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Systèmes de portique : Travailler en dehors de l'enveloppe

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Fait : les robots de conception cartésienne produisent généralement la meilleure précision.

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Application / Industrie :

Emballage, production, palettisation, pick and place, automatisation.

Le défi :

Les enveloppes de travail irrégulières des bras articulés traditionnels peuvent nécessiter une nouvelle conception des espaces de travail existants. Les robots SCARA et à bras articulé sont peut-être la forme de robot la plus reconnaissable sur le marché aujourd'hui, mais il faut se tourner vers les robots portiques pour accomplir les tâches les plus importantes dans un minimum d'espace. Les robots portiques, également appelés robots cartésiens, sont presque omniprésents dans l'automatisation mais, pour des raisons qui dépassent le cadre de cet article, ils ne peuvent pas être considérés comme des robots sérieux. En raison de leur conception simple, de leur faible coût et de leur évolutivité, ainsi que de la myriade de moteurs et de solutions logicielles de contrôle, cette situation est en train de changer.

Avantages des robots à portique :

3+ axes de mouvement de presque n'importe quelle longueur

Évolutif

La boîte de vitesses et le moteur peuvent être dimensionnés en fonction de la gamme de mouvements et des vitesses

Convient aux charges légères à lourdes / suspendues

Flexible et efficace grâce à l'évolutivité des axes linéaires

Peu coûteux

Inconvénients des robots à portique :

Ne peut pas varier la portée dans ou autour des obstructions

Les rails des courroies des glissières linéaires ne sont pas facilement étanches à l'environnement

Il n'est pas autoportant : un support, un cadre ou un autre type de montage est nécessaire

Avantages du système de portique :

Les robots à portique peuvent utiliser une enveloppe de travail cubique entière, soit 96 % de leur espace et de leur taille. Un robot cartésien possède trois axes. Comme leur homonyme et leurs cousins géants plus reconnaissables, les grues à portique, ils sont généralement suspendus à une poutre d'axe X ou X/Y sur une structure rigide. Les coordonnées des trois axes sont généralement définies comme X, Y et Z. Chaque axe est disposé à angle droit pour permettre trois degrés de mouvement. Les portiques sont en outre caractérisés par un support aux deux extrémités ou par l'ajout d'un deuxième élément. Contrairement aux robots à bras, les portiques peuvent être facilement adaptés à de plus grandes proportions dans les trois axes. Les robots à portique sont particulièrement adaptés aux applications où les exigences d'orientation supplémentaires sont minimes ou lorsque les pièces peuvent être mises en scène avant que le robot ne les prenne.

Les robots cartésiens et les robots portiques ont une enveloppe de travail rectangulaire ou cubique, contrairement aux robots articulés qui, comme les articulations d'un bras humain, ont des limites à chaque mouvement et un champ de mouvement spécifique. Leurs spécifications sont présentées sous forme de degrés de mouvement avec de grands arcs de balayage et des tracés de degrés de mouvement positifs et négatifs tournant autour du centre de sa base et du palier de chaque axe. Il est curieux de constater que l'espace de travail lui-même doit souvent être adapté à ces enveloppes de travail inhabituelles plutôt que le robot s'adapte à l'espace de travail.

En raison de leur structure légère et rigide, les robots cartésiens/à portique sont très précis et reproductibles. En raison de leur structure simple, les robots portiques sont intuitifs à programmer et faciles à visualiser lors de l'évaluation d'une nouvelle automatisation. Mais surtout, les robots portiques sont configurables. Grâce à une pléthore de choix de moteurs et de réducteurs, de composants et de matériaux, ces robots sont prêts à relever les défis des environnements humides, dangereux et sales.

La conception relativement simple et le fonctionnement direct du robot à coordonnées cartésiennes en font un outil très apprécié dans le secteur de la fabrication. Comme les axes individuels peuvent être facilement remplacés, les temps d'arrêt sont réduits et les coûts de maintenance sont limités au minimum. En outre, l'ensemble du système peut être démonté pour être utilisé dans de multiples applications à axe unique. Plus important encore, les systèmes de robots à coordonnées cartésiennes sont peu coûteux par rapport à d'autres robots plus complexes.

Applications de portique :

Les robots portiques ont tous leurs axes situés au-dessus de l'enveloppe de travail, ce qui les rend idéaux pour les processus de travail aériens. Les robots portiques peuvent être utilisés pour tenir et positionner une variété d'effecteurs finaux tels que ceux utilisés dans : L'assemblage de cartes PC, la distribution, la pulvérisation, la manipulation de matériaux, la palettisation, la prise et le placement, le jet d'eau, la soudure de plaques, la soudure par friction, l'assemblage, l'emballage, l'unitisation, le tri, le balayage, le chargement/déchargement de plateaux, le positionnement de caméras. l'inspection, la découpe de verre, le traçage d'impression, la découpe laser, les couteaux volants, la fixation et le vissage.

Il a été dit que le portique est le véritable cheval de trait de l'industrie moderne. Pensez-y... des millions de robots à portique ont été conditionnés et vendus dans des machines clés en main telles que celles utilisées pour l'assemblage de composants électroniques et les seuls systèmes robotisés de prise et de mise en place. Aujourd'hui encore, les portiques linéaires X-Y-Z sont le pilier de l'industrie de la mesure des coordonnées des machines-outils en raison de leur précision et de leur rigidité. Ce type de robot est particulièrement adapté aux applications où les exigences supplémentaires en matière d'orientation sont minimes ou lorsque les pièces peuvent être mises en scène avant que le robot ne les prenne.

Souvent négligé, le robot portique est le pilier de l'industrie moderne de l'automatisation et devrait toujours être pris en considération pour une nouvelle automatisation en raison de sa flexibilité, de son efficacité et de sa facilité de mise en œuvre.