Para escolher um robô, primeiro avalie as necessidades da aplicação. Isso começa com a análise do perfil da carga de trabalho, orientação, velocidade, deslocamento, precisão, ambiente e ciclo de trabalho, parâmetros às vezes chamados de LOSTPED.

1. Carregar.

A capacidade de carga de um robô (definida pelo fabricante) deve exceder o peso total da carga útil, incluindo quaisquer ferramentas, na extremidade do braço do robô. O que limita os robôs SCARA e de seis eixos é que eles suportam cargas em braços estendidos. Considere um centro de usinagem que fabrica conjuntos de rolamentos de 100 kg ou mais. Essa carga útil excede as capacidades de todos os robôs, exceto os maiores robôs SCARA ou de seis eixos. Em contraste, um robô cartesiano típico pode pegar e posicionar essas cargas com facilidade, porque sua estrutura de suporte e rolamentos suportam consistentemente toda a amplitude de movimento.
Mesmo quando uma carga pesada está dentro da capacidade de um robô, ela pode comprometer a precisão. Por exemplo, pegar e posicionar itens de 50 kg está dentro da faixa de carga útil tanto de robôs SCARA quanto de robôs cartesianos. Mas 50 kg está no limite superior das capacidades de um SCARA típico, o que exigirá controles e componentes mais caros para lidar com o torque. Além disso, robôs SCARA típicos conseguem posicionar cargas pesadas com precisão de até 0,1 mm, pois o peso deflete o braço e prejudica a capacidade do robô de posicionar a carga com precisão de forma consistente. Já os robôs cartesianos com atuadores de fuso de esferas e rolamentos de apoio bem espaçados conseguem posicionar repetidamente cargas de 50 kg ou mais com precisão de até 10 µm.

2. Orientação

Depende de como o robô é montado e de como posiciona as peças ou produtos a serem movimentados. O objetivo é adequar a área ocupada pelo robô ao espaço disponível para a operação. Se o pedestal de um robô SCARA ou de seis eixos, fixado no chão ou em linha, criar uma obstrução, esses robôs podem não ser a melhor opção. Se a aplicação exigir apenas movimento em alguns eixos, robôs cartesianos de pequeno porte podem ser montados em locais altos e fora do caminho. Mas para o manuseio de peças complexas ou trabalhos que necessitem de quatro ou mais eixos de movimento, a estrutura de um robô cartesiano pode apresentar muitas obstruções, e um pequeno robô SCARA, que às vezes requer apenas 200 mm² de espaço e quatro parafusos em um pedestal, pode ser mais adequado.
Outro fator importante é a orientação da peça. Robôs SCARA e de seis eixos podem rotacionar peças, uma vantagem para o manuseio de peças ou ferramentas em diversos ângulos e posições. Para obter flexibilidade semelhante, alguns robôs cartesianos possuem subcomponentes chamados módulos de alimentação, que movimentam cargas leves no eixo Z. Normalmente, os módulos de alimentação utilizam uma haste de impulso com fuso de esferas para movimentar peças ou ferramentas ao longo do eixo Z em aplicações de manuseio, coleta e posicionamento e alimentação. Robôs cartesianos também podem incorporar atuadores rotativos para fornecer capacidades adicionais de orientação.

3. Velocidade e deslocamento.

Além da capacidade de carga, os catálogos dos fabricantes de robôs também listam as classificações de velocidade. Uma consideração fundamental na escolha de robôs para aplicações de pegar e colocar é o tempo de aceleração em distâncias significativas. Robôs cartesianos podem acelerar a 5 m/s ou mais, rivalizando com o desempenho de robôs SCARA e de seis eixos.
Os robôs cartesianos também são úteis em aplicações que envolvem grandes vãos. Isso porque os projetistas podem modificar e estender rapidamente os robôs cartesianos conforme necessário, com módulos de até 20 metros de comprimento. A velocidade e a distância podem ser ainda mais personalizadas pela escolha de atuadores como correia, motor linear ou fuso de esferas. Em contraste, os braços articulados são normalmente pré-projetados para um alcance específico, como 500 mm, por exemplo.

4. Precisão de posicionamento.

Robôs SCARA e de seis eixos possuem classificações de precisão predefinidas que facilitam a determinação da repetibilidade de seus movimentos. No entanto, esses robôs limitam os projetistas a um único nível de precisão no momento da compra. Usuários finais podem aprimorar robôs cartesianos ou de pórtico para inúmeros níveis de precisão, trocando o atuador, mesmo para 10 µm, com um fuso de esferas. Para menor precisão e redução de custos, os usuários finais podem optar por um acionamento pneumático ou por correia e um atuador diferente para obter precisão de 0,1 mm.
A precisão é fundamental em aplicações de alta tecnologia, como máquinas-ferramenta. Esses robôs cartesianos necessitam de componentes mecânicos de melhor qualidade, como mesas com guias de esferas usinadas com precisão e atuadores com fusos de esferas. Para aplicações em que os braços robóticos SCARA e de seis eixos não conseguem manter a precisão devido à deflexão do braço, considere um robô cartesiano com rolamentos lineares de alta precisão. O espaçamento entre os rolamentos minimiza a deflexão, permitindo que o efetor final seja posicionado com maior precisão.
Embora áreas de trabalho pequenas favoreçam robôs SCARA ou de seis eixos, às vezes a complexidade e o custo mais elevado desses robôs são desnecessários. Um exemplo em que robôs cartesianos funcionam melhor é em uma aplicação de fabricação de pipetas médicas em alto volume. Nesse caso, um robô retira as pipetas de um molde e as insere em uma estrutura transportada por uma máquina de automação secundária. Robôs SCARA e de seis eixos são viáveis ​​porque a precisão de 0,1 mm é suficiente nessa aplicação. Mas a deflexão é problemática quando o robô manipula pipetas menores, de 3 mm. Além disso, a falta de espaço para um pedestal dentro da célula favorece robôs tipo pórtico.

5. Meio ambiente.

Dois fatores que determinam o melhor robô são o ambiente de trabalho e os riscos presentes no próprio espaço. Uma terceira consideração, se um robô pode operar em uma sala limpa, geralmente não é um problema, pois todos os tipos de robôs são fabricados em versões para salas limpas.
Os pedestais dos robôs SCARA e de seis eixos tendem a ser compactos, o que é útil em espaços reduzidos. No entanto, isso pode ser irrelevante se os instaladores puderem montar a estrutura de suporte do robô no teto ou na parede. Por outro lado, para aplicações com interferência mecânica, como quando um robô precisa alcançar o interior de caixas para retirar peças, os braços de seis eixos geralmente são mais adequados. Os robôs de seis eixos normalmente custam mais do que os cartesianos, mas o investimento se justifica se não houver outra maneira de executar a aplicação sem sequências de movimento complexas.
Fatores ambientais como poeira e sujeira também influenciam a seleção do robô. Foles podem cobrir as juntas de robôs SCARA e de seis eixos, e diferentes tipos de vedações protegem os atuadores do eixo Z. Para salas limpas com purga de ar, os robôs cartesianos permitem que os projetistas envolvam os atuadores lineares em uma estrutura IP65 que minimiza a entrada de água e poeira. Além disso, vedações de alto desempenho podem envolver muitos dos componentes estruturais dos eixos.

6. Ciclo de trabalho.

Este é o tempo necessário para completar um ciclo de operação. Robôs que funcionam continuamente 24 horas por dia, 7 dias por semana (como em triagens de alto rendimento e na indústria farmacêutica) chegam ao fim de sua vida útil mais cedo do que aqueles que operam apenas 8 horas por dia, cinco dias por semana. Esclareça essas questões antecipadamente e adquira robôs com longos intervalos de lubrificação e baixos requisitos de manutenção para evitar problemas futuros.