Visão geral dos robôs industriais

A tendência em aplicações lineares e rotacionais convencionais está se afastando dos robôs em direção a sistemas energeticamente eficientes e com custos otimizados, já que os fabricantes frequentemente não necessitam de todas as funções, grandes dimensões e graus de liberdade que os robôs oferecem.

Embora sejam considerados robôs industriais pelas normas DIN, os sistemas de manipulação cartesiana oferecem operações mais simples e com maior eficiência energética do que a maioria dos robôs articulados de 4 a 6 eixos. A norma DIN EN ISO 8373 define "um robô industrial como um manipulador multifuncional, reprogramável e controlado automaticamente, 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 dependendo da função, flexibilidade e resposta dinâmica do sistema.

Os sistemas de manipulação cartesiana e os 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 sistema mecânico. Dependendo da aplicação, os sistemas de manipulação cartesiana 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 o deslocamento em trajetória. Os robôs de 4 a 6 eixos sempre requerem um sistema de controle robótico complexo.

Além disso, os sistemas de movimentação cartesiana exigem menos espaço e se adaptam mais facilmente às condições de aplicação, de forma personalizada e modular. O espaço de trabalho pode ser facilmente ajustado alterando-se o comprimento dos eixos.

A cinemática é, portanto, configurada para atender aos requisitos da aplicação — ao contrário dos robôs convencionais, nos quais os periféricos da aplicação precisam ser adaptados para se adequarem ao sistema mecânico e cinemático do robô. O sistema mecânico de um sistema de manipulação cartesiano faz, portanto, parte da solução total e deve ser integrado ao sistema completo.

Personalização e versatilidade: benefícios claros

Em contraste com as soluções padrão com robôs de 4 a 6 eixos disponíveis no catálogo, os sistemas de manipulação cartesiana podem ser personalizados de forma modular para atender às necessidades da aplicação (ver Figura 3). Esses sistemas praticamente não exigem as concessões frequentemente encontradas em robôs convencionais. Com um robô convencional, partes da aplicação precisam ser adaptadas aos requisitos e capacidades do robô. Além disso, a tendência à padronização e ao uso de componentes produzidos em massa reduz o custo das soluções cartesianas em comparação com os robôs convencionais.

Além disso, diferentes tecnologias de acionamento podem ser combinadas com sistemas de movimentação cartesiana. Os acionamentos pneumáticos, servopneumáticos e elétricos adequados à aplicação são selecionados para cada eixo, visando obter o movimento ideal em termos de eficiência, resposta dinâmica e funcionalidade.

Os sistemas de manipulação 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 manipulação.