Robot de coordenadas cartesianas

Un robot de coordenadas cartesianas (también llamado robot lineal) es un robot industrial cuyos tres ejes principales de control son lineales (es decir, se mueven en línea recta en lugar de girar). ) y están en ángulo recto entre sí. Las tres articulaciones deslizantes corresponden al movimiento de la muñeca de arriba a abajo, de adentro hacia afuera y de atrás hacia adelante. Entre otras ventajas, esta disposición mecánica simplifica la solución del brazo de control del robot. Tiene alta confiabilidad y precisión cuando opera en un espacio tridimensional. Como sistema de coordenadas del robot, también es eficaz para desplazamientos horizontales y para apilar contenedores.

Configuraciones

Los robots tienen mecanismos que consisten en vínculos rígidos conectados entre sí mediante articulaciones con movimiento lineal (prismático P) o rotatorio (revoluto R), o combinaciones de ambos. Las juntas prismáticas activas P y las de revolución activa R son impulsadas por motores bajo control programable para manipular objetos y realizar tareas automatizadas complejas. El movimiento lineal de las juntas P prismáticas activas puede ser impulsado por motores rotativos a través de engranajes o poleas. Los robots de coordenadas cartesianas están controlados por juntas prismáticas P activas mutuamente perpendiculares que están alineadas con los ejes X, Y, Z de un sistema de coordenadas cartesianas. Aunque no son estrictamente "robots", otros tipos de manipuladores, como las máquinas controladas numéricamente por computadora (CNC), las impresoras 3D o los trazadores de lápiz, también tienen la misma disposición mecánica de juntas P prismáticas activas mutuamente perpendiculares.

Topología conjunta

Una única cadena de eslabones y uniones conecta un objeto en movimiento a una base de manipuladores en serie. Múltiples cadenas (extremidades) conectan el objeto en movimiento a la base de manipuladores paralelos. La mayoría de los robots de coordenadas cartesianas son completamente seriales o una combinación de enlaces conectados en serie y en paralelo. Sin embargo, hay algunos robots de coordenadas cartesianas que están completamente conectados en paralelo.

Grados de libertad

Dado que son impulsados por juntas P prismáticas activas lineales, los robots de coordenadas cartesianas normalmente manipulan objetos con solo traslación lineal T grados de libertad. Sin embargo, algunos robots de coordenadas cartesianas también tienen R grados de libertad de rotación.

Construcción

Cada eje de un robot de coordenadas cartesianas suele ser una etapa lineal que consta de un actuador lineal geométricamente paralelo con cojinetes lineales. El actuador lineal suele estar entre dos cojinetes lineales espaciados entre sí para soportar cargas de momento. Dos etapas lineales perpendiculares apiladas una encima de la otra forman una mesa XY. Ejemplos de mesas XY incluyen los ejes XY de fresadoras o etapas de posicionamiento de precisión. Al menos una de las etapas lineales de los robots de coordenadas cartesianas en voladizo está apoyada en un solo extremo. La construcción en voladizo proporciona accesibilidad a piezas para aplicaciones de recogida y colocación como, por ejemplo, la automatización de laboratorios. Los robots de coordenadas cartesianas con el miembro horizontal apoyado en ambos extremos a veces se denominan robots de pórtico; Mecánicamente se parecen a las grúas pórtico, aunque estas últimas no suelen ser robots. Los robots pórtico suelen ser bastante grandes y pueden soportar cargas pesadas.

Aplicaciones

Las aplicaciones populares de los robots de coordenadas cartesianas son las máquinas de control numérico por computadora (máquina CNC) y la impresión 3D. La aplicación más sencilla se utiliza en fresadoras y trazadores, donde una herramienta, como una fresadora o un bolígrafo, se traslada a través de un plano X-Y y se eleva y desciende sobre una superficie para crear un diseño preciso.

Las máquinas de recogida y colocación son otra aplicación de los robots de coordenadas cartesianas. Por ejemplo, los robots cartesianos de pórtico elevado se aplican para la carga y descarga continua de piezas en líneas de producción de tornos CNC, realizando operaciones de recogida y colocación de cargas pesadas en 3 ejes (X, Y, Z) con un rendimiento de alta velocidad. y alta precisión de posicionamiento. En general, los robots cartesianos de pórtico elevado son adecuados para muchos sistemas de automatización.