I robot SCARA e quelli con braccio articolato potrebbero essere la forma di robot più riconoscibile oggi sul mercato, ma per svolgere i lavori più impegnativi nel minor spazio possibile, è meglio puntare sui robot a portale.

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

Vantaggi del robot a portale cartesiano:

1. Movimento multiasse di quasi qualsiasi lunghezza
2. Scalabile
3. Il riduttore e il motore possono essere dimensionati in base alla gamma di movimento e alle velocità
4. Adatto per carichi leggeri e pesanti / sospesi
5. Flessibile ed efficiente grazie alla scalabilità degli assi lineari
6. Poco costoso

Svantaggi del robot a portale cartesiano:

1. Non è possibile variare la portata all'interno o intorno agli ostacoli
2. Le guide delle cinghie di scorrimento lineari non sono facilmente sigillabili contro l'ambiente
3. Non autoportante: è richiesto un supporto, una struttura o un altro tipo di montaggio

Vantaggi del sistema Gantry:

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 i loro cugini giganti omonimi e più riconoscibili, le gru a portale, sono comunemente sospesi a una trave con asse X o X/Y su una struttura rigida. Le coordinate nei tre assi sono solitamente definite come X, Y e Z. Ogni asse è disposto ad angolo retto per consentire tre gradi di movimento. I robot a portale sono ulteriormente caratterizzati dal supporto alle estremità o dall'aggiunta di un secondo elemento. A differenza dei robot a braccio, i robot a portale possono essere facilmente ridimensionati a dimensioni maggiori su tutti e tre gli assi. I robot a portale sono particolarmente adatti per applicazioni in cui i requisiti di orientamento aggiuntivi sono minimi o in cui i pezzi possono essere posizionati prima che il robot li prelevi.

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 del braccio umano, hanno limiti per ogni movimento e un ambito di movimento ad arco specifico. Le loro specifiche sono mostrate come gradi di movimento con ampi archi di curvatura, con grafici dei gradi di movimento positivi e negativi che ruotano attorno al centro della loro base e alla direzione di ciascun asse. È curioso notare che spesso è lo spazio di lavoro stesso a dover essere adattato a questi insoliti campi di lavoro, anziché il robot che si adatta allo spazio di lavoro.

Grazie alla loro struttura rigida e leggera, i robot cartesiani/a portale sono estremamente 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. La maggior parte dei robot a portale è configurabile. Grazie a una vasta gamma di motori e riduttori, nonché di componenti e materiali, questi robot sono pronti ad affrontare le sfide di ambienti umidi, pericolosi e sporchi.

Il design relativamente semplice e il funzionamento intuitivo del robot cartesiano lo rendono molto richiesto in ambito produttivo. Grazie alla facile sostituzione dei singoli assi, i tempi di fermo macchina si riducono e i costi di manutenzione sono ridotti al minimo. Inoltre, l'intero sistema può essere smontato nei suoi componenti per essere utilizzato in più applicazioni monoasse. Ancora più importante, questi sistemi sono economici rispetto ad altri robot più complessi.

Applicazioni del sistema Gantry:

I robot a portale hanno tutti gli assi posizionati sopra l'area di lavoro, il che li rende ideali per i processi di lavoro sopraelevati. I robot a portale possono essere utilizzati per sostenere e posizionare una varietà di dispositivi terminali, come quelli utilizzati in:

• Assemblea
• Erogazione e riempimento
• Fissaggio e avvitatura
• Coltelli volanti
• Posizionamento e scansione della telecamera
• Taglio – Laser e getto d'acqua
• Automazione generale
• Indicizzazione e ordinamento
• Ispezione
• Carico e scarico
• Movimentazione dei materiali
• Imballaggio, pallettizzazione e unitizzazione
• Sistemi Pick & Place
• Stampa e plottaggio
• Montacarichi, montavivande e ascensori per prodotti
• Spruzzatura
• Automazione teatrale
• Produzione video
• Saldatura

Si sostiene che il portale sia 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 sistemi robotizzati pick and place. Ancora oggi, i portali lineari XYZ sono il pilastro dell'industria delle macchine utensili per la misura a coordinate, grazie alla loro precisione e rigidità. Questo tipo di robot è particolarmente adatto per applicazioni in cui i requisiti di orientamento aggiuntivi sono minimi o in cui i pezzi possono essere preparati prima che il robot li prelevi.

Spesso trascurato, il robot a portale cartesiano è parte integrante del moderno settore dell'automazione e dovrebbe essere sempre preso in considerazione per le nuove automazioni grazie alla sua flessibilità, efficienza e facilità di implementazione.