma pegada maior do que os eixos com uma única guia; em comparação, os sistemas de guia dupla geralmente são curtos (na direção vertical) e podem eliminar a interação com outras áreas da máquina. O argumento é que o tipo de eixo escolhido tem impacto não apenas na eficiência do sistema cartesiano, mas também na pegada geral.

Atuadores Robôs Cartesianos

Se um mecanismo cartesiano for a melhor escolha, o seguinte fator de projeto geralmente é a unidade de controle do atuador, que pode ser um parafuso, parafuso ou sistema acionado pneumático. Os atuadores lineares geralmente estão disponíveis com uma guia linear simples ou dupla, dependendo do sistema de acionamento.

Controle e gerenciamento de cabos

O controle por cabo é outra característica essencial do projeto deste robô que é frequentemente ignorado nos estágios iniciais (ou simplesmente adiado para estágios posteriores do plano). Para controle, ar (para eixos pneumáticos), entrada de encoder (para cartesiano servoacionado), sensor e outros aparelhos elétricos, cada eixo envolve vários cabos.

Quando sistemas e componentes são conectados através da Internet Industrial das Coisas (IIoT), os métodos e ferramentas usados ​​para conectá-los tornam-se muito mais críticos e ambos os tubos, fios e conectores devem ser roteados adequadamente e mantidos para evitar fadiga prematura causada por indevidos. flexão ou interrupção devido à interferência com outros componentes do dispositivo.

O tipo e a quantidade de cabos necessários, bem como a sofisticação do gerenciamento de cabos, são determinados pelo tipo de controle e protocolo de rede. Observe que o transportador de cabos, as bandejas ou os invólucros do sistema de gerenciamento de cabos afetarão as medidas totais do sistema, portanto, certifique-se de que não haja conflito com o sistema de cabeamento e o restante dos componentes robóticos.

Controles do Robô Cartesiano

Os robôs cartesianos são o método preferido para realizar movimentos ponto a ponto, mas também podem realizar movimentos complexos interpolados e contornados. O tipo de movimento necessário especificará o melhor dispositivo de controle, protocolo de rede, IHM e outros componentes de movimento para o sistema.

Embora esses componentes estejam localizados independentemente dos eixos do robô, na maior parte, eles terão impacto nos motores, fios e outros componentes elétricos necessários no eixo. Esses elementos no eixo influenciariam as duas primeiras considerações de projeto, posicionamento e controle do cabo.

Como resultado, o processo de design fecha o círculo, enfatizando a importância de construir um robô cartesiano como um dispositivo eletromecânico interconectado, em vez de um conjunto de peças mecânicas ligadas a hardware e software elétrico.

Envelope de Trabalho do Robô Cartesiano

Várias configurações de robôs produzem formatos distintos de envelope de trabalho. Este envelope de trabalho é crucial na escolha de um Robô para uma aplicação específica porque especifica a área de trabalho do manipulador e do efetor final. Para uma infinidade de propósitos, deve-se ter cuidado ao estudar o envelope de trabalho de um Robô:

1. O envelope de trabalho é a quantidade de trabalho que pode ser abordada por um ponto na extremidade do braço robótico, que normalmente fica no meio dos arranjos de montagem dos efetores finais. Não possui quaisquer instrumentos ou peças de propriedade do efetor final.

2. Às vezes, há locais dentro do envelope operacional onde o braço do robô não consegue entrar. Zonas mortas são o nome dado a regiões específicas.
A capacidade máxima de carga útil citada só é alcançável em tais comprimentos de braço, que podem ou não atingir o alcance máximo.

3. O envelope operacional da configuração cartesiana é um prisma retangular. Dentro do envelope de trabalho, não há zonas mortas e o Robô pode manipular toda a carga útil em todo o volume de trabalho.