Application / Secteur d'activité :

Emballage, production, palettisation, pick and place, automatisation.

Le défi :

Les espaces de travail irréguliers des bras articulés traditionnels peuvent nécessiter une refonte des espaces de travail existants. Les robots SCARA et les bras articulés sont peut-être les robots les plus connus du marché actuel, mais les robots portiques sont plus adaptés aux tâches volumineuses dans un espace minimal. Les robots portiques, également appelés robots cartésiens, sont quasiment omniprésents dans l'automatisation, mais, pour des raisons qui dépassent le cadre de cet article, ils ne sont pas forcément 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, la situation est en train de changer.

Avantages du robot portique :

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

Inconvénients du robot portique :

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 portiques 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 automatisations. Ils sont également 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 cartésien en font un outil 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, les robots cartésiens sont peu coûteux par rapport à d'autres robots plus complexes.
Applications du 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 dans les domaines suivants : assemblage de circuits imprimés, distribution, pulvérisation, manutention, palettisation, pick-and-place, jet d'eau, soudage de plaques, soudage par friction, assemblage, conditionnement, unitisation, tri, numérisation, chargement/déchargement de plateaux, positionnement par caméra, inspection, découpe du verre, traçage d'impression, découpe laser, couteaux volants, fixation et vissage.

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 l'industrie 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 est le pilier 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.