Quand vous pensez à un robot industriel, qu'est-ce qui vous vient à l'esprit?

Des robots articulés comme ceux-ci sont largement reconnus, grâce aux publicités de la compagnie automobile et aux séquences de danse de robots. Les robots Scara (conformité sélective articulée des robots) sont également bien reconnus en raison de leur adoption et de leur prolifération dans les usines depuis le début des années 1980. Ces deux robots articulés et Scara - combinent le mouvement linéaire et rotatif, entraînant une maniabilité pour les tâches complexes. Les robots articulés sont analogues au bras humain, avec six axes de mouvement - trois translation (linéaires) et trois rotation (pensez à votre épaule, votre coude et votre poignet). Les robots Scara ont quatre axes de mouvement - x, y, z et thêta (un peu comme votre bras, si votre épaule était immobilisée).

Les robots cartésiens sont moins répandus dans la culture populaire, mais omniprésent dans les applications industrielles allant de l'emballage à la fabrication de semi-conducteurs. Comme leur nom l'indique, ces robots fonctionnent dans les trois axes cartésiens - x, y et, z - bien qu'ils puissent inclure un axe thêta pour l'outillage de fin de bras. Bien que moins «sexy» que les robots articulés et Scara, les robots cartésiens sont beaucoup plus polyvalents, avec des capacités de charge plus élevées pour leur taille, et dans de nombreux cas, une meilleure précision. Ils sont également très adaptables, car les axes peuvent être mis à niveau ou modifiés avec relativement peu de reconfiguration en fonction des exigences en évolution des produits ou des applications.

Les robots cartésiens, cependant, sont contraints par leur conception intrinsèquement en porte-à-faux, ce qui limite leur capacité de charge. Cela est particulièrement vrai lorsque l'axe la plus externe (Y ou Z) a une longueur longue longueur de course, provoquant une grande charge de moment sur les axes de support. Dans les cas où de longs traits et des charges élevées sont nécessaires, un robot de portique est la meilleure solution.

De cartésien au portique:

Un robot de portique est un style modifié de robot cartésien, en utilisant deux axes x (ou de base) plutôt que l'axe de base unique trouvés chez les cartesiens. L'axe x supplémentaire (et parfois des axes Y et Z supplémentaires) permet au robot de gérer des charges et des forces plus grandes, ce qui les rend idéaux pour le pick et le lieu de charges utiles ou de pièces de charge et de déchargement de pièces. Chaque axe est basé sur un actionneur linéaire, qu'il s'agisse d'un actionneur «maison» assemblé par l'OEM ou l'intégrateur, ou un actionneur pré-assemblé d'une société de mouvement linéaire. Cela signifie qu'il existe des options presque illimitées pour permettre toute combinaison de vitesses élevées, de longs traits, de charges utiles lourdes et d'une précision de positionnement élevée. Des exigences spéciales pour des environnements difficiles ou un faible bruit sont facilement incorporées, et si l'application nécessite des processus simultanés mais indépendants, les axes horizontaux peuvent être construits avec des moteurs linéaires en utilisant plusieurs voitures.

Les robots de portique sont généralement montés sur la zone de travail (d'où le terme commun, «aérien de tête»), mais si la pièce ne convient pas à la manipulation d'en haut, comme c'est le cas avec les cellules solaires et les modules, le portique peut être configuré pour fonctionner en dessous de la pièce. Et tandis que les robots de portique sont généralement considérés comme de très grands systèmes, ils conviennent également à des machines plus petites et même de la taille d'un bureau. Parce qu'un robot de portique a deux axes X, ou de base,, la charge de moment présentée par les axes Y et Z, ainsi que la charge utile de travail, sont résolues comme des forces sur les axes X. Cela augmente considérablement la rigidité du système et, dans la plupart des cas, permet aux axes d'avoir des longueurs de course plus longues et des vitesses plus élevées qu'un robot cartésien similaire.

Lorsqu'il y a deux axes en parallèle, il est courant que l'un d'entre eux soit entraîné par le moteur, afin d'empêcher la liaison qui pourrait résulter d'un mouvement légèrement hors synchronisation entre les deux. Au lieu de conduire les deux axes, un arbre de connexion ou un tube de couple est utilisé pour transférer la puissance du moteur vers le deuxième axe. Et dans certains cas, le deuxième axe peut être un «fine» ou un suiveur, composé d'un guide linéaire pour fournir un support pour la charge, mais pas de mécanisme d'entraînement. La décision de savoir si et comment conduire le deuxième axe dépend de la distance entre les deux axes, du taux d'accélération et de la rigidité de la connexion entre eux. La conduite d'un seul dans une paire d'axes réduit également le coût et la complexité du système.

Le dimensionnement d'un robot cartésien ou de portique est plus compliqué que le dimensionnement d'une Scara ou d'un robot articulé (qui sont généralement spécifiés avec trois paramètres: portée, vitesse et précision), mais les fabricants ont rendu le processus plus facile au cours des dernières années en introduisant des systèmes préconvisés et des outils en ligne, tels que le configurateur EasySelect de rexroth. Ces outils permettent à l'utilisateur de spécifier l'orientation et la taille des axes, ainsi que des paramètres de base de trait, de charge et de vitesse. Les fichiers de CAO téléchargeables sont également une offre standard de fabricants de robots cartésienne et de portique, ce qui les rend faciles à intégrer dans une conception ou une disposition de workflow, un peu comme la Scara et les robots articulés. Tandis que les robots articulés et Scara sont facilement reconnus, et les robots cartésiens sont largement déployés, la conception de gannerie survole leur niveau de personnalisation et la flexibilité. Word, les robots de portique offrent la meilleure combinaison de charge utile et de trait.