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#Tendances produits
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Que sont les robots cartésiens ?
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Pick and place, transfert de processus à processus, système d'assemblage, application d'adhésifs et de mastics, palettisation et dépalettisation, machines-outils à commande numérique, soudage de précision par points.
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La géométrie des coordonnées cartésiennes est une excellente méthode pour cartographier l'espace tridimensionnel dans un système numérique simple et facile à comprendre. Dans le système cartésien pour l'espace tridimensionnel, il y a trois axes de coordonnées qui sont perpendiculaires les uns aux autres (axes orthogonaux) et qui se rencontrent à l'origine.
Ces trois axes sont généralement appelés axe des x, axe des y et axe des z. Tout point dans un espace tridimensionnel est représenté par trois nombres (x, y, z). X représente la distance du point par rapport à l'origine le long de l'axe des x, y est la distance par rapport à l'origine le long de l'axe des y, et z est la distance par rapport à l'origine le long de l'axe des z.
Robots cartésiens (portiques)
Les robots mécatroniques qui utilisent des axes linéaires pour se déplacer sont appelés robots cartésiens, robots linéaires ou robots portiques. Les robots portiques ressemblent aux grues portiques et fonctionnent de la même manière. Mais les robots portiques ne sont pas limités aux fonctions de levage et de déplacement. Ils peuvent avoir des fonctionnalités personnalisées en fonction des besoins.
Les robots cartésiens ont une structure aérienne qui contrôle le mouvement dans le plan horizontal et un bras robotique qui actionne le mouvement verticalement. Ils peuvent être conçus pour se déplacer selon des axes x-y ou x-y-z. Le bras robotique est placé sur l'échafaudage et peut être déplacé dans le plan horizontal. Le bras robotique est doté d'un effecteur ou d'une machine-outil fixée à son extrémité, selon la fonction dans laquelle il est utilisé.
Bien que les robots cartésiens et les robots portiques soient utilisés de manière interchangeable, les robots portiques ont généralement deux axes x alors que les robots cartésiens n'ont qu'un seul des deux/trois axes (selon la configuration).
Comment fonctionnent-ils ?
Les robots cartésiens se déplacent uniquement par un mouvement linéaire, généralement par le biais de servomoteurs. Les servomoteurs linéaires utilisés peuvent être de différentes formes selon l'application spécifique. Le système d'entraînement peut être à courroie, à câble, à vis, pneumatique, à crémaillère ou à moteur linéaire. Certains fabricants proposent des robots cartésiens entièrement préfabriqués qui peuvent être mis en œuvre sans aucune modification. D'autres fabricants proposent différents composants sous forme de modules, permettant à l'utilisateur de mettre en œuvre une combinaison de ces modules en fonction de son cas d'utilisation spécifique.
Les bras robotiques eux-mêmes peuvent être équipés d'une "vision" ou être "aveugles" dans les opérations. Ils peuvent être reliés à des capteurs de lumière ou à des caméras pour identifier les objets avant d'exécuter une action. Par exemple, les robots cartésiens peuvent être utilisés dans les laboratoires pour prélever et déplacer des échantillons. La vision assistée par ordinateur peut être utilisée pour reconnaître le tube à essai, les pipettes ou les lames et le bras peut saisir l'objet en fonction des données de position transmises par la caméra.
L'avantage des robots cartésiens par rapport à d'autres systèmes robotiques, comme les robots à six axes, est qu'ils sont très faciles à programmer. Un seul contrôleur de mouvement peut gérer la logique de mouvement d'un robot cartésien. Les robots n'ont qu'un mouvement linéaire, ce qui facilite le contrôle. Il n'est pas nécessaire de disposer d'un ensemble complexe d'automates et de micro-puces pour le contrôle du mouvement des robots cartésiens. Cette même caractéristique facilite la programmation du mouvement du robot.
Caractéristiques et avantages
Les robots cartésiens ont une capacité de charge utile supérieure à celle de leurs homologues à six axes. Cette caractéristique, associée au coût inférieur et à la facilité de programmation des robots cartésiens, les rend adaptés à une grande variété d'applications industrielles. Les robots portiques, qui sont essentiellement des robots cartésiens avec un échafaudage de support, peuvent transporter des charges utiles encore plus importantes. La gamme de mouvements des robots linéaires peut être étendue en ajoutant des modules compatibles au mécanisme existant. Cette modularité des robots cartésiens les rend beaucoup plus polyvalents et leur assure une plus longue durée de vie dans un environnement industriel.
Les robots cartésiens présentent également un niveau élevé d'exactitude et de précision par rapport à leurs homologues rotatifs. Cela est dû au fait qu'ils n'ont qu'un mouvement linéaire et n'ont pas besoin de s'adapter à un mouvement rotatif. Les robots cartésiens peuvent avoir des tolérances de l'ordre du micromètre (μm), tandis que les robots à six axes ont généralement des tolérances de l'ordre du millimètre (mm).
Applications des robots cartésiens
La polyvalence, le faible coût et la facilité de programmation des robots cartésiens en font un outil viable pour de nombreuses applications industrielles. Voyons-en quelques-unes.
Pick and place
Le bras robotique est équipé d'un dispositif de vision permettant d'identifier les différents composants d'un carrousel ou d'un tapis roulant. Le bras peut prendre ces objets et les trier dans différents bacs. Le prélèvement et le tri peuvent être effectués par un seul bras robotisé.
Transfert de processus à processus
Dans une chaîne de production, il arrive que les marchandises en cours de traitement doivent être transférées d'un endroit à un autre. Ce transfert peut être effectué à l'aide de robots linéaires à double entraînement. Ils peuvent être utilisés avec des systèmes de vision ou de synchronisation temporelle, en fonction du reste du processus.
Système d'assemblage
Lorsque les mêmes étapes doivent être répétées à l'infini pour assembler les pièces d'un produit, les robots linéaires peuvent être utilisés pour automatiser les tâches.
Application d'adhésifs et de produits d'étanchéité
De nombreux processus de production impliquent l'application d'adhésifs ou de produits d'étanchéité entre les pièces. Ce procédé est utilisé dans la fabrication de grandes automobiles comme dans la production de petits gadgets électroniques. Les adhésifs et les produits d'étanchéité doivent être appliqués en quantités très précises et au bon endroit. Le bras robotique du robot linéaire peut être relié à un distributeur de fluide de haute précision et les adhésifs et produits d'étanchéité peuvent être appliqués avec une grande précision.
Palettisation et dépalettisation
L'emballage utilise des palettes pour transporter les marchandises avec facilité. Les robots cartésiens peuvent être utilisés pour automatiser à la fois le placement des produits sur les palettes et leur retrait des palettes.
Machines-outils à commande numérique
Les machines à commande numérique par ordinateur sont utilisées pour créer des produits en fonction des conceptions réalisées dans les logiciels de conception technique. Les machines CNC utilisent largement des robots linéaires avec différents outils fixés sur les bras robotiques.
Soudage par points de précision
Certains processus de fabrication nécessitent un soudage spécialisé. Les robots linéaires équipés de bras de soudage peuvent réaliser des soudures précises à des endroits précis de la surface de travail. Le haut niveau de tolérance dans la gamme des micromètres (μm) est utile dans de telles applications.
Il existe de nombreuses autres applications industrielles pour les robots linéaires. Il s'agit notamment des agents de distribution, des machines de base d'assembleur et de testeur, des unités d'insertion, des dispositifs d'empilage, de l'automatisation du scellement, de la manutention, du stockage et de la récupération, de la découpe, du rayage et du tri.