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

1. Carregar.

A capacidade de carga de um robô (definida pelo fabricante) deve exceder o peso total da carga útil, incluindo qualquer ferramental, 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 produz conjuntos de rolamentos de 100 kg ou mais. Essa carga útil excede a capacidade de todos os robôs SCARA ou de seis eixos, exceto os maiores. Em contraste, um robô cartesiano típico pode pegar e posicionar essas cargas com facilidade, pois 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 degradar a precisão. Por exemplo, pegar e posicionar itens de 50 kg está dentro da faixa de carga útil de robôs SCARA e cartesianos. Mas 50 kg está no limite superior da capacidade de um SCARA típico, portanto, serão necessários controles e componentes mais caros para lidar com o torque. Além disso, robôs SCARA típicos podem posicionar cargas pesadas com uma precisão de 0,1 mm, pois o peso desvia o braço e degrada a capacidade do robô de posicionar a carga de forma consistente e precisa. Já robôs cartesianos com atuadores de fuso de esferas e mancais de apoio bem espaçados podem posicionar repetidamente cargas de 50 kg ou mais com uma precisão de 10 µm.

2. Orientação

Depende de como o robô é montado e de como ele posiciona as peças ou produtos que estão sendo movimentados. O objetivo é adequar a pegada do robô à área de trabalho. Se o pedestal montado no chão ou em linha de um robô SCARA ou de seis eixos criar uma obstrução, esses robôs podem não ser a melhor opção. Se a aplicação precisar apenas de movimento em alguns eixos, robôs cartesianos de estrutura pequena podem ser montados acima da cabeça e fora do caminho. Mas para manuseio de peças complexas ou trabalhos que exijam quatro ou mais eixos de movimento, a estrutura de um robô cartesiano pode apresentar muitas obstruções, e um robô SCARA pequeno, às vezes exigindo apenas 200 mm² de espaço e quatro parafusos em um pedestal, pode ser mais adequado.
Outro fator é a orientação das peças. Robôs SCARA e de seis eixos podem girar peças, uma vantagem para o manuseio de peças ou ferramentas em vários 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 de parafuso de esferas para mover 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 recursos adicionais de orientação.

3. Velocidade e deslocamento.

Além das classificações de carga, os catálogos dos fabricantes de robôs também listam as classificações de velocidade. Um fator fundamental na escolha de robôs para aplicações de coleta e colocação são os tempos de aceleração em distâncias significativas. Robôs cartesianos podem acelerar a 5 m/s ou mais, rivalizando com o desempenho de robôs SCARA e robôs de seis eixos.
Robôs cartesianos também fazem sentido quando as aplicações envolvem grandes vãos. Isso porque os projetistas podem modificar e estender rapidamente os robôs cartesianos conforme necessário, com módulos de até 20 m de comprimento. A velocidade e a distância podem ser ainda mais personalizáveis, escolhendo-se entre correia, motor linear ou atuador de fuso de esferas. Em contrapartida, os braços articulados são normalmente pré-projetados para um determinado alcance, como 500 mm, por exemplo.

4. Precisão de posição.

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. Os usuários finais podem aprimorar robôs cartesianos ou de pórtico para uma infinidade de 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 trocar um acionamento pneumático ou por correia por um atuador diferente para obter precisão de 0,1 mm.
A precisão é fundamental em aplicações de ponta, como usinagem. Esses robôs cartesianos precisam de componentes mecânicos de melhor qualidade, como mesas de trilhos de esferas usinadas com precisão e atuadores de fuso de esferas. Para aplicações em que os braços SCARA e de robôs 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 dos rolamentos minimiza a deflexão, permitindo que o efetor final seja posicionado com mais precisão.
Embora envelopes de trabalho pequenos favoreçam robôs SCARA ou de seis eixos, às vezes a complexidade e o custo mais alto desses robôs são desnecessários. Um exemplo em que robôs cartesianos funcionam melhor é em uma aplicação de fabricação de pipetas médicas de alto volume. Aqui, um robô retira pipetas de um molde e as insere em um suporte transportado por uma máquina de automação secundária. Robôs SCARA e de seis eixos são viáveis ​​porque a precisão de 0,1 mm é suficiente para essa 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 de pórtico.

5. Meio ambiente.

Dois fatores que determinam o melhor robô são o ambiente de trabalho e os riscos no próprio espaço. Uma terceira consideração, se um robô pode ser usado 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 limitados. Mas isso pode ser irrelevante se os instaladores puderem montar a estrutura de suporte do robô acima da cabeça ou na parede. Em contraste, para aplicações com interferência mecânica, como quando um robô precisa alcançar caixas para retirar peças, os braços de seis eixos geralmente são os mais adequados. Robôs de seis eixos costumam custar mais do que os cartesianos, mas o custo se justifica se não houver como executar a aplicação sem sequências de movimento complexas.
Fatores ambientais, como poeira e sujeira, também influenciam na seleção do robô. Foles podem cobrir juntas SCARA e de robôs 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 operam continuamente 24 horas por dia, 7 dias por semana (como em triagens de alto rendimento e na fabricação de produtos farmacêuticos) 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 com antecedência e adquira robôs com longos intervalos de lubrificação e baixa necessidade de manutenção para evitar agravamentos posteriores.