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Mesas XY: ¿En qué se diferencian de los sistemas cartesianos y de pórtico?

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Un diseño común de mesa XY utiliza deslizadores de rodillos cruzados y un accionamiento de husillo de bolas para una gran precisión de desplazamiento y posicionamiento.

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Hay muchas maneras de construir sistemas lineales para el movimiento en las direcciones X, Y, y/o Z - también conocidas como coordenadas cartesianas. Los términos que generalmente usamos para referirnos a estos sistemas dependen de cómo se ensamblan los ejes, dónde se posiciona la carga y, hasta cierto punto, para qué tipo de uso se diseñó el sistema. En muchas aplicaciones industriales, prevalecen los robots de estilo cartesiano y de pórtico, pero en las aplicaciones de precisión, las mesas XY son a menudo la mejor opción, debido a su estructura compacta y rígida y a las altísimas precisiones de desplazamiento y posicionamiento.

Sistemas cartesianos

Los sistemas cartesianos consisten en dos o tres ejes: X-Y, X-Z, o X-Y-Z. A menudo incorporan un efector final con un componente rotativo para orientar la carga o la pieza, pero siempre proporcionan un movimiento lineal en al menos dos de las tres coordenadas cartesianas.

Cuando se utiliza un sistema cartesiano, la carga suele estar en voladizo desde el eje más exterior (Y o Z). Por ejemplo, en un pórtico X-Y, la carga se monta en el eje Y, ya sea al final del eje o a una distancia del eje, creando un brazo de momento en el eje Y. Esto puede limitar su capacidad de carga, particularmente cuando el eje más externo tiene un recorrido muy largo, creando un gran momento en los ejes inferiores de apoyo.

Los sistemas cartesianos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones con un máximo de golpes en cada eje, típicamente un metro o menos. Las más comunes de estas aplicaciones incluyen la recogida y colocación, la dispensación y el montaje.

Sistemas de pórtico

Para abordar el problema de los ejes externos que causan una carga de momento en los ejes internos, los sistemas de pórtico utilizan dos ejes X y, en algunos casos, dos ejes Y y dos Z. (Los pórticos casi siempre tienen tres ejes: X, Y y Z.) La carga de un sistema de pórtico se encuentra dentro de la huella del pórtico y el pórtico se monta sobre el área de trabajo. Sin embargo, para las piezas que no pueden manejarse desde arriba, los pórticos pueden configurarse para trabajar desde abajo.

Los sistemas de pórtico se utilizan en aplicaciones con carreras largas (más de un metro) y pueden transportar cargas útiles muy pesadas que no son adecuadas para un diseño en voladizo. Uno de los usos más comunes de los sistemas de pórtico es el transporte aéreo, como el traslado de grandes componentes de automóviles de una estación a otra en una operación de montaje.

Tablas XY

Las tablas XY son similares a los sistemas cartesianos XY, en el sentido de que tienen dos ejes (X e Y, como su nombre lo indica) montados uno encima del otro, y típicamente tienen trazos de un metro o menos. Pero la diferencia clave entre los sistemas cartesianos XY y las tablas XY radica en cómo se posiciona la carga. En lugar de estar en voladizo, como en un sistema cartesiano, la carga en una mesa XY está casi siempre centrada en el eje Y, sin que la carga cree un momento significativo en el eje Y.

Aquí es donde el principio de "cómo se utiliza el sistema" ayuda a distinguir entre los diversos tipos de sistemas multieje. Las tablas XY generalmente funcionan sólo dentro de su propia huella, lo que significa que la carga no se extiende más allá del eje Y. Esto las hace más adecuadas para aplicaciones en las que es necesario posicionar la carga en el plano horizontal (X-Y). Un ejemplo típico es una oblea de semiconductor que se posiciona para su inspección, o una pieza que se posiciona para que se realice una operación de mecanizado. Los diseños denominados "open-frame" o "open open aperture" tienen una abertura clara a través del centro de la mesa. Esto permite que se utilicen en aplicaciones en las que es necesario que pase la luz o los objetos, como las aplicaciones de inspección con retroiluminación y los procesos de inserción.