Les systèmes de guidage de mouvement automatisés à forte capacité de charge connaissent une demande croissante. Cette demande s'explique notamment par l'installation de robots multi-axes flexibles sur de longs rails. Ceci permet aux ingénieurs d'étendre considérablement la zone de travail tout en exploitant pleinement le septième axe du contrôleur robotique. Pour de nombreuses applications, un système portique à guidage linéaire peut accomplir les mêmes tâches qu'un robot multi-axes à moindre coût. De plus, ces systèmes portiques peuvent être conçus et fournis aux utilisateurs finaux à partir de sous-ensembles ou de composants standard robustes et adaptés à l'application spécifique. Voici un aperçu de cinq systèmes hautement configurables pouvant être utilisés dans des configurations portiques pour l'automatisation des chaînes de production, en remplacement de robots sophistiqués. Commençons par examiner quelques concepts de base liés aux portiques.

Précision faible à moyenne

L'automatisation industrielle ne requiert pas toujours une grande précision. Dans de nombreux cas, elle implique la manipulation de produits lourds, de matériaux aux formes complexes ou déséquilibrés. La plupart des applications nécessitent une cadence de production élevée, une durée de fonctionnement prolongée et une grande durabilité avec un minimum d'entretien. Le positionnement précis est souvent requis. Les applications de prélèvement et de placement peuvent exiger une faible précision lors de la palettisation de caisses ou de l'insertion de l'article suivant dans la file de production. Les applications de transfert de matériaux peuvent impliquer le déplacement de produits d'une zone à une autre à l'aide d'un manipulateur robotisé aérien. Les robots portiques XYZ (l'axe Z désignant la direction verticale) peuvent positionner et repositionner des matériaux dans un espace tridimensionnel ou permettre des opérations sur plusieurs faces d'une pièce. Les systèmes de pulvérisation peuvent nécessiter une faible précision sur de longues distances pour peindre un wagon ou une aile d'avion.

Axe Z renforcé

Lors du déplacement d'un produit, la première étape consiste à soulever la charge. Une attention particulière est souvent portée à la conception des préhenseurs utilisés pour la manipulation du produit. Une machine simple de levage ou d'abaissement vertical peut être qualifiée de système à axe Z. Une fois l'objet soulevé et supporté par le système, tout mouvement génère des charges supplémentaires dues aux accélérations de la masse. Des charges importantes peuvent être générées lors de mouvements à grande vitesse. La vitesse est généralement déterminée en fonction du temps de cycle sur la distance requise. Les charges sont calculées en fonction de l'accélération (positive et négative) de la masse. Les vitesses des portiques classiques atteignent 5 m/s. Par conséquent, une capacité de charge élevée peut être nécessaire pour supporter le mouvement prévu. De plus, une longue durée de vie peut être intégrée à l'application lorsque les exigences de charge de travail représentent un faible rapport avec la capacité de charge du système de mouvement. Les plateformes de mouvement mono-axe peuvent être combinées à d'autres positionneurs dans diverses configurations de portique. L'ajout de systèmes de mouvement supplémentaires augmente la portée et les fonctionnalités, et permet d'effectuer des tâches sur de plus longues distances.

Robot XZ :Lorsqu'une plateforme de déplacement linéaire selon l'axe Z est montée sur un axe transversal supplémentaire, on parle alors de robot XZ. Cette configuration permet de soulever un objet verticalement, de le déplacer en ligne droite jusqu'à un autre emplacement et de le déposer à cet endroit. Elle est particulièrement adaptée aux applications de prélèvement et de placement ou de transfert. L'extrémité du robot XZ peut se positionner n'importe où dans un plan rectangulaire. Dans certains cas, la plaque de montage principale de l'axe X peut supporter les roulements de guidage linéaire de l'axe Z et intégrer tous les composants nécessaires à la transmission par pignon et au graissage automatique. Ceci simplifie considérablement la conception et réduit la masse mobile totale.

Robot XYZ et portique du robot X-X'-YZ :La configuration la plus flexible d'un système de portique robotisé offre trois axes de mouvement, permettant un positionnement précis dans une zone de travail tridimensionnelle. La configuration XYZ est moins fréquente, car l'espace disponible pour la fixation des axes est alors limité. Elle est cependant largement utilisée en soudage automatisé, où les courses sont importantes mais les charges faibles. La solution à axe X parallèle, où l'axe Y est supporté aux deux extrémités, est beaucoup plus courante. Cette configuration est appelée portique X-X'-YZ (prononcé X, X'). On trouve facilement des exemples de cette configuration dans les machines de production, comme les routeurs CNC.

Configurations personnalisées illimitées : De nombreuses configurations sont possibles pour un système de mouvement automatisé grand format. Un robot portique XYZ multiaxes complet peut être conçu sur mesure à partir de ses rails de guidage linéaires et de ses paliers, permettant ainsi aux ingénieurs de sélectionner les produits les mieux adaptés à chaque élément. Les gammes de produits existantes proposent des composants et des sous-ensembles standardisés, ce qui accélère la configuration et le développement grâce à des agencements de portique communs, tout en offrant la liberté de créer une conception personnalisée. Ceci est impossible avec des équipements préconfigurés ou préfabriqués qui limitent le travail à des contraintes prédéfinies.