Oposto a outro tipo de robô ou sistema multieixo.

Primeiro, um sistema cartesiano é aquele que se move em três eixos ortogonais — X, Y e Z — de acordo com as coordenadas cartesianas. (Embora deva ser observado 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 torna um robô cartesiano um robô é que os eixos realizam movimentos coordenados, por meio de um controlador de movimento comum.

Os eixos de um robô cartesiano são feitos de alguma forma de atuador linear — adquirido como um sistema pré-montado de um fabricante ou personalizado pelo OEM ou usuário final a partir de componentes de guia e acionamento linear.

Simples, certo?

Mas nem todo sistema linear que funciona nos eixos XY ou XYZ é um robô cartesiano. Uma exceção notável é um tipo de robô que utiliza dois eixos 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 de pórtico.

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

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

Este arranjo cria não apenas uma carga de momento no eixo externo, devido à carga aplicada, mas também uma carga de momento significativa no eixo de suporte, devido ao efeito combinado da carga aplicada com o eixo externo. O arranjo 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 centralizados um sobre o outro, frequentemente com comprimentos de curso semelhantes. Além disso, a carga geralmente é centralizada no eixo Y. Essa configuração de eixo e posicionamento da carga resultam em muito pouca carga em balanço em qualquer um dos eixos (e frequentemente nenhuma carga em balanço no eixo Y).

Robôs cartesianos se sobrepõem aos robôs SCARA e de 6 eixos (articulados) em algumas especificações técnicas e podem ser aplicados em algumas das mesmas aplicações, mas apresentam diversas vantagens em relação aos tipos SCARA e de 6 eixos. Primeiro, os projetos cartesianos fornecem um envelope de trabalho retangular no qual uma porcentagem significativa da área de cobertura do robô é usada como área de trabalho ativa. Os tipos SCARA e de 6 eixos, por outro lado, têm envelopes de trabalho circulares ou ovais que frequentemente resultam em muito espaço morto (não utilizado), especialmente quando o deslocamento, ou alcance, necessário é muito longo.

Robôs cartesianos podem ser construídos a partir de praticamente qualquer tipo de atuador linear com qualquer variedade de mecanismos de acionamento — correia, esfera ou fuso de avanço, atuador pneumático ou motor linear. (Observe que acionamentos por cremalheira e pinhão também são possíveis, mas são mais comumente usados ​​em sistemas de pórtico com cursos muito longos.) Isso significa que eles podem, e frequentemente têm, melhor precisão de posicionamento e repetibilidade do que os tipos SCARA e de 6 eixos. Robôs cartesianos também têm uma vantagem de facilidade de uso em termos de programação, pois sua cinemática é mais simples (três eixos cartesianos, em vez de múltiplos eixos rotacionais).

No passado recente, robôs cartesianos pré-montados eram raros, com a maioria das unidades sendo construídas sob medida por um OEM, um integrador de robôs ou até mesmo pelo usuário final. Mas agora, muitos fabricantes de atuadores lineares também oferecem 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 na onda, reconhecendo que, para muitas aplicações de automação e montagem industrial, os robôs cartesianos oferecem uma melhor relação entre capacidade de carga e área ocupada do que os projetos SCARA e de 6 eixos.