Les robots SCARA et à bras articulés sont peut-être la forme de robot la plus reconnaissable sur le marché actuel, mais il faut se tourner vers les robots à portique pour réaliser les gros travaux dans le moins d'espace possible.

Les robots portiques, aussi appelés robots cartésiens, sont quasiment omniprésents dans l'automatisation, mais ils peinent encore à être considérés comme des robots sérieux. Grâce à leur conception simple, leur faible coût, leur évolutivité et la multitude de solutions logicielles de motorisation et de contrôle disponibles, la situation est en train de changer.

Avantages du robot portique cartésien :

• 3+ axes de mouvement de presque toutes les longueurs
• Évolutif
• La boîte de vitesses et le moteur peuvent être dimensionnés en fonction de la plage de mouvement et des vitesses
• Convient aux charges légères à lourdes / suspendues
• Flexible et efficace grâce à l'évolutivité des axes linéaires
• Peu coûteux

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

Inconvénients du robot portique cartésien :

• Ne peut pas varier la portée dans ou autour des obstacles
• Les glissières linéaires à courroies et rails ne sont pas facilement étanches à l'environnement
• Non autoportant : support, cadre ou autre montage requis

Avantages du système de portique :

Les robots portiques peuvent exploiter une enveloppe de travail cubique représentant 96 % de leur espace et de leur taille. Un robot cartésien possède trois axes. À l'instar de son homonyme et cousin géant, le portique, ils sont généralement suspendus à une poutre d'axe X ou X/Y sur une structure rigide. Les coordonnées sur 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 se caractérisent également par un support à chaque extrémité ou par l'ajout d'un second élément. Contrairement aux robots à bras, les portiques peuvent facilement être agrandis sur les trois axes. Les robots portiques sont particulièrement adaptés aux applications où les exigences d'orientation supplémentaires sont minimes ou où les pièces peuvent être préparées avant leur prise en charge par le robot.

Les robots cartésiens et à portique 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 une amplitude de mouvement spécifique. Leurs spécifications sont représentées par des degrés de mouvement avec de grands arcs de balayage, avec des tracés des degrés de mouvement positifs et négatifs, tournant autour du centre de sa base et du cap de chaque axe. Il est curieux de constater que l'espace de travail lui-même doit souvent s'adapter à ces enveloppes de travail inhabituelles, contrairement au robot qui s'y adapte.

Grâce à leur structure rigide et légère, les robots cartésiens/portiques sont très précis et reproductibles. Grâce à leur structure simple, leur programmation est intuitive et leur visualisation est facile lors de l'évaluation de nouvelles solutions d'automatisation. Ils sont en outre configurables. Grâce à une multitude 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 aisé du robot à coordonnées cartésiennes le rendent très prisé en production. Le remplacement aisé des axes individuels réduit les temps d'arrêt et les coûts de maintenance. De plus, le système est entièrement démontable pour une utilisation dans de multiples applications mono-axes. Plus important encore, ces systèmes sont peu coûteux par rapport à d'autres robots plus complexes.

Applications du système de portique :

Les robots portiques ont tous leurs axes situés au-dessus de l'enveloppe de travail, ce qui les rend idéaux pour les travaux en hauteur. Ils permettent de maintenir et de positionner divers effecteurs terminaux, notamment ceux utilisés dans :

• Assemblée
• Distribution et remplissage
• Fixation et vissage
• Couteaux volants
• Positionnement et numérisation de la caméra
• Découpe – Laser et jet d'eau
• Automatisation générale
• Indexation et tri
• Inspection
• Chargement et déchargement
• Manutention des matériaux
• Emballage, palettisation et unitisation
• Systèmes Pick & Place
• Impression et traçage
• Monte-charges, monte-plats et ascenseurs
• Pulvérisation
• Automatisation théâtrale
• Production vidéo
• Soudage

On a souvent avancé que le portique est le véritable outil de travail de l'industrie moderne. Imaginez… des millions de robots portiques ont été intégrés et vendus dans des machines clés en main, notamment celles utilisées pour l'assemblage de composants électroniques et les systèmes robotisés de prélèvement et de placement. Aujourd'hui encore, les portiques linéaires XYZ constituent la base de la mesure tridimensionnelle des machines-outils grâce à leur précision et leur rigidité. Ce type de robot est particulièrement adapté aux applications où les exigences d'orientation supplémentaires sont minimes ou où les pièces peuvent être préparées avant leur prise en charge par le robot.

Souvent négligé, le robot portique cartésien fait partie intégrante de l'industrie de l'automatisation moderne et doit toujours être pris en compte pour les nouvelles automatisations en raison de sa flexibilité, de son efficacité et de sa facilité de mise en œuvre.