Définition, conception et configurations des systèmes de positionnement linéaire.

Définition d'un robot cartésien

Un robot cartésien, ou robot à coordonnées cartésiennes (également appelé robot linéaire), est un robot industriel doté de trois axes de contrôle principaux, tous linéaires (c'est-à-dire se déplaçant en ligne droite et non en rotation) et perpendiculaires entre eux. Ses trois articulations coulissantes permettent des mouvements de poignet verticaux, horizontaux et latéraux. Dans l'espace 3D, il est extrêmement fiable et précis. Il est également utile pour les déplacements horizontaux et l'empilage de conteneurs, en tant que système de coordonnées robotiques.

Conception et configurations de robots cartésiens

Pour comprendre le mécanisme de conception d'un robot cartésien, il est essentiel de maîtriser le concept de topologie articulaire. Une cible mobile est fixée à une base de manipulateurs série par une chaîne continue de liaisons et d'articulations. Cette cible est reliée à la base de manipulateurs parallèles par plusieurs chaînes (membres). La plupart des robots à coordonnées cartésiennes utilisent une combinaison de liaisons série et parallèle. Cependant, certains robots à coordonnées cartésiennes sont entièrement connectés en parallèle.

Vient ensuite le degré de liberté. Les robots à coordonnées cartésiennes manipulent généralement des structures ne possédant que des degrés de liberté de translation linéaire (T), car ce sont des articulations prismatiques linéaires (P) qui les actionnent. En revanche, certains robots à coordonnées cartésiennes possèdent également des degrés de liberté de rotation (R).

La disposition des axes est l'un des premiers éléments à déterminer lors de la construction d'un robot cartésien, non seulement pour accomplir les mouvements nécessaires, mais aussi pour garantir que l'appareil possède une rigidité adéquate, ce qui peut affecter sa capacité de charge, la précision de ses déplacements et la précision de son positionnement.

Certaines applications nécessitant un déplacement en coordonnées cartésiennes sont mieux servies par un robot portique que par une méthode cartésienne, notamment si l'axe Y présente une longue course ou si la procédure cartésienne induit des moments importants sur les axes. Un dispositif portique à double axe X ou à double axe Y peut s'avérer nécessaire dans ces situations afin d'éviter toute déviation ou vibration excessive.

Un niveau linéaire, composé d'un actionneur linéaire géométriquement parallèle à des paliers linéaires, est généralement utilisé pour chaque axe d'un robot à coordonnées cartésiennes. L'actionneur linéaire est généralement monté entre deux paliers linéaires suffisamment écartés pour résister au moment de force inverse. Une table XY est constituée de deux étages linéaires perpendiculaires superposés.