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Conception des robots à portique et applications courantes

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ROBOTS DE PALETTISATION MULTI-LIGNES et SYSTÈMES AUTOMATIQUES DE STOCKAGE ET DE RÉTRACTION (ASRS)

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QU'EST-CE QU'UN ROBOT PORTIQUE ?

Un robot portique est un système industriel automatisé qui peut également être appelé robot cartésien ou robot linéaire. Les robots portiques se déplacent généralement selon des trajectoires linéaires, créant ainsi une enveloppe cubique tridimensionnelle dans laquelle ils peuvent travailler.

C'est pourquoi le terme de robot cartésien est idéal, car l'espace de travail global de haut en bas est délimité par deux trajectoires linéaires qui se croisent à angle droit pour créer le plan de travail (généralement appelé X et Y.) Si l'on ajoute un troisième axe (généralement appelé Z), on obtient la profondeur à laquelle l'outil en bout de bras peut fonctionner à l'intérieur de l'enveloppe cubique. Bien que ces trois axes constituent les principales formes de mouvement, les robots portiques peuvent comporter aussi peu ou autant d'axes que nécessaire pour accomplir la tâche requise.

Une option courante consiste à ajouter un quatrième axe de rotation, "U", au bas de la poutre Z. Cet axe fait tourner l'extrémité du bras. Cet axe fait tourner l'extrémité de l'outil du bras de manière à ce que l'outil reste parallèle au sol. Il existe des options permettant de faire tourner l'outil verticalement plutôt qu'horizontalement.

Les robots portiques Sage utilisent différents systèmes de déplacement et d'entraînement mécanique. Les systèmes de déplacement comprennent la roue et le rail, le rail profilé et la roue et la poutre. Les méthodes d'entraînement comprennent la courroie, le câble métallique, le tracteur, la chaîne et la friction en boucle fermée.

Dans de rares cas, les robots portiques sont appelés à tort "grues intelligentes" car ils ressemblent à des ponts roulants industriels. Les robots portiques ne sont pas définis comme des grues, mais ils partagent des similitudes visuelles et des concepts fondamentaux. Les grues sont généralement équipées de systèmes de câbles ou de fils métalliques non soutenus pour l'axe z, tandis que les robots portiques offrent une solution mécanique rigide pour l'axe z, avec peu de déflexion et une grande répétabilité. Les ponts roulants étant actionnés manuellement, le terme "intelligent" s'applique aux robots portiques, qui sont entièrement autonomes et ne nécessitent pas l'intervention d'un opérateur.

En étant autonomes, les robots portiques fonctionnent indépendamment des êtres humains dans leur cellule de travail et offrent une précision et une exactitude que n'ont pas les ponts roulants.

QUAND UTILISER UN ROBOT PORTIQUE ?

Tout type de robot peut être utilisé pour automatiser des tâches exigeant une grande répétabilité. L'automatisation industrielle peut optimiser la production, réduire les blessures et permettre aux employés de se concentrer sur d'autres tâches telles que le contrôle de la qualité. Plus précisément, un robot portique est idéal lorsqu'un objet lourd ou de grande taille doit être manipulé avec précision ou lorsque la tâche exige que l'objet soit manipulé sur une grande surface.

Les robots portiques Sage sont conçus dans une large gamme de tailles, de forces et de configurations. La taille d'un petit robot portique est comparable à celle d'une petite pièce, tandis qu'un grand robot portique peut être aussi long qu'un terrain de football et aussi large que cinquante pieds ou plus, en fonction des contraintes de l'installation de l'utilisateur final. Les charges utiles peuvent varier de quelques livres à plusieurs tonnes.

Les robots à portique sont principalement utilisés dans les applications de prise et de mise en place, mais ils ont été mis en œuvre dans une variété de tâches, notamment :

- LA PALETTISATION

- DÉPALETTISATION

- CHARGEMENT/DÉCHARGEMENT DE MACHINES

- EN COURS DE TRANSFORMATION

- FIN DE LIGNE

- MANUTENTION DES MATÉRIAUX

- ENTRETIEN DES MACHINES

- TRIAGE ET STOCKAGE

- EMBALLAGE

APPLICATIONS COURANTES DES ROBOTS PORTIQUES

La palettisation multiligne est l'une des tâches les plus courantes nécessitant une automatisation.

Fondamentalement, ces types de systèmes construisent des charges palettisées de différents types de produits pour plusieurs lignes de production simultanément, qui sont prêtes à être expédiées aux utilisateurs finaux ou aux installations de distribution. Les produits sont transportés jusqu'au robot soit par des convoyeurs individuels dédiés à chaque produit, soit par des lignes principales livrant une multitude de produits. En cas d'utilisation de lignes principales multi-produits, un convoyeur de triage détourne les produits individuels vers des couloirs prédéterminés en vue de leur palettisation. Le robot reçoit des informations sur les produits pour chaque couloir et construit les modèles d'empilage appropriés pour chaque produit.

Les robots portiques constituent l'une des meilleures solutions pour les situations de palettisation multi-lignes. Les multiples emplacements de construction des charges et les couloirs d'alimentation des produits occupent l'espace au sol et nécessitent un robot doté d'une enveloppe de travail appropriée pour atteindre toutes les lignes d'alimentation et tous les emplacements de construction. Un robot portique offre un déplacement suffisant pour desservir de nombreuses lignes de production avec une seule tête robotique. En revanche, la portée limitée d'un bras articulé à montage fixe l'empêche de palettiser plus de quelques lignes de production adjacentes. Toutefois, certaines solutions utilisent un bras articulé placé sur un rail ou une autre plate-forme mobile. Dans ce cas, le bras articulé devient effectivement l'outil de fin de bras d'un robot portique. En raison de leur empreinte de travail entièrement personnalisable et de leur simplicité mécanique, les robots portiques constituent une solution idéale pour les scénarios de palettisation multi-lignes.

Les systèmes de stockage et de récupération automatisés sont des applications courantes des robots portiques en milieu de chaîne de production.

L'enveloppe à l'intérieur d'un portique est utilisée non seulement comme emplacement de stockage, mais aussi pour le stockage temporaire et l'accumulation. Les variations de la production et de la demande déterminent la durée de stockage pour chaque type de produit à l'intérieur de l'enveloppe. Les robots portiques ASRS optimisent l'espace au sol et le stockage dans l'entrepôt tout en maintenant un accès direct aux produits.

Les systèmes de base de données suivent la durée de vie des emplacements de stockage, ce qui permet un flux de produits FIFO (First In, First Out). Cela permet d'évacuer les UGS périmées ou de faire de la place pour des UGS plus courantes. En outre, les produits identiques peuvent être regroupés en une seule prise ou dans des emplacements adjacents, ce qui optimise le débit et l'organisation.

Pour les opérations impliquant des produits lourds ou de grande taille qui limitent l'utilité d'un système de rayonnage, les systèmes ASRS à portique offrent une alternative flexible.