Pour choisir un robot, il faut d'abord évaluer les besoins de l'application. Cela commence par l'analyse des caractéristiques de la tâche : charge, orientation, vitesse, déplacement, précision, environnement et cycle de service (paramètres parfois appelés paramètres LOSTPED).

1. Charger.

La capacité de charge d'un robot (définie par le fabricant) doit être supérieure au poids total de la charge utile, outillage compris, à l'extrémité du bras robotisé. Les robots SCARA et six axes sont limités par le fait qu'ils supportent des charges sur des bras étendus. Prenons l'exemple d'un centre d'usinage fabriquant des ensembles de roulements de 100 kg ou plus. Cette charge utile dépasse les capacités de tous les robots, à l'exception des plus grands robots SCARA ou six axes. En revanche, un robot cartésien classique peut saisir et déposer de telles charges facilement, car son bâti et ses roulements supportent de manière constante toute l'amplitude de mouvement.
Même lorsqu'une charge importante est compatible avec les capacités d'un robot, sa précision peut s'en trouver dégradée. Par exemple, la prise et le placement d'objets de 50 kg sont à la portée des robots SCARA et cartésiens. Cependant, 50 kg représente la limite supérieure des capacités d'un robot SCARA classique ; il faudra donc des commandes et des composants plus coûteux pour gérer le couple. De plus, les robots SCARA classiques peuvent placer des charges lourdes avec une précision de 0,1 mm, car le poids déforme le bras et nuit à la capacité du robot à positionner la charge avec précision de manière constante. En revanche, les robots cartésiens équipés d'actionneurs à vis à billes et de paliers de support bien espacés peuvent placer de manière répétée des charges de 50 kg et plus avec une précision de 10 µm.

2. Orientation

Cela dépend du mode de montage du robot et de la façon dont il positionne les pièces ou produits à déplacer. L'objectif est d'adapter l'encombrement du robot à la zone de travail. Si le socle au sol ou sur ligne d'un robot SCARA ou à six axes crée un obstacle, ces robots ne sont peut-être pas la meilleure option. Si l'application ne nécessite que des mouvements sur quelques axes, les robots cartésiens compacts peuvent être installés en hauteur et ne pas gêner. En revanche, pour la manipulation de pièces complexes ou les travaux nécessitant quatre axes de mouvement ou plus, la structure d'un robot cartésien peut engendrer trop d'obstacles, et un petit robot SCARA, qui ne requiert parfois que 200 mm² d'espace et quatre boulons sur un socle, peut s'avérer plus approprié.
Un autre facteur important est l'orientation des pièces. Les robots SCARA et les robots à six axes peuvent faire pivoter les pièces, ce qui est un avantage pour la manipulation de pièces ou d'outils sous différents angles et dans différentes positions. Pour obtenir une flexibilité similaire, certains robots cartésiens sont dotés de sous-composants appelés modules d'alimentation qui déplacent des charges utiles légères le long de l'axe Z. Généralement, ces modules utilisent une tige de poussée à vis à billes pour déplacer les pièces ou les outils le long de l'axe Z lors d'applications de manutention, de prélèvement et de placement, et d'alimentation. Les robots cartésiens peuvent également intégrer des actionneurs rotatifs pour offrir des capacités d'orientation supplémentaires.

3. Vitesse et déplacement.

Outre les charges admissibles, les catalogues des fabricants de robots indiquent également les vitesses de pointe. Un critère essentiel pour le choix de robots destinés aux applications de prélèvement et de placement est le temps d'accélération sur de longues distances. Les robots cartésiens peuvent accélérer à 5 m/s ou plus, rivalisant ainsi avec les performances des robots SCARA et des robots à six axes.
Les robots cartésiens sont également pertinents pour les applications nécessitant de grandes portées. En effet, les concepteurs peuvent rapidement les modifier et les étendre selon les besoins grâce à des modules pouvant atteindre 20 m de long. La vitesse et la distance sont par ailleurs personnalisables grâce au choix d'un actionneur à courroie, à moteur linéaire ou à vis à billes. À l'inverse, les bras articulés sont généralement prédéfinis pour une portée donnée, par exemple 500 mm.

4. Précision de la position.

Les robots SCARA et à six axes possèdent des niveaux de précision prédéfinis qui facilitent l'évaluation de leur répétabilité de mouvement. Cependant, ces robots imposent aux concepteurs un niveau de précision unique au moment de l'achat. Les utilisateurs finaux peuvent améliorer la précision des robots cartésiens ou portiques à de multiples niveaux en changeant l'actionneur, jusqu'à 10 µm avec une vis à billes. Pour une précision moindre et afin de réduire les coûts, ils peuvent opter pour une transmission pneumatique ou par courroie et un actionneur différent pour une précision de 0,1 mm.
La précision est essentielle dans les applications de pointe telles que l'usinage. Les robots cartésiens nécessitent des composants mécaniques de meilleure qualité, comme des tables à billes usinées avec précision et des actionneurs à vis à billes. Pour les applications où les bras robotisés SCARA et à six axes ne peuvent garantir une précision optimale en raison de la déflexion du bras, il est recommandé d'utiliser un robot cartésien équipé de roulements linéaires de haute précision. L'espacement des roulements minimise la déflexion, permettant ainsi un positionnement plus précis de l'effecteur.
Bien que les petits volumes de travail favorisent les robots SCARA ou à six axes, leur complexité et leur coût plus élevé sont parfois superflus. Un exemple où les robots cartésiens sont plus performants est la fabrication en grande série de pipettes médicales. Dans ce cas, un robot prélève les pipettes d'un moule et les insère dans un rack transporté par une machine d'automatisation secondaire. Les robots SCARA et à six axes conviennent car une précision de 0,1 mm est suffisante pour cette application. Cependant, la déformation pose problème lorsque le robot manipule des pipettes plus petites de 3 mm. De plus, le manque d'espace pour un socle à l'intérieur de la cellule favorise les robots portiques.

5. Environnement.

Deux facteurs déterminent le choix du robot le plus adapté : l’environnement ambiant de son espace de travail et les risques présents dans cet espace. Un troisième critère, la possibilité d’utiliser le robot en salle blanche, ne pose généralement pas de problème, car tous les types de robots sont fabriqués en version salle blanche.
Les socles des robots SCARA et des robots à six axes sont généralement compacts, ce qui est pratique lorsque l'espace au sol est limité. Cependant, cet aspect peut s'avérer superflu si les installateurs peuvent fixer le châssis de support du robot au plafond ou au mur. En revanche, pour les applications présentant des contraintes mécaniques, comme lorsqu'un robot doit accéder à l'intérieur de boîtes pour en extraire des pièces, les bras à six axes sont généralement les plus adaptés. Les robots à six axes coûtent généralement plus cher que les robots cartésiens, mais cet investissement se justifie s'il est impossible d'exécuter l'application sans séquences de mouvements complexes.
Les facteurs environnementaux tels que la poussière et les saletés influent également sur le choix des robots. Des soufflets peuvent recouvrir les articulations des robots SCARA et à six axes, et différents types de joints protègent les actionneurs de l'axe Z. Pour les salles blanches à purge d'air, les robots cartésiens permettent aux concepteurs d'intégrer les actionneurs linéaires dans une structure IP65 qui minimise la pénétration d'eau et de poussière. De plus, des joints haute performance peuvent assurer l'étanchéité de nombreux composants structurels des axes.

6. Cycle de service.

Il s'agit du temps nécessaire pour effectuer un cycle de fonctionnement complet. Les robots fonctionnant en continu 24 h/24 et 7 j/7 (comme dans le criblage à haut débit et la production pharmaceutique) ont une durée de vie plus courte que ceux fonctionnant seulement 8 heures par jour, cinq jours par semaine. Il est important d'anticiper ces problèmes et d'opter pour des robots nécessitant peu d'entretien et avec des intervalles de lubrification espacés afin d'éviter tout désagrément ultérieur.