A geometria da coordenada cartesiana é um excelente método para mapear o espaço tridimensional em um sistema numérico simples e fácil de entender. No sistema cartesiano para o espaço tridimensional, existem três eixos de coordenadas que são perpendiculares entre si (eixos ortogonais) e se encontram na origem.

Os três eixos são geralmente chamados de eixo x, eixo y e eixo z. Qualquer ponto no espaço tridimensional é representado por três números como (x, y, z). X representa a distância do ponto da origem ao longo do eixo x, y é a distância da origem ao longo do eixo y e z é a distância da origem ao longo do eixo z.

Robôs cartesianos (gantry)

Os robôs mecatrônicos que usam eixos lineares para movimento são chamados robôs cartesianos, robôs lineares ou robôs de pórtico. Os robôs de pórtico se parecem com os guindastes de pórtico e operam da mesma forma. Mas os robôs de pórtico não se limitam a funções de levantamento e movimento. Eles podem ter funcionalidade personalizada de acordo com o requisito.

Os robôs cartesianos têm uma estrutura aérea que controla o movimento no plano horizontal e um braço robótico que atua em movimento verticalmente. Eles podem ser projetados para se mover em eixos XY ou eixos xyz. O braço robótico é colocado no andaime e pode ser movido no plano horizontal. O braço robótico possui um efetor ou máquina -ferramenta anexada ao final do braço, dependendo da função onde é usado.

Embora os robôs cartesianos e os robôs de pórtico sejam usados ​​de forma intercambiável, os robôs de pórtico geralmente têm dois eixos X, enquanto os robôs cartesianos terão apenas um dos dois/três eixos (de acordo com a configuração).

 

Como eles funcionam?

Os robôs cartesianos se movem apenas através do movimento linear, geralmente através de unidades de servomotor. Os atuadores lineares utilizados podem ser de várias formas de acordo com a aplicação específica. O sistema de acionamento pode ser acionado por cinto, acionado por cabo, acionado por parafuso, acionado por pneumático, acionado por rack e pinhão ou acionado por motor linear. Alguns fabricantes fornecem robôs cartesianos completamente pré-fabricados que podem ser implementados sem modificações. Outros fabricantes oferecem diferentes componentes como módulos, permitindo que o usuário implemente uma combinação desses módulos de acordo com seu caso de uso específico.

As próprias armas robóticas podem ser equipadas com "visão" ou podem ser "cegas" nas operações. Eles podem ser anexados a sensores de luz ou câmeras para identificar os objetos antes de executar uma ação. Por exemplo, robôs cartesianos podem ser usados ​​em laboratórios para escolher e mover amostras. A visão auxiliada por computador pode ser usada para reconhecer o tubo de teste, as pipetas ou os slides e o braço pode agarrar o objeto de acordo com os dados de posição transmitidos da câmera.

A vantagem dos robôs cartesianos sobre outros sistemas robóticos, como robôs de seis eixos, é que eles são muito fáceis de programar. Um único controlador de movimento pode lidar com a lógica do movimento para um robô cartesiano. Os robôs têm apenas movimento linear, permitindo a facilidade de controle. Não há necessidade de uma variedade complexa de PLCs e microchips para o controle de movimento dos robôs cartesianos. O mesmo atributo ajuda a facilitar a programação do movimento do robô.

 

Características e vantagens

Os robôs cartesianos têm uma maior capacidade de carga de carga em comparação com seus robôs equivalentes de seis eixos. Isso, combinado com o menor custo e facilidade de programação para robôs lineares, os torna adequados para uma grande variedade de aplicações industriais. Robôs de pórtico, que são essencialmente robôs cartesianos com andaimes de apoio, podem transportar cargas úteis ainda mais altas. A gama de movimentos para robôs lineares pode ser estendida adicionando módulos compatíveis ao mecanismo existente. Essa modularidade nos robôs cartesianos os torna muito mais versáteis e tem uma vida mais longa em um ambiente industrial.

Os robôs cartesianos também exibem um alto nível de precisão e precisão em comparação com seus colegas rotativos. Isso se deve ao fato de que eles só têm movimento linear e não há necessidade de acomodar o movimento rotativo. Os robôs cartesianos podem ter tolerâncias na faixa de micrômetros (μM), enquanto os robôs de seis eixos geralmente têm tolerâncias na faixa de milímetros (mm).

 

Aplicações para robôs cartesianos

A versatilidade, menor custo e facilidade de programação tornam viáveis ​​os robôs cartesianos para muitas aplicações em ambientes industriais. Vamos dar uma olhada em alguns deles.

• Escolha e lugar:O braço robótico é equipado com alguma variação do dispositivo de visão para identificar diferentes componentes de um carrossel ou correia transportadora. O braço pode escolher esses objetos e classificá -los em caixas diferentes. A colheita e a feitiço podem ser feitas por um único braço robótico.
• Transferência de processo para processo:Em uma linha de produção, haverá casos em que as mercadorias no processo precisam ser transferidas de um local para outro. Isso pode ser feito usando robôs lineares de tração dupla. Eles podem ser usados ​​com sistemas de visão ou sincronização de tempo, dependendo do restante do processo.
• Sistema de montagem:Quando as mesmas etapas precisam ser repetidas repetidamente para montar as partes de um produto, os robôs lineares podem ser usados ​​para automatizar as tarefas.
• Aplicação de adesivos e selantes:Muitos processos de produção envolvem a aplicação de adesivos ou selantes entre peças. É usado na grande fabricação de automóveis para a produção eletrônica de pequenos gadgets. Adesivos e selantes devem ser aplicados em quantidades muito precisas e no local correto. O braço robótico do robô linear pode ser conectado a um dispensador de fluido de alta precisão e os adesivos e os selantes podem ser aplicados com alta precisão.
• Paletizando e despalletismo:A embalagem usa paletes para transportar mercadorias com facilidade. Os robôs cartesianos podem ser usados ​​para automatizar os dois produtos de colocação em paletes e retirá -los de paletes.
• CNC Machine Tooling:Máquinas baseadas em controles numéricos de computador são usados ​​para criar produtos de acordo com os designs fabricados no software de design de engenharia. As máquinas CNC usam amplamente robôs lineares com diferentes ferramentas conectadas aos braços robóticos.
• Soldagem por ponto de precisão:A soldagem especializada é necessária em certos processos de fabricação. Robôs lineares com braços de soldagem podem obter soldas precisas em locais precisos na superfície do trabalho. O alto nível de tolerância na faixa de micrômetros (μM) é útil nessas aplicações.

Existem muito mais aplicações industriais para robôs lineares. Isso inclui agentes de distribuição, máquinas de montagem e base de testadores, unidades de inserção, dispositivos de empilhamento, automação de vedação, manuseio de materiais, armazenamento e recuperação, corte, rabiscos e classificação.