La géométrie des coordonnées cartésiennes est une excellente méthode pour cartographier l'espace tridimensionnel dans un système numérique simple et facile à comprendre. Dans le système cartésien pour l'espace tridimensionnel, il existe trois axes de coordonnées qui sont perpendiculaires les uns aux autres (axes orthogonaux) et se réunissent à l'origine.

Les trois axes sont généralement appelés axe x, axe y et axe z. Tout point dans l'espace tridimensionnel est représenté par trois nombres comme (x, y, z). X représente la distance du point de l'origine le long de l'axe x, y est la distance de l'origine le long de l'axe y, et Z est la distance de l'origine le long de l'axe Z.

Robots cartésiens (portique)

Les robots mécatroniques qui utilisent des axes linéaires pour le mouvement sont appelés robots cartésiens, robots linéaires ou robots de portique. Les robots de portique ressemblent aux grues à portique et fonctionnent de manière similaire. Mais les robots de portique ne se limitent pas aux fonctions de levage et de mouvement. Ils peuvent avoir des fonctionnalités personnalisées selon l'exigence.

Les robots cartésiens ont une structure aérienne qui contrôle le mouvement dans le plan horizontal et un bras robotique qui agit verticalement le mouvement. Ils peuvent être conçus pour se déplacer dans des axes XY ou des axes XYZ. Le bras robotique est placé sur l'échafaudage et peut être déplacé dans le plan horizontal. Le bras robotique a un effecteur ou une machine-outil attaché à la fin du bras en fonction de la fonction où elle est utilisée.

Bien que les robots cartésiens et les robots de portique soient utilisés de manière interchangeable, les robots de portique ont généralement deux axes X tandis que les robots cartésiens n'en auront qu'un seul des deux / trois axes (selon la configuration).

 

Comment fonctionnent-ils?

Les robots cartésiens ne se déplacent que par le mouvement linéaire, généralement par le biais des entraînements servomoteurs. Les actionneurs linéaires utilisés peuvent être sous diverses formes en fonction de l'application spécifique. Le système d'entraînement peut être entraîné par la courroie, à câble, à vis, à vis, à pneumatique, à rack-and-pinion ou à moteur linéaire. Certains fabricants fournissent des robots cartésiens entièrement pré-fabriqués qui peuvent être mis en œuvre sans aucune modification. D'autres fabricants offrent différents composants sous forme de modules, permettant à l'utilisateur d'implémenter une combinaison de ces modules en fonction de leur cas d'utilisation spécifique.

Les bras robotiques eux-mêmes peuvent être équipés d'une «vision» ou peuvent être «aveugles» dans les opérations. Ils peuvent être attachés à des capteurs ou des caméras lumineux pour identifier les objets avant d'exécuter une action. Par exemple, les robots cartésiens peuvent être utilisés dans les laboratoires pour choisir et déplacer des échantillons. La vision assistée par ordinateur peut être utilisée pour reconnaître le tube à essai, les pipettes ou les diapositives et le bras peut saisir l'objet en fonction des données de position transmises à partir de la caméra.

L'avantage des robots cartésiens sur d'autres systèmes robotiques, comme les robots à six axes, est qu'ils sont très faciles à programmer. Un seul contrôleur de mouvement peut gérer la logique de mouvement pour un robot cartésien. Les robots n'ont que le mouvement linéaire, permettant une facilité de contrôle. Il n'y a pas besoin d'un éventail complexe de PLC et de micropuces pour le contrôle de mouvement des robots cartésiens. Le même attribut aide à faciliter la programmation du mouvement du robot.

 

Caractéristiques et avantages

Les robots cartésiens ont une capacité de chargement plus élevée par rapport à leurs robots équivalents à six axes. Ceci, combiné au coût et à la facilité de programmation inférieurs pour les robots linéaires, les rend adaptés à une grande variété d'applications industrielles. Les robots de portique, qui sont essentiellement des robots cartésiens avec des échafaudages à l'appui, peuvent transporter des charges utiles encore plus élevées. La plage de mouvement pour les robots linéaires peut être étendue en ajoutant des modules compatibles au mécanisme existant. Cette modularité dans les robots cartésiens les rend beaucoup plus polyvalents et a une vie plus longue dans un cadre industriel.

Les robots cartésiens présentent également un niveau élevé de précision et de précision par rapport à leurs homologues rotatifs. Cela est dû au fait qu'ils n'ont que un mouvement linéaire et pas besoin d'adapter le mouvement rotatif. Les robots cartésiens peuvent avoir des tolérances dans la gamme des micromètres (μm), tandis que les robots à six axes ont généralement des tolérances dans la plage de millimètres (mm).

 

Applications pour les robots cartésiens

La polyvalence, le moindre coût et la facilité de programmation rendent les robots cartésiens viables pour de nombreuses applications dans des milieux industriels. Voyons certains d'entre eux.

• Pick and Place:Le bras robotique est équipé d'une variation de dispositif de vision pour identifier différents composants d'un carrousel ou d'un tapis roulant. Le bras peut choisir ces objets et les trier dans différents bacs. La cueillette et la sortie peuvent être effectuées par un seul bras robotique.
• Transfert de processus à processus:Dans une chaîne de production, il y aura des cas où les marchandises dans le processus doivent être transférées d'un endroit à un autre. Cela peut être fait à l'aide de robots linéaires à double entraînement. Ils peuvent être utilisés avec des systèmes de vision ou une synchronisation dans le temps en fonction du reste du processus.
• Système d'assemblage:Lorsque les mêmes étapes doivent être répétées encore et encore pour assembler les parties d'un produit, les robots linéaires peuvent être utilisés pour automatiser les tâches.
• Application des adhésifs et des scellants:De nombreux processus de production impliquent l'application d'adhésifs ou de scellants entre les pièces. Il est utilisé dans la fabrication de grandes automobiles pour la production de gadgets électroniques. Les adhésifs et les scellants doivent être appliqués en quantités très précises et le bon emplacement. Le bras robotique du robot linéaire peut être connecté à un distributeur de liquide de haute précision et les adhésifs et les scellants peuvent être appliqués avec une grande précision.
• Pallétisant et dépallétisant:L'emballage utilise des palettes pour transporter facilement les marchandises. Les robots cartésiens peuvent être utilisés pour automatiser les deux produits en place sur des palettes et les prendre des palettes.
• Machine-outillage CNC:Les machines basées sur les commandes numériques informatiques sont utilisées pour créer des produits en fonction des conceptions fabriquées dans le logiciel de conception d'ingénierie. Les machines CNC utilisent largement des robots linéaires avec différents outils attachés aux bras robotiques.
• Soudage au point de précision:Un soudage spécialisé est requis dans certains processus de fabrication. Les robots linéaires avec des bras de soudage peuvent obtenir des soudures précises dans des endroits précis sur la surface de travail. Le niveau élevé de tolérance dans la plage de micromètres (μm) est utile dans de telles applications.

Il existe de nombreuses autres applications industrielles pour les robots linéaires. Il s'agit notamment des agents de distribution, des machines de base de l'assembleur et des testeurs, des unités d'insertion, des dispositifs d'empilement, l'automatisation d'étanchéité, la manutention des matériaux, le stockage et la récupération, la coupe, le frappe et le tri.