Toisin kuin muuntyyppisissä roboteissa tai moniakselisissa järjestelmissä.

Ensinnäkin karteesinen järjestelmä on sellainen, joka liikkuu kolmessa ortogonaalisessa akselissa – X, Y ja Z – karteesisten koordinaattien mukaisesti. (Vaikka on huomattava, että pyörimisakseli – päätytyökalun tai varren päätytyökalun muodossa – sisältyy joskus karteesisen robotin uloimpaan akseliin.)

Kartesiaanisesta robotista robotin tekee se, että akselit suorittavat koordinoitua liikettä yhteisen liikkeenohjaimen kautta.

Kartesisen robotin akselit on valmistettu jonkinlaisesta lineaaritoimilaitteesta – joko ostettuna esiasennettuna järjestelmänä valmistajalta tai OEM-valmistajan tai loppukäyttäjän mittatilaustyönä rakentamana lineaarijohteista ja käyttökomponenteista.

Yksinkertaista, eikö niin?

ISO 8373:2012 -standardi määrittelee teollisuusrobotin seuraavasti:

Automaattisesti ohjattu, uudelleenohjelmoitava, monikäyttöinen manipulaattori, joka on ohjelmoitavissa kolmella tai useammalla akselilla ja joka voi olla joko kiinteästi paikallaan tai liikuteltava teollisuusautomaatiosovelluksissa käytettäväksi.

Mutta kaikki XY- tai XYZ-akseleilla toimivat lineaariset järjestelmät eivät ole karteesisia robotteja. Yksi merkittävä poikkeus on robottityyppi, joka käyttää kahta perusakselia (X) rinnakkain. Tämä kokoonpano – esimerkiksi 2X-Y tai 2X-YZ – siirtää robotin karteesisten robottien luokasta portaalirobottien luokkaan.

Gantry- ja karteesisten robottien ensisijainen ero on se, että karteesinen robotti käyttää yhtä lineaarista toimilaitetta kummallakin akselilla, kun taas gantry-robotti on aina rakennettu kahdella perusakselilla (X), joiden yli toinen (Y) akseli ulottuu. Tämä kokoonpano estää toisen akselin ulokekannan (lisää tästä alla) ja mahdollistaa gantry-robottien paljon pidemmät iskunpituudet – ja monissa tapauksissa suuremmat hyötykuormat – kuin karteesiset robotit.

Toinen moniakselisen lineaarijärjestelmän tyyppi, joka ei kuulu karteesisen robotin määritelmän piiriin, on XY-pöytä. Karteesisten robottien ja XY-pöytien välinen ero on kiinnitys- ja kuormitusjärjestelyssä. Karteesisessa robotissa toinen tai kolmas (Y- tai Z-) akseli on ulokekannatteinen, ja sitä tukee vain toisesta päästä sen alapuolella oleva akseli. Lisäksi ulomman akselin kuorma on yleensä ulokekannatteinen kyseisestä akselista.

Tämä järjestely luo ulkoakselille paitsi momenttikuormituksen kohdistetun kuorman vuoksi, myös merkittävän momenttikuormituksen tukiakselille kohdistetun kuorman ja ulkoakselin yhteisvaikutuksen vuoksi. Kiinnitys- ja kuormitusjärjestely rajoittaa karteesisten robottien kuormankantokykyä ja on ensisijainen tekijä ulomman (ulokepalkkisen) akselin suurimman iskunpituuden määrittämisessä.

XY-pöydät sitä vastoin koostuvat kahdesta päällekkäin keskitetystä akselista, joilla on usein samanlaiset iskunpituudet. Lisäksi kuorma on yleensä keskitetty Y-akselille. Tämä akselikokoonpano ja kuorman sijoittelu johtaa hyvin pieneen ulokekantakuormitukseen kummallakaan akselilla (ja usein ei ulokekantakuormitusta Y-akselilla).

Kartesilaiset robotit ovat joissakin teknisissä ominaisuuksissaan samankaltaisia ​​kuin SCARA- ja 6-akseliset (nivelletyt) robotit, ja niitä voidaan soveltaa joissakin samoissa sovelluksissa, mutta karteesisilla roboteilla on useita etuja SCARA- ja 6-akselisiin tyyppeihin verrattuna. Ensinnäkin karteesiset mallit tarjoavat suorakaiteen muotoisen työalueen, jossa merkittävä osa robotin jalanjäljestä käytetään aktiivisena työalueena. SCARA- ja 6-akselisilla tyypeillä on puolestaan ​​pyöreät tai soikeat työalueet, jotka usein johtavat paljon kuollutta (käyttämätöntä) tilaa, varsinkin kun vaadittu liike tai ulottuvuus on erittäin pitkä.

Karteesiset robotit voidaan rakentaa käytännössä mistä tahansa lineaaritoimilaitteesta ja erilaisista käyttömekanismeista — hihna-, kuula- tai johtoruuvi, pneumaattinen toimilaite tai lineaarimoottori. (Huomaa, että myös hammastanko- ja hammaspyöräkäytöt ovat mahdollisia, mutta niitä käytetään yleisemmin portaalijärjestelmissä, joissa on erittäin pitkät iskut.) Tämä tarkoittaa, että niillä voi olla ja usein onkin parempi paikannustarkkuus ja toistettavuus kuin SCARA- ja 6-akselisilla roboteilla. Karteesisilla roboteilla on myös helppokäyttöisyysetu ohjelmoinnin kannalta, koska niiden kinematiikka on yksinkertaisempaa (kolme karteesista akselia useiden pyörimisakselien sijaan).

Viime aikoina esikootut karteesiset robotit olivat harvinaisia, ja useimmat yksiköt oli mittatilaustyönä rakentanut OEM-valmistaja, robottiintegraattori tai jopa loppukäyttäjä. Mutta nyt monet lineaaritoimilaitteiden valmistajat tarjoavat myös esikonfiguroituja ja -kokoisia karteesisia järjestelmiä, joissa on lukuisia vaihtoehtoja yleisiin liike-, hyötykuorma-, nopeus- ja tarkkuusvaatimuksiin. Myös perinteisten 6-akselisten ja SCARA-robottien valmistajat ovat mukana muutoksessa tunnistaen, että monissa teollisuusautomaatio- ja kokoonpanosovelluksissa karteesiset robotit tarjoavat paremman kompromissin kuormituskapasiteetin ja tilantarpeen välillä kuin SCARA- ja 6-akseliset mallit.