ROBOT CARTESIANO GANTRY - Sistema di posizionamento lineare

Vantaggi e applicazioni.

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 cartesiani a portale:

1. Movimento multiasse di lunghezza quasi illimitata

2. Scalabile

3. Riduttore e motore possono essere dimensionati in base alla gamma di movimento e alle velocità

4. Adatto per carichi da leggeri a pesanti/appesi

5. Flessibile ed efficiente grazie alla scalabilità degli assi lineari

6. Poco costoso

Robot a portale cartesiano Svantaggi:

1. Non può variare il raggio d'azione all'interno o intorno agli ostacoli

2. I binari delle cinghie delle guide lineari non sono facilmente isolabili dall'ambiente

3. 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 intero inviluppo di lavoro cubico 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:

Assemblaggio

Dosaggio e riempimento

Fissaggio e avvitamento

Coltelli volanti

Posizionamento e scansione con telecamera

Taglio - Laser e Waterjet

Automazione generale

Indicizzazione e smistamento

Ispezione

Carico e scarico

Movimentazione del materiale

Imballaggio, pallettizzazione e unificazione

Sistemi Pick & Place

Stampa e plottaggio

Sollevatori, montavivande e ascensori per prodotti

Spruzzatura

Automazione teatrale

Produzione video

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 soli sistemi di pick and place robotizzati. 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.