有多種方法可以構(gòu)建用于 X、Y 和/或 Z 方向運(yùn)動(dòng)的線性系統(tǒng)（也稱為笛卡爾坐標(biāo)）。我們通常用來指代這些系統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)取決于軸的組裝方式、負(fù)載的位置以及在某種程度上系統(tǒng)的設(shè)計(jì)用途。在許多工業(yè)應(yīng)用中，笛卡爾和龍門式機(jī)器人很普遍，但在精密應(yīng)用中，XY 工作臺(tái)通常是更好的選擇，因?yàn)樗鼈兘Y(jié)構(gòu)緊湊、剛性強(qiáng)，行程和定位精度非常高。

笛卡爾系統(tǒng)

笛卡爾系統(tǒng)由兩個(gè)或三個(gè)軸組成：X-Y、X-Z 或 X-Y-Z。它們通常結(jié)合了帶有旋轉(zhuǎn)部件的末端執(zhí)行器來定位負(fù)載或工件，但它們始終在三個(gè)笛卡爾坐標(biāo)中的至少兩個(gè)中提供線性運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)使用笛卡爾系統(tǒng)時(shí)，負(fù)載通常從外軸（Y 或 Z）懸臂。例如，在 X-Y 龍門架中，負(fù)載安裝在 Y 軸上，要么安裝在軸的末端，要么安裝在離軸有一段距離的地方，從而在 Y 軸上產(chǎn)生力矩臂。這可能會(huì)限制它們的負(fù)載能力，特別是當(dāng)外軸的行程非常長(zhǎng)時(shí)，在下部支撐軸上產(chǎn)生很大的力矩。

笛卡爾系統(tǒng)用于廣泛的應(yīng)用，每個(gè)軸的行程（max）通常為一米或更短。這些應(yīng)用中常見的包括拾取和放置、分配和組裝。

龍門系統(tǒng)

為了解決外軸對(duì)內(nèi)軸造成力矩載荷的問題，龍門系統(tǒng)使用兩個(gè) X 軸，在某些情況下，使用兩個(gè) Y 軸和兩個(gè) Z 軸。（龍門幾乎總是有三個(gè)軸：X、Y 和 Z。）龍門系統(tǒng)上的負(fù)載位于龍門占地面積內(nèi)，龍門安裝在工作區(qū)域上方。但是，對(duì)于無(wú)法從上方處理的零件，可以配置龍門從下方工作。

龍門系統(tǒng)用于長(zhǎng)行程（大于一米）的應(yīng)用，可以運(yùn)輸不適合懸臂設(shè)計(jì)的非常重的有效載荷。龍門系統(tǒng)最常見的用途之一是高架運(yùn)輸，例如在裝配操作中將大型汽車部件從一個(gè)工位移動(dòng)到另一個(gè)工位。

XY 工作臺(tái)

XY 工作臺(tái)與 XY 笛卡爾系統(tǒng)類似，因?yàn)樗鼈冇袃蓚€(gè)軸（顧名思義，X 和 Y）相互疊置，行程通常為 1 米或更短。但 XY 笛卡爾系統(tǒng)與 XY 工作臺(tái)之間的關(guān)鍵區(qū)別在于負(fù)載的定位方式。XY 工作臺(tái)上的負(fù)載幾乎總是以 Y 軸為中心，而不是像笛卡爾系統(tǒng)那樣懸臂，負(fù)載不會(huì)在 Y 軸上產(chǎn)生顯著的力矩。

這就是“系統(tǒng)如何使用”原則有助于區(qū)分各種多軸系統(tǒng)的地方。XY 工作臺(tái)通常僅在其自身占用空間內(nèi)工作，這意味著負(fù)載不會(huì)超出 Y 軸。這使得它們適合于需要將負(fù)載定位在水平面 (X-Y) 上的應(yīng)用。典型示例是定位用于檢查的半導(dǎo)體晶圓，或定位用于進(jìn)行加工操作的零件。稱為“開放式框架”或“開放式光圈”的設(shè)計(jì)在工作臺(tái)中心有一個(gè)清晰的開口。這使它們可用于需要光線或物體穿過的應(yīng)用，例如背光檢查應(yīng)用和插入過程。

由于 XY 工作臺(tái)主要用于非常高精度的應(yīng)用，因此首選的導(dǎo)軌是交叉滾柱導(dǎo)軌，它可提供極其平穩(wěn)和平坦的行程。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通常是滾珠絲杠或線性電機(jī)，盡管非常細(xì)的螺距導(dǎo)螺桿也很常見。