Personnalisation et polyvalence

Les systèmes de manutention cartésiens en tant que cinématiques en série ont des axes principaux pour le mouvement en ligne droite et des axes auxiliaires pour la rotation. Le système agit à la fois comme guide, support et entraînement et doit être intégré dans le 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 dans n'importe quelle position de l'espace. Cela permet au système mécanique de s'adapter idéalement aux conditions de l'application. Voici un aperçu de certains des modèles les plus courants.

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 porte-à-faux 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 aux deux extrémités, gauche et droite. Un axe vertical (Z) est monté sur une glissière entre les deux points extrêmes de l'axe. Les portiques linéaires sont généralement minces, avec un espace de travail vertical rectangulaire.

Un portique bidimensionnel est constitué de deux axes parallèles (X) reliés par un axe (Y) perpendiculaire à la direction de déplacement. Les portiques à surface plane peuvent couvrir un espace de travail beaucoup plus grand que les systèmes robotisés à cinématique delta ou SCARA avec leurs espaces de travail circulaires/en forme de rein.

En plus de la configuration conventionnelle avec des axes individuels, les portiques linéaires et les portiques bidimensionnels se présentent également sous la forme de systèmes complets avec une combinaison mécanique fixe avec une courroie crantée rotative comme élément d'entraînement. La faible charge effective les rend adaptés aux capacités élevées (prélèvements/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 en porte-à-faux (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 de déplacement. Un axe vertical (Z) est monté sur cet axe perpendiculaire.

Remarque : Avec les portiques surfaciques, 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 en raison de 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 simple et rapide suffit.

Si un mouvement de trajectoire est nécessaire, par exemple lors de l'application de colle, le contrôle PLC n'est plus suffisant. Dans de tels cas, une programmation robotique conventionnelle est également requise pour les systèmes de manipulation cartésiens. Cependant, l'environnement de contrôle des systèmes de manutention cartésiens offre un large éventail d'alternatives possibles par rapport aux robots conventionnels. Alors que les robots conventionnels nécessitent toujours l'utilisation du système de contrôle spécifique du fabricant, n'importe quel automate peut être utilisé pour les systèmes de manutention cartésiens, dans la version offrant la meilleure gamme de fonctions pour les exigences et la complexité de l'application. Cela signifie que les spécifications du client peuvent être respectées et qu'une plate-forme de contrôle uniforme peut être mise en œuvre, comprenant un langage de programmation et une structure de programme uniformes.

Avec les robots conventionnels, une programmation complexe est souvent nécessaire. Par conséquent, l'utilisation de systèmes 4 à 6 axes pour des tâches mécaniques nécessite beaucoup de travail. Par exemple, les 6 axes doivent toujours être déplacés en même temps pour un déplacement en ligne droite. Il est également difficile et long de programmer « du bras droit au bras gauche » dans les applications robotiques conventionnelles. Les systèmes de manutention cartésiens offrent ici d’excellentes alternatives.

【L'efficacité énergétique est élevée】

Les bases d'une manipulation économe en énergie sont posées dès le choix du système. Si l'application nécessite de longs temps de séjour 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, c'est généralement uniquement l'axe Z vertical qui doit appliquer une force en continu. Cette force est nécessaire pour maintenir la charge effective dans la position souhaitée contre la force gravitationnelle. Ceci peut être réalisé de manière très efficace grâce à des entraînements pneumatiques, car ceux-ci ne consomment pas d'énergie dans leurs phases de maintien. Un autre avantage des axes pneumatiques Z est leur faible poids propre, ce qui signifie que des tailles plus petites peuvent être utilisées 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 typiques des axes électriques sont particulièrement mis en avant dans le cas de longs trajets et de 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 plus 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 car :

• Les systèmes sont configurés pour les exigences de l'application en termes de trajectoires optimales 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.

• Des composants standards produits en série permettent aux systèmes de manutention cartésiens d'être une alternative à un prix attractif aux robots industriels conventionnels.

Enfin et surtout : dans les systèmes de manipulation cartésiens, c'est la cinématique qui est définie par l'application et ses périphériques, et non l'inverse.