SCARA- ja nivelvarsirobotit saattavat olla markkinoiden tunnetuin robottityyppi, mutta portaalirobotit sopivat parhaiten suuriin töihin mahdollisimman pienessä tilassa.

Gantry-robotit, joita kutsutaan myös karteesisiksi roboteiksi, ovat lähes kaikkialla automatisoituja, mutta niitä ei vieläkään pidetä vakavasti otettavina robotteina. Yksinkertaisen rakenteensa, alhaisten kustannustensa ja skaalautuvuutensa sekä lukuisten moottori- ja ohjausohjelmistoratkaisujensa ansiosta tämä on muuttumassa.

Cartesian Gantry -robotin edut:

• 3+ liikeakselia lähes millä tahansa pituudella
• Skaalautuva
• Vaihteisto ja moottori voidaan mitoittaa liikeradan ja nopeuksien mukaan
• Sopii kevyille ja raskaille / riippuville kuormille
• Joustava ja tehokas lineaaristen akseleiden skaalautuvuuden ansiosta
• Edullinen

Fakta: Kartesiaaniseen suunnitteluun perustuvat robotit tuottavat yleensä parhaan tarkkuuden.

Cartesian Gantry -robotin haitat:

• Ei voi vaihdella ulottuvuutta esteisiin tai niiden ympärille
• Lineaariliukuhihnan kiskoja ei ole helppo tiivistää ympäristöä vastaan
• Ei vapaasti seisova: jalusta, runko tai muu kiinnitys vaaditaan

Gantry-järjestelmän edut:

Portaalirobotit voivat hyödyntää koko kuutiollisen työalueen, joka on 96 % niiden tilasta ja koosta. Karteesisella robotilla on kolme akselia. Kuten niiden nimikko ja tunnetummat jättiläisserkut, portaalinosturi, ne on yleensä ripustettu X- tai X/Y-akselipalkista jäykkään rakenteeseen. Kolmen akselin koordinaatit määritellään yleensä X:ksi, Y:ksi ja Z:ksi. Jokainen akseli on järjestetty suorassa kulmassa, jotta liikettä voi tehdä kolmessa asteessa. Portaaliroboteille on ominaista myös tuki molemmista päistä tai toisen osan lisäämisen avulla. Toisin kuin käsivarsirobotit, portaalirobotit voidaan helposti skaalata suurempiin mittasuhteisiin kaikissa kolmessa akselissa. Portaalirobotit sopivat erityisesti sovelluksiin, joissa lisäsuuntausvaatimukset ovat minimaaliset tai joissa osat voidaan lavastaa ennen kuin robotti poimii ne.

Sekä karteesisilla että gantry-roboteilla on suorakaiteen tai kuutiollinen työalue, toisin kuin nivelroboteilla, joilla on ihmisen käsivarren nivelten tavoin rajoitukset jokaiselle liikkeelle ja tietty kaareutuva liikealue. Niiden tekniset tiedot on esitetty liikeasteena, jossa on suuria pyyhkäiseviä kaaria, joissa on kuvaajat positiivisesta ja negatiivisesta liikeasteesta, jotka pyörivät pohjansa keskipisteen ja kunkin akselin laakerin ympäri. On mielenkiintoista huomata, että itse työtila on usein mukautettava näihin epätavallisiin työalueisiin, toisin kuin robotti, joka mukautuu työtilaan.

Jäykän ja kevyen rakenteensa ansiosta karteesiset/portaalirobotit ovat erittäin tarkkoja ja toistettavia. Yksinkertaisen rakenteensa ansiosta portaalirobotit ovat intuitiivisesti ohjelmoitavia ja helposti visualisoitavissa uutta automaatiota arvioitaessa. Suurin osa portaaliroboteista on konfiguroitavissa. Lukuisista moottori- ja vaihteistovaihtoehdoista komponentteihin ja materiaaleihin nämä robotit ovat valmiita kohtaamaan kosteiden, vaarallisten ja likaisten ympäristöjen haasteet.

Karteesisen koordinaatiston robotin suhteellisen yksinkertainen rakenne ja suoraviivainen käyttö tekevät siitä erittäin halutun vaihtoehdon teollisuudessa. Koska yksittäiset akselit voidaan helposti vaihtaa, seisokkiaika lyhenee ja ylläpitokustannukset pysyvät minimissä. Lisäksi koko järjestelmä voidaan purkaa osiin käytettäväksi useissa yksiakselisissa sovelluksissa. Mikä tärkeintä, nämä järjestelmät ovat edullisia verrattuna muihin monimutkaisempiin robotteihin.

Gantry-järjestelmän sovellukset:

Gantry-robottien kaikki akselit sijaitsevat työalueen yläpuolella, mikä tekee niistä ihanteellisia pään yläpuolella suoritettaviin työprosesseihin. Gantry-robotteja voidaan käyttää erilaisten päätelaitteiden pitämiseen ja sijoittamiseen, kuten seuraavissa:

• Kokoonpano
• Annostelu ja täyttö
• Kiinnitys ja ruuvinvääntö
• Lentävät veitset
• Kameran paikannus ja skannaus
• Leikkaus – Laser ja vesileikkaus
• Yleinen automaatio
• Indeksointi ja lajittelu
• Tarkastus
• Kuormaus ja purku
• Materiaalinkäsittely
• Pakkaus, lavaus ja yksiköinti
• Poiminta- ja sijoitusjärjestelmät
• Tulostus ja piirtäminen
• Tuotenostimet, käsinostimet ja hissit
• Ruiskutus
• Teatteriautomaatio
• Videotuotanto
• Hitsaus

On väitetty, että portaalirobotti on modernin teollisuuden todellinen työjuhta. Ajattelepa sitä… miljoonia portaalirobotteja on pakattu ja myyty avaimet käteen -koneiksi, kuten pelkästään elektronisten komponenttien kokoonpanoon ja robottipohjaisiin poiminta- ja sijoitusjärjestelmiin. Lineaariset XYZ-portaalirobotit ovat edelleen työstökoneiden koordinaattimittausteollisuuden tukipilari tarkkuutensa ja jäykkyytensä ansiosta. Tämän tyyppinen robotti sopii erityisesti sovelluksiin, joissa lisäorientointivaatimukset ovat minimaaliset tai joissa osat voidaan asettaa paikoilleen ennen kuin robotti poimii ne.

Usein unohdettu karteesinen portaalirobotti on olennainen osa modernia automaatioteollisuutta, ja sitä tulisi aina harkita uusien automaatioiden suunnittelussa joustavuutensa, tehokkuutensa ja helpon käyttöönoton vuoksi.