Visão geral dos robôs industriais

A tendência em aplicações lineares e rotacionais convencionais está se afastando dos robôs para sistemas com eficiência energética e custos otimizados, já que os fabricantes geralmente não exigem todas as funções, tamanhos grandes e graus de liberdade que os robôs oferecem.

Embora considerados robôs industriais pelas normas DIN, os sistemas de manuseio cartesianos oferecem operações mais simples e energeticamente eficientes do que a maioria dos robôs de braço articulado de 4 a 6 eixos. A norma DIN EN ISO 8373 estabelece que “um robô industrial é um manipulador multifuncional, controlado automaticamente, reprogramável, […] programável em três ou mais eixos, que pode ser fixo ou móvel para uso em aplicações de automação industrial”. No entanto, a segmentação desses sistemas varia de acordo com a função, a flexibilidade e a resposta dinâmica do sistema.

Sistemas de manuseio cartesiano e robôs convencionais com 4 a 6 eixos apresentam uma sobreposição relativamente grande em termos de flexibilidade e resposta dinâmica, mas diferem no que diz respeito ao seu sistema mecânico. Dependendo da aplicação, os sistemas de manuseio cartesiano são controlados por um CLP simples (que o usuário pode já possuir) para movimentos ponto a ponto ou por um sistema de controle complexo com funções robóticas, como para movimentação de trajetória. Robôs de 4 a 6 eixos sempre requerem um sistema de controle robótico complexo.

Além disso, os sistemas de movimentação cartesianos exigem menos espaço para movimentação e se prestam mais facilmente à adaptação personalizada e modular às condições de aplicação. O espaço de trabalho pode ser facilmente adaptado alterando os comprimentos dos eixos.

A cinemática é, portanto, configurada para atender aos requisitos da aplicação — em contraste com robôs convencionais, onde os periféricos da aplicação devem ser adaptados ao sistema mecânico e cinemático do robô. O sistema mecânico de um sistema de manuseio cartesiano é, portanto, parte da solução total e deve ser integrado ao sistema completo.

Personalização e versatilidade: benefícios claros

Ao contrário das soluções padrão com robôs de 4 a 6 eixos do catálogo, os sistemas de manuseio cartesianos podem ser personalizados de forma modular para se adequarem à aplicação (ver Figura 3). Esses sistemas praticamente não exigem os compromissos frequentemente encontrados em robôs convencionais. Com um robô convencional, partes da aplicação devem ser adaptadas aos requisitos e capacidades do robô. Além disso, a mudança em direção à padronização e o uso de componentes produzidos em massa reduzem o custo das soluções cartesianas em comparação com robôs convencionais.

Além disso, diferentes tecnologias de acionamento podem ser combinadas com sistemas de manuseio cartesianos. Os acionamentos pneumáticos, servopneumáticos e elétricos adequados para cada eixo são selecionados para alcançar o movimento ideal em termos de eficiência, resposta dinâmica e funcionalidade.

Sistemas de movimentação cartesianos, como a cinemática serial, possuem eixos principais para movimento retilíneo e eixos auxiliares para rotação. O sistema atua simultaneamente como guia, suporte e acionamento e deve ser integrado ao sistema completo da aplicação, independentemente da estrutura do sistema de movimentação.