Personalizzazione e versatilità

I sistemi di movimentazione cartesiani, in quanto cinematici seriali, presentano assi principali per il movimento rettilineo e assi ausiliari per la rotazione. Il sistema funge simultaneamente da guida, supporto e azionamento e deve essere integrato nel sistema applicativo complessivo, indipendentemente dalla struttura del sistema di movimentazione.

【Posizioni di montaggio standard】

Tutti i sistemi di movimentazione cartesiani possono essere installati in qualsiasi posizione all'interno dello spazio. Ciò consente di adattare il sistema meccanico in modo ottimale alle condizioni di applicazione. Ecco una panoramica di alcuni dei modelli più comuni.

Bidimensionali – Questi sistemi di movimentazione cartesiani si dividono nelle categorie di cantilever e portali lineari con movimento sul piano verticale, e portali a superficie piana con movimento sul piano orizzontale.

Una trave a sbalzo 2D è costituita da un asse orizzontale (Y) con un azionamento verticale (Z) montato sulla parte anteriore.

Un portale lineare è costituito da un asse orizzontale (Y) fissato a entrambe le estremità, sinistra e destra. Un asse verticale (Z) è montato su una slitta tra i due punti terminali dell'asse. I portali lineari sono generalmente snelli, con uno spazio di lavoro verticale rettangolare.

Un portale a superficie piana è costituito da due assi paralleli (X) collegati da un asse (Y) perpendicolare alla direzione del movimento. I portali a superficie piana possono coprire uno spazio di lavoro significativamente più ampio rispetto ai sistemi robotici con cinematica delta o SCARA con i loro spazi di lavoro circolari/a forma di rene.

Oltre alla configurazione convenzionale con assi individuali, i portali lineari e i portali a superficie piana si presentano anche come sistemi completi con una combinazione meccanica fissa e una cinghia dentata rotante come elemento di azionamento. Il basso carico effettivo li rende adatti ad elevate capacità (prelievi/min) con conseguente risposta dinamica.

Tridimensionali – Questi sistemi di movimentazione cartesiani si dividono nelle categorie di cantilever e portali 3D con movimenti su entrambi i piani.

Le travi a sbalzo 3D sono costituite da due assi (X) montati in parallelo, più un asse a sbalzo (Y) perpendicolare alla direzione del movimento, con un asse verticale (Z) montato sulla parte anteriore.

I portali 3D sono costituiti da due assi paralleli (X) collegati da un asse (Y) perpendicolare alla direzione di movimento. Su questo asse perpendicolare è montato un asse verticale (Z).

Nota: con superfici piane, portali lineari e 3D, la forza viene applicata tra i due punti di appoggio degli assi orizzontali. L'asse orizzontale sulla trave a sbalzo agisce come una leva a causa del carico sospeso alla sua estremità.

【È richiesta una programmazione più semplice】

Il livello di programmazione richiesto dipende dalla funzione: se il sistema deve solo spostarsi tra singoli punti, è sufficiente una programmazione PLC semplice e veloce.

Se è necessario un movimento lungo un percorso, ad esempio durante l'applicazione di un adesivo, il controllo tramite PLC non è più sufficiente. In questi casi, anche per i sistemi di movimentazione cartesiani è necessaria la programmazione robotica convenzionale. Tuttavia, l'ambiente di controllo per i sistemi di movimentazione cartesiani offre una vasta gamma di alternative rispetto ai robot convenzionali. Mentre i robot convenzionali richiedono sempre l'utilizzo del sistema di controllo specifico del produttore, per i sistemi di movimentazione cartesiani è possibile utilizzare qualsiasi PLC, nella versione con la gamma di funzioni più adatta ai requisiti e alla complessità dell'applicazione. Ciò significa che è possibile rispettare le specifiche del cliente e implementare una piattaforma di controllo uniforme, inclusi un linguaggio di programmazione e una struttura di programma uniformi.

Con i robot convenzionali, spesso è necessaria una programmazione complessa. Di conseguenza, l'utilizzo di sistemi a 4-6 assi per compiti meccanici richiede un notevole lavoro. Ad esempio, tutti e 6 gli assi devono essere mossi simultaneamente per il movimento in linea retta. Inoltre, programmare il passaggio "dal braccio destro al braccio sinistro" nelle applicazioni robotiche convenzionali è difficile e richiede molto tempo. I sistemi di movimentazione cartesiani offrono un'ottima alternativa in questo caso.

【Elevata efficienza energetica】

Le basi per una movimentazione efficiente dal punto di vista energetico vengono poste già in fase di selezione del sistema. Se l'applicazione richiede lunghi tempi di permanenza in determinate posizioni, tutti gli assi dei robot convenzionali sono soggetti a controllo ad anello chiuso e devono compensare continuamente la forza dovuta al peso.

Nei sistemi di movimentazione cartesiani, di solito è solo l'asse verticale Z a dover applicare una forza continua. Questa forza è necessaria per mantenere il carico effettivo nella posizione desiderata, contrastando la forza di gravità. Ciò può essere ottenuto in modo molto efficiente utilizzando azionamenti pneumatici, poiché questi non consumano energia nelle fasi di mantenimento. Un ulteriore vantaggio degli assi Z pneumatici è il loro peso a vuoto ridotto, che consente di utilizzare componenti meccanici degli assi X e Y e il relativo motore elettrico di dimensioni inferiori. La riduzione del carico effettivo comporta una riduzione del consumo energetico.

I vantaggi tipici degli assi elettrici emergono soprattutto in caso di percorsi lunghi e frequenze di ciclo elevate. Pertanto, rappresentano spesso un'alternativa molto efficiente agli assi X e Y.

【Conclusione】

In molti casi, l'utilizzo di sistemi di movimentazione cartesiani risulta più efficiente ed economico rispetto ai sistemi robotici convenzionali. Per un'ampia gamma di applicazioni, è possibile progettare un sistema di movimentazione cartesiano ideale perché:

• I sistemi sono configurati in base ai requisiti dell'applicazione in termini di percorsi ottimali e risposta dinamica, e sono adattati al carico.

• La loro struttura meccanica li rende facili da programmare: ad esempio, per i movimenti verticali è sufficiente attivare un solo asse.

• Il loro adattamento meccanico ottimale li rende efficienti dal punto di vista energetico, ad esempio interrompendo l'alimentazione quando sono a riposo.

• I sistemi di movimentazione cartesiani sono ottimizzati in termini di spazio per l'applicazione specifica.

• I componenti standard, prodotti in serie, consentono ai sistemi di movimentazione cartesiani di rappresentare un'alternativa economicamente vantaggiosa rispetto ai robot industriali convenzionali.

Infine, ma non meno importante: con i sistemi di movimentazione cartesiani, la cinematica è definita dall'applicazione e dalle sue periferiche, e non viceversa.