Bien choisir un robot industriel

Le critère de choix principal pour un robot industriel est le domaine d’application.

En fonction de la tâche finale du robot, on pourra choisir parmi ces quatre principaux types de robots : articulé, cartésien, SCARA ou parallèle.

Chacun de ces robots possède des avantages et des contraintes qui lui sont propres comme le nombre d’axes, la charge maximale (appelée payload) ou le rayon d’action (aussi appelé portée).

Chacun de ces critères permettront ensuite d’affiner votre choix.

Exemple de robot cartésien de la marque WITTMANN BATTENFELD

Les robots cartésiens effectuent uniquement des déplacements sur des axes linéaires, ce qui les rend très rentables et faciles à programmer. Ils sont parfaitement adaptés pour effectuer des tâches répétitives, comme par exemple décharger des machines.

Leur principal avantage est de permettre une précision de positionnement élevée dans tout l’espace de travail. Par exemple, la plupart des machines de mesure tridimensionnelle sont fabriquées avec cette structure. De plus, la modularité de la structure permet de réaliser des robots de taille importante qui permettent, entre autres, d’asservir toutes les machines d’une île de production.

Pour donner quelques exemples d’application, vous pouvez utiliser les robots cartésiens pour les opérations d’assemblage qui nécessitent un positionnement très précis, pour l’asservissement des machines-outils (chargement/déchargement des pièces usinées et changement d’outil) et les opérations de pick-and-place pour les presses à injecter.

Si vous travaillez avec des charges plus lourdes que la moyenne, vous devriez considérer les robots cartésiens de type portique. Plus imposant, ce type de robot a un payload et une portée plus élevés.

Robot SCARA de la marque OMRON

Les robots SCARA travaillent le long d’axes verticaux en effectuant des rotations sur un même plan. Ils sont plus rapides et plus flexibles que les robots cartésiens.

Ils sont notamment remarquables pour leur capacité à effectuer des opérations d’insertion verticale en utilisant uniquement le déplacement de l’axe Z.

La configuration de ce robot permet d’avoir des structures simples et peu coûteuses. En effet la plupart des robots SCARA sont fabriqués avec seulement quatre degrés de liberté et sont utilisés pour des opérations d’assemblage simples qui n’exigent pas une capacité complète d’orientation des pièces manipulées. Pour ces tâches, le robot SCARA sera plus précis (répétabilité des tâches) et moins onéreux que les robots articulés.

En revanche, si votre application nécessite six degrés de liberté pour l’orientation complète des pièces, il devient plus pratique de se tourner vers un robot de type articulé qui permettra une plus grande flexibilité opérationnelle.

Robot articulé de la marque KUKA

Le robot à bras articulé est construit sur le principe d’un bras humain. Il est composé d’une succession de joints, chaque joint lui donnant un degré de liberté (de 4 à 7 DOF). Cette structure très flexible lui donne la capacité d’atteindre n’importe quelle position et orientation dans son enveloppe de travail, malgré les obstacles.

Cette structure de robot est utilisée pour un large éventail d’applications :

– soudage à l’arc
– soudage par points
– manipulation du matériel
– alimentation / chargement de machine

Ils sont cependant plus difficiles à programmer que les autres robots et sont également plus chers. On les trouve de plus en plus en version collaborative (cobot).

Robot parallèle de la marque PANASONIC

Les robots parallèles sont construits à partir de parallélogrammes articulés reliés à une base commune.

Parmi les robots parallèles, on trouvera surtout des robots Delta, parfois appelés robots Spider. Cette configuration de robot est capable de mouvements délicats et précis.

Ils offrent des mouvements très dynamiques et sont la solution idéale pour les tâches d’assemblage et d’emballage à faible charge utile, ou pour les opérations de pick-and-place sur des objets légers (de 10 g à 1 Kg). Ces robots industriels sont très utilisés dans l’industrie agroalimentaire, l’industrie pharmaceutique et électronique.

La plupart des robots sont conçus pour être flexibles et pour réaliser diverses fonctions.

Cependant, la majorité des fabricants propose des gammes de robots dédiées à des applications particulières.

Ces gammes dédiées disposent d’équipements spécifiques. Par exemple, les robots de soudage sont généralement équipés de torches de soudage ; les robots de peinture sont particulièrement étanches et disposent de protection particulière ; les robots de palettisation sont conçus avec une structure plus rigide, etc.

La charge maximale (payload) d’un robot s’exprime en kilogrammes. Elle correspond au poids qu’un robot peut soulever. Elle inclut le poids de l’outil (EOAT).

Les charges utiles maximales varient beaucoup selon l’application, le produit et le robot utilisés. Elles sont donc très importantes pour bien dimensionner son robot. DirectIndustry vous simplifie ce choix en vous proposant de filtrer les robots par charge maximale.

Le rayon d’action, ou portée du robot, s’exprime en millimètres. La portée maximale correspond à la distance entre le centre du robot et l’extrémité du bras. La portée maximale varie avec chaque modèle de robot, elle est fondamentale afin d’adapter le robot aux besoins de l’application. L’espace de travail dans lequel le robot opère est appelé enveloppe de travail. Elle dépend du rayon d’action et de la conception du bras.