Роботы SCARA и шарнирные манипуляторы, возможно, являются самой узнаваемой формой роботов на современном рынке, но для выполнения больших объемов работ в минимальном пространстве стоит обратить внимание на портальных роботов.

Портальные роботы, также называемые декартовыми роботами, практически повсеместно используются в системах автоматизации, но пока не спешат восприниматься как серьёзные роботы. Благодаря простоте конструкции, низкой стоимости и масштабируемости, а также множеству решений для управления двигателями и программным обеспечением, ситуация меняется.

Преимущества декартового портального робота:

• 3+ оси движения практически любой длины
• Масштабируемый
• Редуктор и двигатель можно подобрать по размеру в зависимости от диапазона движения и скорости.
• Подходит для легких и тяжелых/подвесных грузов
• Гибкость и эффективность за счет масштабируемости линейных осей
• Недорого

Факт: Роботы, спроектированные по картезианской схеме, обычно обеспечивают наибольшую точность.

Недостатки декартового портального робота:

• Невозможно изменять радиус действия, преодолевая препятствия.
• Рельсы линейных направляющих нелегко изолировать от окружающей среды.
• Не отдельно стоящий: требуется подставка, рама или другое крепление

Преимущества портальной системы:

Портальные роботы могут использовать всю кубическую рабочую зону, составляющую 96% их пространства и размера. Декартов робот имеет три оси. Как и их тезка и более узнаваемые гигантские собратья, портальные краны, они обычно подвешиваются к балке оси X или X/Y на жесткой конструкции. Координаты по трем осям обычно определяются как X, Y и Z. Каждая ось расположена под прямым углом, что обеспечивает три градуса движения. Портальные роботы дополнительно характеризуются поддержкой на обоих концах или за счет добавления второго элемента. В отличие от роботов в стиле руки, портальные роботы можно легко масштабировать до больших пропорций по всем трем осям. Портальные роботы особенно подходят для приложений, где дополнительные требования к ориентации минимальны или где детали могут быть подготовлены до того, как робот их подберет.

Как декартовы, так и портальные роботы имеют прямоугольную или кубическую рабочую зону, в отличие от шарнирных роботов, которые, подобно сочленениям человеческой руки, имеют ограничения для каждого движения и определённый диапазон движения по дуге. Их характеристики представлены в виде угла перемещения с большими дугами, где кривые положительного и отрицательного угла перемещения вращаются вокруг центра основания и оси каждой оси. Любопытно отметить, что само рабочее пространство часто приходится адаптировать к этим необычным рабочим зонам, в отличие от робота, который к нему адаптируется.

Благодаря своей жёсткой и лёгкой конструкции, декартовы/портальные роботы отличаются высокой точностью и повторяемостью. Благодаря своей простой конструкции портальные роботы интуитивно понятны в программировании и легко визуализируются при оценке новых систем автоматизации. Большинство портальных роботов легко настраиваются. Благодаря широкому выбору двигателей и редукторов, а также различным компонентам и материалам, эти роботы готовы к работе во влажных, опасных и загрязненных средах.

Относительно простая конструкция и простота эксплуатации декартового робота делают его весьма востребованным в производстве. Благодаря лёгкой замене отдельных осей сокращается время простоя и минимизируются расходы на техническое обслуживание. Кроме того, всю систему можно разобрать на составные части для использования в различных однокоординатных системах. Что особенно важно, эти системы недороги по сравнению с другими, более сложными роботами.

Применение портальных систем:

У портальных роботов все оси расположены над рабочей зоной, что делает их идеальными для потолочных работ. Портальные роботы могут использоваться для удержания и позиционирования различных рабочих органов, например, используемых в:

• Сборка
• Дозирование и наполнение
• Крепление и завинчивание шурупов
• Летающие ножи
• Позиционирование и сканирование камеры
• Резка – лазерная и гидроабразивная
• Общая автоматизация
• Индексация и сортировка
• Инспекция
• Погрузка и разгрузка
• Обработка материалов
• Упаковка, паллетирование и унификация
• Системы Pick & Place
• Печать и черчение
• Лифты для продуктов, кухонные лифты и подъемники
• Распыление
• Театральная автоматизация
• Видеопроизводство
• Сварка

Существует мнение, что портальные роботы — настоящая «рабочая лошадка» современной промышленности. Подумайте только… миллионы портальных роботов были упакованы и проданы в готовые к использованию машины, например, для сборки электронных компонентов и роботизированных систем захвата и установки. Даже сегодня линейные XYZ-портальные роботы являются основой координатно-измерительной отрасли станков благодаря своей точности и жёсткости. Этот тип роботов особенно подходит для применений, где требования к дополнительной ориентации минимальны или где детали можно предварительно подготовить к захвату роботом.

Часто упускаемый из виду, декартов портальный робот является неотъемлемой частью современной отрасли автоматизации и всегда должен рассматриваться как новый элемент автоматизации из-за его гибкости, эффективности и простоты внедрения.