Classification des robots industriels par structure mécanique

Avantages et inconvénients pour vos applications.

Voyons en détail la classification des robots :

1) Robot cartésien :

Également connu sous le nom de : Robots linéaires/Robots XYZ/Robots portiques

Un robot cartésien peut être défini comme un robot industriel dont les trois principaux axes de contrôle sont linéaires et perpendiculaires les uns aux autres.

Grâce à leur structure rigide, ils peuvent transporter des charges utiles importantes. Ils peuvent exécuter certaines fonctions telles que la prise et la mise en place, le chargement et le déchargement, la manipulation de matériaux, etc. Les robots cartésiens sont également appelés robots portiques, car leur élément horizontal supporte les deux extrémités.

Les robots cartésiens sont également appelés robots linéaires ou robots XYZ, car ils sont équipés de trois articulations rotatives pour l'assemblage des axes XYZ.

Applications :

Les robots cartésiens peuvent être utilisés pour le scellement, la manipulation pour le moulage de plastique, l'impression 3D et dans une machine à commande numérique (CNC). Les machines "Pick and Place" et les traceurs fonctionnent sur le principe des robots cartésiens. Ils peuvent manipuler des charges lourdes avec une grande précision de positionnement.

Avantages :

- Grande précision et rapidité

- Coût réduit

- Procédures d'exploitation simples

- Charges utiles élevées

- Fonctionnement très polyvalent

- Simplification des systèmes de commande des robots et des maîtres

Inconvénients :

Ils nécessitent un grand volume d'espace pour fonctionner

2) Robot SCARA

L'acronyme SCARA signifie Selective Compliance Assembly Robot Arm ou Selective Compliance Articulated Robot Arm.

Ce robot a été développé sous la direction de Hiroshi Makino, professeur à l'université de Yamanashi. Les bras du SCARA sont flexibles dans les axes XY et rigides dans l'axe Z, ce qui lui permet de se familiariser avec les trous dans les axes XY.

Dans la direction X-Y, le bras du robot SCARA sera souple et solide dans la direction Z grâce à la disposition des articulations dans les axes parallèles du SCARA. D'où le terme de conformité sélective.

Ce robot est utilisé pour divers types d'opérations d'assemblage. Il permet par exemple d'insérer une goupille ronde dans un trou rond sans qu'elle ne se coince. Ces robots sont plus rapides et plus propres que les systèmes robotiques comparables et ils sont basés sur des architectures en série, ce qui signifie que le premier moteur doit entraîner tous les autres moteurs.

Applications :

Les robots SCARA sont utilisés pour l'assemblage, l'emballage, la palettisation et le chargement de machines.

Avantages :

- Capacités de vitesse élevée

- Excellentes performances dans les applications d'assemblage et de prise et dépose rapides, à faible course

- Il contient une enveloppe de travail en forme de beignet

Inconvénients

Le robot SCARA nécessite généralement un contrôleur de robot dédié en plus du contrôleur principal de la ligne, comme le PLC/PC.

3) Robot articulé

Un robot articulé peut être défini comme un robot doté d'une articulation rotative. Ces robots peuvent aller d'une simple structure à deux articulations à des systèmes comportant 10 articulations interactives ou plus.

Ces robots peuvent atteindre n'importe quel point car ils travaillent dans des espaces tridimensionnels. En revanche, les articulations des robots articulés peuvent être parallèles ou orthogonales, certaines paires d'articulations étant parallèles et d'autres orthogonales. Comme les robots articulés ont trois articulations tournantes, la structure de ces robots est très similaire à celle du bras humain.

Applications :

Les robots articulés peuvent être utilisés pour la palettisation d'aliments (boulangerie), la fabrication de ponts en acier, le découpage de l'acier, la manipulation de verre plat, les robots lourds avec une charge utile de 500 kg, l'automatisation dans l'industrie de la fonderie, les robots résistants à la chaleur, le moulage des métaux et le soudage par points.

Avantages

- Vitesse élevée

- Grande enveloppe de travail

- Idéal pour les applications uniques de contrôle, de soudage et de peinture

Inconvénient :

Nécessite généralement un contrôleur de robot dédié en plus du contrôleur principal de la ligne, tel qu'un PLC/PC

4) Robots parallèles

Les robots parallèles sont également connus sous le nom de manipulateurs parallèles ou de plates-formes Stewart généralisées.

Un robot parallèle est un système mécanique qui utilise plusieurs chaînes en série contrôlées par ordinateur pour soutenir une seule plate-forme ou un seul effecteur.

En outre, un robot parallèle peut être constitué de six actionneurs linéaires qui maintiennent une base mobile pour des dispositifs tels que les simulateurs de vol. Ces robots évitent les mouvements redondants et pour réaliser ce mécanisme, leur chaîne est conçue pour être courte, simple.

Ils sont connus sous le nom de :

- Fraiseuses à grande vitesse et haute précision

- Micro-manipulateurs montés sur l'effecteur final de manipulateurs en série plus grands mais plus lents

- Exemples de robots parallèles

Applications

- Les robots parallèles sont utilisés dans diverses applications industrielles telles que :

- Simulateurs de vol

- Simulateurs automobiles

- Dans les processus de travail

- Photonique / alignement de fibres optiques

Ils sont utilisés en limite dans les espaces de travail. Pour effectuer une manipulation souhaitée, il serait très difficile et peut conduire à des solutions multiples. Deux exemples de robots parallèles populaires sont la plateforme Stewart et le robot Delta.

Les avantages

- Très grande vitesse

- Enveloppe de travail en forme de lentille de contact

- Excellente dans les applications pick and place légères et à grande vitesse (emballage de bonbons)

Inconvénients

Nécessite un contrôleur de robot dédié en plus du contrôleur principal de la ligne, comme les PLC/PC

Programmation des robots pour qu'ils exécutent une position requise :

Les robots sont programmés par l'homme pour effectuer des tâches complexes et obligatoires. Voyons comment les robots sont programmés pour occuper la position requise :

Commandes de position : Un robot peut effectuer la position requise à l'aide d'une interface graphique ou de commandes textuelles dans lesquelles la position X-Y-Z essentielle peut être spécifiée et modifiée.

Pendentif d'apprentissage : La méthode du pendentif d'apprentissage permet d'enseigner les positions à un robot.

Le pendentif d'apprentissage est une unité de commande et de programmation portable qui permet d'envoyer manuellement le robot dans la position souhaitée.

Un pendentif d'apprentissage peut être déconnecté une fois la programmation terminée. Mais le robot exécute le programme qui a été fixé dans le contrôleur.

Le nez en avant (Lead-by-the-nose) : Lead-by-the-nose est une technique qui sera incluse par de nombreux fabricants de robots. Dans cette méthode, un utilisateur tient le manipulateur du robot, tandis qu'une autre personne entre une commande qui permet de mettre le robot hors tension, ce qui le fait boiter.

Ensuite, l'utilisateur peut déplacer le robot dans la position requise (à la main) tandis que le logiciel enregistre ces positions dans la mémoire. Plusieurs fabricants de robots utilisent cette technique pour la pulvérisation de peinture.

Simulateur robotique : Un simulateur robotique permet de ne pas dépendre du fonctionnement physique du bras du robot. Cette méthode permet de gagner du temps dans la conception des applications robotiques et d'améliorer le niveau de sécurité. D'autre part, les programmes (écrits dans différents langages de programmation) peuvent être testés, exécutés, enseignés et débogués à l'aide du logiciel de simulation robotique.