Em oposição a outro tipo de robô ou sistema multieixos.

Primeiramente, um sistema cartesiano é aquele que se move em três eixos ortogonais — X, Y e Z — de acordo com as coordenadas cartesianas. (Embora deva-se notar que um eixo rotativo — na forma de um efetor final ou ferramenta de extremidade de braço — às vezes é incluído no eixo mais externo de um robô cartesiano.)

O que define um robô cartesiano é o fato de seus eixos realizarem movimentos coordenados, através de um controlador de movimento comum.

Os eixos de um robô cartesiano são compostos por algum tipo de atuador linear — seja adquirido como um sistema pré-montado de um fabricante ou construído sob medida pelo fabricante original do equipamento (OEM) ou usuário final a partir de componentes de guia linear e acionamento.

Simples, não é?

Mas nem todo sistema linear que opera nos eixos XY ou XYZ é um robô cartesiano. Uma exceção notável é um tipo de robô que emprega dois eixos de base (X) em paralelo. Essa configuração — 2X-Y ou 2X-YZ, por exemplo — tira o robô da categoria cartesiana e o coloca na categoria de robôs pórticos.

A principal diferença entre robôs pórticos e robôs cartesianos é que um robô cartesiano utiliza um atuador linear em cada eixo, enquanto um robô pórtico é sempre construído com dois eixos de base (X), com o segundo eixo (Y) abrangendo-os. Essa configuração impede que o segundo eixo seja em balanço (mais sobre isso abaixo) e permite que os robôs pórticos tenham cursos muito mais longos — e, em muitos casos, cargas úteis maiores — do que os robôs cartesianos.

O segundo tipo de sistema linear multieixos que não se enquadra na definição de robô cartesiano é a mesa XY. A diferença entre robôs cartesianos e mesas XY reside na montagem e no arranjo de carga. Em um robô cartesiano, o segundo ou terceiro eixo (Y ou Z) é em balanço, sendo suportado apenas em uma extremidade pelo eixo abaixo dele. Além disso, a carga no eixo externo geralmente também é em balanço em relação a esse eixo.

Essa configuração cria não apenas um momento de carga no eixo externo, devido à carga aplicada, mas também um momento de carga significativo no eixo de suporte, devido ao efeito combinado da carga aplicada com o eixo externo. A configuração de montagem e carregamento limita a capacidade de carga dos robôs cartesianos e é um fator primordial na determinação do comprimento máximo do curso do eixo externo (em balanço).

Em contraste, as mesas XY consistem em dois eixos centrados um sobre o outro, frequentemente com comprimentos de curso semelhantes. Além disso, a carga geralmente é centrada no eixo Y. Essa configuração de eixos e posicionamento da carga resulta em muito pouca carga em balanço em qualquer um dos eixos (e frequentemente nenhuma carga em balanço no eixo Y).

Os robôs cartesianos compartilham algumas especificações técnicas com os robôs SCARA e os robôs de 6 eixos (articulados) e podem ser aplicados em algumas das mesmas áreas, mas os robôs cartesianos apresentam diversas vantagens em relação aos robôs SCARA e de 6 eixos. Primeiramente, os projetos cartesianos oferecem uma área de trabalho retangular, na qual uma porcentagem significativa da área ocupada pelo robô é utilizada como área de trabalho ativa. Os robôs SCARA e de 6 eixos, por outro lado, possuem áreas de trabalho circulares ou ovais, o que frequentemente resulta em muito espaço morto (não utilizado), especialmente quando o deslocamento ou alcance necessário é muito longo.

Robôs cartesianos podem ser construídos com praticamente qualquer tipo de atuador linear e diversos mecanismos de acionamento — correia, fuso de esferas ou de esferas trapezoidais, atuador pneumático ou motor linear. (Note que acionamentos por cremalheira e pinhão também são possíveis, mas são mais comuns em sistemas de pórtico com cursos muito longos.) Isso significa que eles podem, e frequentemente conseguem, ter melhor precisão e repetibilidade de posicionamento do que os robôs SCARA e de 6 eixos. Robôs cartesianos também apresentam a vantagem da facilidade de uso em termos de programação, pois sua cinemática é mais simples (três eixos cartesianos, em vez de múltiplos eixos de rotação).

Até recentemente, robôs cartesianos pré-montados eram raros, sendo a maioria das unidades fabricadas sob encomenda por um fabricante de equipamentos originais (OEM), um integrador de robôs ou até mesmo pelo usuário final. Mas agora, muitos fabricantes de atuadores lineares também fornecem sistemas cartesianos pré-configurados e pré-montados, com inúmeras opções para atender aos requisitos comuns de deslocamento, carga útil, velocidade e precisão. E os fabricantes de robôs tradicionais de 6 eixos e SCARA também estão entrando nesse mercado, reconhecendo que, para muitas aplicações de automação industrial e montagem, os robôs cartesianos oferecem uma melhor relação entre capacidade de carga e espaço ocupado do que os projetos SCARA e de 6 eixos.