Personnalisation et polyvalence

Les systèmes de manutention cartésiens, en tant que cinématiques sérielles, possèdent des axes principaux pour le mouvement rectiligne et des axes auxiliaires pour la rotation. Le système agit à la fois comme guide, support et entraînement et doit être intégré au système complet de l'application, quelle que soit la structure du système de manutention.

【Positions de montage standard】

Tous les systèmes de manutention cartésiens peuvent être installés n'importe où dans l'espace. Cela permet d'adapter parfaitement le système mécanique aux conditions de l'application. Voici un aperçu de quelques-unes des conceptions les plus courantes.

Bidimensionnel – Ces systèmes de manutention cartésiens sont divisés en catégories de cantilevers et de portiques linéaires avec leur mouvement dans le plan vertical, et de portiques à surface plane avec leur mouvement dans le plan horizontal.

Un cantilever 2D se compose d'un axe horizontal (Y) avec un entraînement vertical (Z) monté à l'avant de celui-ci.

Un portique linéaire est un axe horizontal (Y) fixé à ses deux extrémités, gauche et droite. Un axe vertical (Z) est monté sur une glissière entre ses deux extrémités. Les portiques linéaires sont généralement minces et présentent un espace de travail vertical rectangulaire.

Un portique surfacique est constitué de deux axes parallèles (X) reliés par un axe (Y) perpendiculaire à la direction du mouvement. Les portiques surfaciques peuvent couvrir un espace de travail nettement plus vaste que les systèmes robotisés à cinématique delta ou SCARA, dont l'espace de travail est circulaire ou réniforme.

Outre la configuration classique à axes individuels, les portiques linéaires et les portiques surfaciques existent également sous forme de systèmes complets avec une combinaison mécanique fixe et une courroie crantée rotative comme élément d'entraînement. Leur faible charge effective les rend adaptés aux débits élevés (prises/min) avec une réponse dynamique correspondante.

Tridimensionnel – Ces systèmes de manutention cartésiens sont divisés en catégories de cantilevers et de portiques 3D avec des mouvements sur les deux plans.

Les cantilevers 3D sont constitués de deux axes (X) montés en parallèle plus un axe de cantilever (Y) perpendiculaire à la direction du mouvement, avec un axe vertical (Z) monté à l'avant de celui-ci.

Les portiques 3D sont constitués de deux axes parallèles (X) reliés par un axe (Y) perpendiculaire à la direction du mouvement. Un axe vertical (Z) est monté sur cet axe perpendiculaire.

Remarque : Avec les portiques à surface plane, linéaires et 3D, la force est appliquée entre les deux points d'appui des axes horizontaux. L'axe horizontal du cantilever agit comme un levier grâce à la charge suspendue à son extrémité.

【Programmation plus simple requise】

Le degré de programmation requis dépend de la fonction : si le système doit uniquement se déplacer vers des points individuels, une programmation API rapide et simple est suffisante.

Si un déplacement est nécessaire, par exemple pour l'application de colle, le contrôle par automate programmable (API) ne suffit plus. Dans ce cas, la programmation robotique conventionnelle est également nécessaire pour les systèmes de manutention cartésiens. Cependant, l'environnement de contrôle des systèmes de manutention cartésiens offre un large éventail d'alternatives par rapport aux robots conventionnels. Alors que les robots conventionnels nécessitent toujours l'utilisation du système de contrôle spécifique du fabricant, n'importe quel API peut être utilisé pour les systèmes de manutention cartésiens, dans la version offrant la meilleure gamme de fonctionnalités adaptée aux exigences et à la complexité de l'application. Cela permet de respecter les spécifications client et de mettre en œuvre une plateforme de contrôle uniforme, incluant un langage de programmation et une structure de programme uniformes.

Les robots conventionnels nécessitent souvent une programmation complexe. Par conséquent, l'utilisation de systèmes à 4 à 6 axes pour des tâches mécaniques demande beaucoup de travail. Par exemple, les 6 axes doivent toujours être déplacés simultanément pour un déplacement en ligne droite. La programmation du « bras droit vers bras gauche » dans les applications robotiques conventionnelles est également complexe et chronophage. Les systèmes de manutention cartésiens offrent ici d'excellentes alternatives.

【L'efficacité énergétique est élevée】

Les bases d'une manutention économe en énergie sont posées dès le choix du système. Si l'application nécessite des temps d'arrêt longs dans certaines positions, tous les axes des robots conventionnels sont soumis à un contrôle en boucle fermée et doivent compenser en permanence la force du poids.

Avec les systèmes de manutention cartésiens, seul l'axe Z vertical doit généralement appliquer une force continue. Cette force est nécessaire pour maintenir la charge effective dans la position souhaitée contre la force gravitationnelle. Ceci est réalisé très efficacement grâce aux entraînements pneumatiques, car ils ne consomment pas d'énergie pendant leurs phases de maintien. Un autre avantage des axes Z pneumatiques est leur faible poids propre, ce qui permet d'utiliser des dimensions plus petites pour les composants mécaniques des axes X et Y et leur moteur électrique. La charge effective réduite entraîne une réduction de la consommation d'énergie.

Les atouts des axes électriques sont particulièrement mis en avant sur les longs trajets et les cadences élevées. Ils constituent donc souvent une alternative très efficace aux axes X et Y.

【Conclusion】

Dans de nombreux cas, il est plus efficace et économique d'utiliser des systèmes de manutention cartésiens plutôt que des systèmes robotisés conventionnels. Pour une large gamme d'applications, il est possible de concevoir un système de manutention cartésien idéal pour les raisons suivantes :

• Les systèmes sont configurés en fonction des exigences de l'application en termes de chemins optimaux et de réponse dynamique, et sont adaptés à la charge.

• Leur structure mécanique les rend faciles à programmer : par exemple, un seul axe doit être activé pour les mouvements verticaux.

• Leur adaptation mécanique optimale les rend économes en énergie, par exemple en coupant l’alimentation énergétique au repos.

• Les systèmes de manutention cartésiens sont optimisés en termes d'espace pour l'application.

• Les composants standard fabriqués en série permettent aux systèmes de manutention cartésiens d'être une alternative à prix attractif aux robots industriels conventionnels.

Et enfin, et ce n’est pas le moins important : avec les systèmes de manutention cartésiens, la cinématique est définie par l’application et ses périphériques, et non l’inverse.