Ao contrário de outro tipo de robô ou sistema multieixos.

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 fim 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 executam 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 guia linear e componentes de acionamento.

Simples, certo?

A norma ISO 8373:2012 define um robô industrial como:

Um manipulador multiuso controlado automaticamente, reprogramável e programável em três ou mais eixos, que pode ser fixo ou móvel para uso em aplicações de automação industrial.

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 emprega dois eixos de base (X) em paralelo. Esta configuração – 2X-Y ou 2X-YZ, por exemplo – move o robô para fora da categoria cartesiana e para a categoria de robôs de pórtico.

A principal diferença entre robôs de pórtico e robôs cartesianos é que um robô cartesiano usa um atuador linear em cada eixo, enquanto um robô de pórtico é sempre construído com dois eixos de base (X), com o segundo eixo (Y) abrangendo-os. Esta configuração evita que o segundo eixo fique em balanço (mais sobre isso abaixo) e permite que os pórticos tenham comprimentos de curso 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 está na disposição de montagem e carregamento. Em um robô cartesiano, o segundo ou terceiro eixo (Y ou Z) está em balanço, sendo apoiado em apenas uma extremidade pelo eixo abaixo dele. Além disso, a carga no eixo externo geralmente é suspensa a partir desse eixo.

Este arranjo cria não apenas uma carga momentânea no eixo externo, devido à carga aplicada, mas também uma carga momentânea significativa no eixo de suporte, devido ao efeito combinado da carga aplicada juntamente com o eixo externo. A disposição de montagem e carregamento limita a capacidade de transporte de carga dos robôs cartesianos e é um fator primário na determinação do comprimento máximo do curso para o eixo externo (em balanço).

Em contraste, as tabelas XY consistem em dois eixos centralizados um sobre o outro, muitas vezes com comprimentos de traço semelhantes. Além disso, a carga geralmente está centrada no eixo Y. Esta configuração de eixo e posicionamento de carga resulta em muito pouca carga em balanço em qualquer eixo (e muitas vezes nenhuma carga em balanço no eixo Y).

Os 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 os robôs cartesianos têm vários benefícios sobre os tipos SCARA e de 6 eixos. Primeiro, os projetos cartesianos fornecem um envelope de trabalho retangular no qual uma porcentagem significativa da área ocupada pelo robô é usada como área de trabalho ativa. Os tipos SCARA e de 6 eixos, por outro lado, possuem envelopes de trabalho circulares ou ovais que muitas vezes resultam em muito espaço morto (não utilizado), especialmente quando o deslocamento ou alcance necessário é muito longo.

Os robôs cartesianos podem ser construídos a partir de praticamente qualquer tipo de atuador linear com qualquer variedade de mecanismos de acionamento – correia, fuso de esfera ou avanço, atuador pneumático ou motor linear. (Observe que os acionamentos de 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 geralmente têm, melhor precisão de posicionamento e repetibilidade do que os tipos SCARA e de 6 eixos. Os robôs cartesianos também têm uma vantagem de facilidade de uso em termos de programação porque sua cinemática é mais simples (três eixos cartesianos, em vez de múltiplos eixos rotacionais).

No passado recente, os robôs cartesianos pré-montados eram raros, com a maioria das unidades sendo construídas sob medida por um OEM, um integrador de robôs ou 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 em ação, reconhecendo que, para muitas aplicações de automação industrial e montagem, os robôs cartesianos oferecem uma melhor relação entre capacidade de carga e área ocupada do que os projetos SCARA e de 6 eixos.