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ROBOT A PORTALE CARTESIANO - VANTAGGI E APPLICAZIONI

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Rispetto ai robot a braccio articolato e SCARA.

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I robot SCARA e a braccio articolato sono forse le forme più riconoscibili di robot presenti oggi sul mercato, ma i robot a cavalletto servono per svolgere i lavori più importanti nel minor spazio possibile.

I robot a portale, detti anche robot cartesiani, sono quasi onnipresenti nell'automazione, ma non sono ancora pronti per essere considerati robot seri. Grazie alla loro semplicità di progettazione, al basso costo e alla scalabilità, nonché alla miriade di soluzioni software per motori e controlli, la situazione sta cambiando.

Vantaggi dei robot a portale cartesiano:

3+ assi di movimento di quasi tutte le lunghezze

Scalabile

Riduttore e motore possono essere dimensionati in base alla gamma di movimenti e velocità

Adatto per carichi da leggeri a pesanti/appesi

Flessibile ed efficiente grazie alla scalabilità degli assi lineari

Poco costoso

Fatto: i robot con struttura cartesiana producono di solito la migliore precisione.

Svantaggi dei robot a portale cartesiano:

Non possono raggiungere o aggirare ostacoli

I binari delle cinghie di scorrimento lineare non sono facilmente isolabili dall'ambiente

Non è indipendente: è necessario un supporto, un telaio o un altro tipo di montaggio

Vantaggi del sistema a portale:

I robot a portale possono utilizzare un'intera area di lavoro cubica pari al 96% del loro spazio e delle loro dimensioni. Un robot cartesiano ha tre assi. Come il loro omonimo e più riconoscibile cugino gigante, la gru a cavalletto, sono generalmente sospesi a una trave con asse X o X/Y su una struttura rigida. Le coordinate dei tre assi sono solitamente definite come X, Y e Z. Ogni asse è disposto ad angolo retto per consentire tre gradi di movimento. I cavalletti sono inoltre caratterizzati da un supporto alle estremità o dall'aggiunta di un secondo elemento. A differenza dei robot a braccio, i gantry possono essere facilmente scalati in proporzioni maggiori su tutti e tre gli assi. I robot a portale sono particolarmente adatti per le applicazioni in cui i requisiti di orientamento aggiuntivi sono minimi o in cui i pezzi possono essere messi in scena prima che il robot li prenda.

Sia i robot cartesiani che quelli a portale hanno un campo di lavoro rettangolare o cubico, a differenza dei robot articolati che, come le articolazioni di un braccio umano, hanno dei limiti per ogni movimento e uno specifico campo di movimento ad arco. Le loro specifiche sono mostrate come gradi di movimento con archi ampi e con diagrammi dei gradi di movimento positivi e negativi che ruotano attorno al centro della base e al supporto di ciascun asse. È curioso notare che spesso è lo stesso spazio di lavoro a doversi adattare a questi involucri di lavoro insoliti, anziché il robot ad adattarsi allo spazio di lavoro.

Grazie alla loro struttura rigida e leggera, i robot cartesiani e a portale sono molto precisi e ripetibili. Grazie alla loro struttura semplice, i robot a portale sono intuitivi da programmare e facili da visualizzare quando si valuta una nuova automazione. Soprattutto i robot a portale sono configurabili. Da una pletora di scelte di motori e riduttori a componenti e materiali, questi robot sono pronti ad affrontare le sfide di ambienti umidi, pericolosi e sporchi.

La struttura relativamente semplice del robot a coordinate cartesiane e il suo funzionamento immediato lo rendono molto appetibile nella produzione. Poiché i singoli assi possono essere facilmente sostituiti, i tempi di inattività sono ridotti e i costi di manutenzione sono minimi. Inoltre, l'intero sistema può essere smontato nei suoi componenti per essere utilizzato in più applicazioni a singolo asse. Soprattutto, questi sistemi sono poco costosi rispetto ad altri robot più complessi.

Applicazioni dei sistemi a portale:

I robot a portale hanno tutti gli assi situati al di sopra dell'area di lavoro, il che li rende ideali per i processi di lavoro sopraelevati. I robot Gantry possono essere utilizzati per tenere e posizionare una serie di dispositivi finali, come quelli utilizzati in:

1. Assemblaggio

2. Dosaggio e riempimento

3. Fissaggio e avvitamento

4. Coltelli volanti

5. Posizionamento e scansione della telecamera

6. Taglio - Laser e getto d'acqua

7. Automazione generale

8. Indicizzazione e smistamento

9. Ispezione

10. Carico e scarico

11. Movimentazione del materiale

12. Imballaggio, pallettizzazione e unificazione

13. Sistemi Pick & Place

14. Stampa e plottaggio

15. Ascensori, montavivande ed elevatori per prodotti

16. Spruzzatura

17. Automazione teatrale

18. Produzione video

19. Saldatura

È stato affermato che il portale è il vero cavallo di battaglia dell'industria moderna. Pensateci... milioni di robot a portale sono stati confezionati e venduti in macchine "chiavi in mano", come quelle utilizzate per l'assemblaggio di componenti elettronici e per i sistemi robotizzati di pick and place. Ancora oggi, i gantry lineari X-Y-Z sono il pilastro del settore della misurazione delle coordinate delle macchine utensili, grazie alla loro precisione e rigidità. Questo tipo di robot è particolarmente adatto per le applicazioni in cui i requisiti di orientamento aggiuntivi sono minimi o in cui i pezzi possono essere messi in scena prima che il robot li prelevi.

Spesso trascurato, il robot a portale cartesiano è parte integrante della moderna industria dell'automazione e dovrebbe essere sempre preso in considerazione per la nuova automazione grazie alla sua flessibilità, efficienza e facilità di implementazione.