В отличие от других типов роботов или многоосевых систем.

Во-первых, декартова система координат — это система, которая перемещается по трем ортогональным осям — X, Y и Z — в соответствии с декартовыми координатами. (Хотя следует отметить, что иногда на самой внешней оси декартова робота присутствует вращательная ось — в виде концевого захвата или инструмента на конце манипулятора.)

Отличительной чертой декартова робота является то, что оси его тела совершают скоординированное движение посредством общего контроллера движения.

Оси декартова робота состоят из различных линейных актуаторов — либо приобретаемых у производителя в виде предварительно собранной системы, либо изготовленных на заказ производителем оборудования или конечным пользователем из компонентов линейных направляющих и приводов.

Просто, не правда ли?

Стандарт ISO 8373:2012 определяет промышленного робота следующим образом:

Автоматически управляемый, перепрограммируемый многоцелевой манипулятор, программируемый по трем или более осям, который может быть как стационарным, так и мобильным, для использования в системах промышленной автоматизации.

Однако не каждая линейная система, работающая по осям XY или XYZ, является декартовым роботом. Одним из заметных исключений является тип робота, использующий две базовые (X) оси параллельно. Такая конфигурация — например, 2X-Y или 2X-YZ — выводит робота из категории декартовых роботов в категорию портальных роботов.

Основное различие между портальными и декартовыми роботами заключается в том, что декартов робот использует один линейный привод на каждой оси, тогда как портальный робот всегда имеет две базовые (X) оси, а вторая (Y) ось проходит через них. Такая конфигурация предотвращает консольное расположение второй оси (подробнее об этом ниже) и позволяет портальным роботам иметь гораздо большую длину хода — и во многих случаях, большую полезную нагрузку — чем декартовы роботы.

Второй тип многоосевых линейных систем, не подпадающих под определение декартова робота, — это XY-стол. Разница между декартовыми роботами и XY-столами заключается в способе крепления и нагружения. В декартовом роботе вторая или третья (Y или Z) ось является консольной, опираясь только на один конец оси, расположенной ниже. Кроме того, нагрузка на внешнюю ось, как правило, консольно прикладывается к этой оси.

Такая конструкция создает не только моментную нагрузку на внешней оси из-за приложенной нагрузки, но и значительную моментную нагрузку на опорной оси из-за комбинированного воздействия приложенной нагрузки и внешней оси. Конструкция крепления и нагружения ограничивает грузоподъемность декартовых роботов и является основным фактором, определяющим максимальную длину хода внешней (консольной) оси.

В отличие от них, XY-столы состоят из двух осей, расположенных друг над другом и часто имеющих одинаковую длину хода. Кроме того, нагрузка, как правило, центрирована на оси Y. Такая конфигурация осей и расположение нагрузки приводят к очень незначительной консольной нагрузке на любой из осей (и часто к отсутствию консольной нагрузки на оси Y).

Картезианские роботы частично совпадают по техническим характеристикам с SCARA-роботами и 6-осевыми (шарнирными) роботами и могут применяться в одних и тех же областях, однако у картезианских роботов есть ряд преимуществ перед SCARA-роботами и 6-осевыми роботами. Во-первых, картезианская конструкция обеспечивает прямоугольную рабочую зону, в которой значительная часть площади робота используется в качестве активной рабочей зоны. SCARA-роботы и 6-осевые роботы, с другой стороны, имеют круглые или овальные рабочие зоны, что часто приводит к большому количеству неиспользуемого пространства, особенно когда требуется очень большой радиус действия.

Декартовы роботы могут быть сконструированы практически из любого типа линейных актуаторов с любым разнообразием приводных механизмов — ременным, шариковым или ходовым винтом, пневматическим актуатором или линейным двигателем. (Следует отметить, что реечные приводы также возможны, но чаще используются в портальных системах с очень большим ходом.) Это означает, что они могут, и часто это происходит, обладать более высокой точностью и повторяемостью позиционирования, чем SCARA-роботы и 6-осевые роботы. Декартовы роботы также обладают преимуществом в простоте использования с точки зрения программирования, поскольку их кинематика проще (три декартовы оси, а не несколько осей вращения).

В недавнем прошлом предварительно собранные декартовы роботы были редкостью, большинство из них изготавливались на заказ производителями оборудования, интеграторами робототехники или даже конечными пользователями. Но теперь многие производители линейных актуаторов также предлагают предварительно сконфигурированные и собранные декартовы системы с множеством опций, соответствующих распространенным требованиям к перемещению, полезной нагрузке, скорости и точности. Производители традиционных 6-осевых и SCARA-роботов также включаются в этот процесс, понимая, что для многих задач промышленной автоматизации и сборки декартовы роботы предлагают лучший компромисс между грузоподъемностью и занимаемой площадью, чем SCARA- и 6-осевые конструкции.