على عكس نوع آخر من الروبوتات أو الأنظمة متعددة المحاور.

أولاً، النظام الديكارتي هو نظام يتحرك في ثلاثة محاور متعامدة - X و Y و Z - وفقًا للإحداثيات الديكارتية. (مع العلم أنه في بعض الأحيان يتم تضمين محور دوران - على شكل أداة طرفية أو أداة نهاية الذراع - على المحور الخارجي للروبوت الديكارتي).

ما يجعل الروبوت الكارتيزي روبوتًا هو أن المحاور تقوم بحركة منسقة، من خلال وحدة تحكم حركة مشتركة.

تُصنع محاور الروبوت الكارتيزي من نوع من أنواع المحركات الخطية - إما تم شراؤها كنظام مجمع مسبقًا من الشركة المصنعة أو تم بناؤها حسب الطلب من قبل الشركة المصنعة الأصلية أو المستخدم النهائي من مكونات التوجيه والقيادة الخطية.

الأمر بسيط، أليس كذلك؟

يُعرّف معيار ISO 8373:2012 الروبوت الصناعي على النحو التالي:

جهاز تحكم آلي، قابل لإعادة البرمجة، متعدد الأغراض، قابل للبرمجة في ثلاثة محاور أو أكثر، ويمكن تثبيته في مكانه أو نقله لاستخدامه في تطبيقات الأتمتة الصناعية.

لكن ليس كل نظام خطي يعمل على المحورين XY أو XYZ يُعتبر روبوتًا ديكارتيًا. ومن الاستثناءات البارزة نوع من الروبوتات يستخدم محورين أساسيين (X) متوازيين. هذا التكوين - 2X-Y أو 2X-YZ، على سبيل المثال - ينقل الروبوت من فئة الروبوتات الديكارتية إلى فئة الروبوتات الجسرية.

يتمثل الفرق الرئيسي بين الروبوتات الجسرية والروبوتات الكارتيزية في أن الروبوت الكارتيزي يستخدم محركًا خطيًا واحدًا على كل محور، بينما يُصنع الروبوت الجسري دائمًا بمحورين أساسيين (X)، مع وجود المحور الثاني (Y) بينهما. يمنع هذا التصميم المحور الثاني من أن يكون ناتئًا (المزيد حول هذا لاحقًا)، ويسمح للروبوتات الجسرية بأن تتمتع بأطوال شوط أطول بكثير - وفي كثير من الحالات، حمولات أكبر - من الروبوتات الكارتيزية.

النوع الثاني من الأنظمة الخطية متعددة المحاور التي لا تندرج تحت تعريف الروبوت الكارتيزي هو طاولة XY. يكمن الفرق بين الروبوتات الكارتيزية وطاولات XY في طريقة التركيب والتحميل. في الروبوت الكارتيزي، يكون المحور الثاني أو الثالث (Y أو Z) ناتئًا، حيث يرتكز من طرف واحد فقط على المحور الذي يليه. بالإضافة إلى ذلك، يكون الحمل على المحور الخارجي عادةً ناتئًا من ذلك المحور.

لا يُولّد هذا الترتيب عزمًا على المحور الخارجي فحسب، نتيجةً للحمل المُطبّق، بل يُولّد أيضًا عزمًا كبيرًا على المحور الداعم، نتيجةً للتأثير المُجتمع للحمل المُطبّق مع المحور الخارجي. ويُحدّ ترتيب التركيب والتحميل من قدرة الروبوتات الكارتيزية على تحمّل الأحمال، ويُعدّ عاملًا أساسيًا في تحديد أقصى طول لشوط المحور الخارجي (المحور الكابولي).

في المقابل، تتكون طاولات XY من محورين متمركزين فوق بعضهما البعض، وغالبًا ما يكون لهما أطوال شوط متقاربة. بالإضافة إلى ذلك، يتركز الحمل عادةً على المحور Y. ينتج عن هذا التكوين المحوري وموضع الحمل حمل ناتئ ضئيل جدًا على أي من المحورين (وغالبًا لا يوجد حمل ناتئ على المحور Y).

تتشابه الروبوتات الكارتيزية مع روبوتات SCARA والروبوتات ذات المحاور الستة (المفصلية) في بعض المواصفات الفنية، ويمكن استخدامها في بعض التطبيقات نفسها، إلا أن الروبوتات الكارتيزية تتميز بعدة مزايا مقارنةً بروبوتات SCARA والروبوتات ذات المحاور الستة. أولًا، توفر التصاميم الكارتيزية نطاق عمل مستطيلًا، حيث تُستخدم نسبة كبيرة من مساحة الروبوت كمنطقة عمل فعّالة. في المقابل، تتميز روبوتات SCARA والروبوتات ذات المحاور الستة بنطاقات عمل دائرية أو بيضاوية، مما ينتج عنه غالبًا مساحة كبيرة غير مستغلة، خاصةً عندما تكون مسافة الحركة أو المدى المطلوبة طويلة جدًا.

يمكن تصنيع الروبوتات الكارتيزية باستخدام أي نوع من المحركات الخطية تقريبًا، مع أي نوع من آليات الدفع - سواءً كانت سيرًا أو برغيًا كرويًا أو لولبيًا، أو محركًا هوائيًا أو محركًا خطيًا. (تجدر الإشارة إلى إمكانية استخدام محركات التروس المسننة، ولكنها أكثر شيوعًا في أنظمة البوابات ذات الأشواط الطويلة جدًا). ​​وهذا يعني أنها تتمتع، وغالبًا ما تتمتع، بدقة تحديد مواقع وتكرارية أفضل من روبوتات SCARA والروبوتات سداسية المحاور. كما تتميز الروبوتات الكارتيزية بسهولة استخدامها من حيث البرمجة نظرًا لبساطة حركتها (ثلاثة محاور كارتيزية، بدلًا من محاور دوران متعددة).

في الماضي القريب، كانت الروبوتات الكارتيزية المُجمّعة مسبقًا نادرة، حيث كانت معظم الوحدات تُصنع حسب الطلب من قِبل مُصنّع المعدات الأصلية أو مُكامل الروبوتات أو حتى المستخدم النهائي. أما الآن، فيُقدّم العديد من مُصنّعي المُشغّلات الخطية أنظمة كارتيزية مُجهزة ومُجمّعة مسبقًا، مع خيارات عديدة لتلبية متطلبات الحركة والحمولة والسرعة والدقة الشائعة. كما انضم مُصنّعو الروبوتات التقليدية سداسية المحاور وروبوتات SCARA إلى هذا المجال، مُدركين أن الروبوتات الكارتيزية تُقدّم، في العديد من تطبيقات الأتمتة والتجميع الصناعية، توازنًا أفضل بين سعة الحمولة والحجم مقارنةً بتصاميم SCARA وسداسية المحاور.