Qu’est-ce qu’un robot cartésien ?
Un robot cartésien est un robot qui se déplace selon deux ou trois axes orthogonaux.
Ils sont également appelés robots portiques. En raison de leur structure simple, les robots cartésiens sont souvent utilisés comme première étape de l’automatisation des tâches dans de nombreuses industries différentes.
Comme il n’y a pas plus de trois coordonnées cartésiennes, ils peuvent être fabriqués par l’utilisateur lui-même et peuvent être facilement modifiés. Un autre avantage est que le programme d’exécution du travail peut être facilement modifié.
Par conséquent, si un travail ne nécessite pas de mouvements complexes et est monotone, il peut être mécanisé relativement facilement par des robots cartésiens.
Utilisations des robots cartésiens
Les robots cartésiens sont principalement utilisés dans l’industrie manufacturière. Dans ce secteur, les tâches simples comprennent l’assemblage et le transport de composants. Les robots cartésiens sont souvent introduits car les mouvements linéaires suffisent à l’exécution.
Tout d’abord, la ligne le long de laquelle les pièces circulent est déterminée. Ensuite, à l’aide d’une caméra ou d’autres moyens, les tâches allant de l’assemblage au transport sont décomposées et remplacées par des robots cartésiens. La mise en place du système permet de stabiliser la productivité.
Concrètement, les robots cartésiens sont utilisés pour les petites pièces de machines de précision, les pièces automobiles et les pièces électroniques pour le montage de cartes, ainsi que dans les domaines médical et pharmaceutique. Dans le secteur alimentaire, par exemple, des bras spécialement conçus peuvent saisir et déplacer avec précision des denrées alimentaires délicates et difficile à manipuler, dans le cadre du transport d’aliments délicats.
Le fonctionnement de ces robots est simple et direct par rapport, par exemple, aux robots à six axes, et leur prix est avantageux. Ils peuvent être utilisés de manière stable même dans des conditions difficiles, par exemple dans des zones humides ou dans des usines de semi-conducteurs où des gaz corrosifs sont utilisés.
Principe des robots cartésiens
Le fonctionnement de base des robots cartésiens consiste à faire glisser le bras de travail le long d’un guide linéaire pour effectuer des tâches telles que l’assemblage, le transport et le positionnement.
Plusieurs unités se déplaçant sur un seul axe sont combinées pour effectuer des tâches dans un système de coordonnées cartésiennes. Dans ce cas, chaque axe du robot peut être déplacé simultanément, de sorte que de nombreuses opérations peuvent être effectuées efficacement en superposant des mouvements linéaires.
Caractéristiques des robots cartésiens
1. Un degré élevé de liberté de combinaison
Les robots cartésiens ont une plage de fonctionnement relativement étroite, mais disposent d’une grande liberté de combinaison et peuvent être facilement adaptés aux spécifications requises. Leurs mouvements étant plus simples que ceux des autres robots, ils sont plus faciles à contrôler et plusieurs robots cartésiens peuvent être combinés.
En les combinant et en les associant à d’autres robots, il est possible d’effectuer de nombreuses tâches, telles que la réalisation de mouvements d’une certaine complexité ou l’intégration d’un processus de découpe de matériaux.
2. Une haute précision
Les robots cartésiens ne peuvent effectuer que des mouvements linéaires simples, mais cela les rend plus précis. En particulier, les guides linéaires avec vis à billes et codeurs linéaires permettent un positionnement de haute précision.
3. Une grande rigidité
Les robots cartésiens comportent moins de composants, ce qui les rend plus rigides. Cela signifie moins d’écarts et de déformations, moins de flou de mouvement et un travail plus stable. De plus, la simplicité de la structure permet de réduire le temps de cycle en augmentant la vitesse.
4. Un faible coût
Les robots cartésiens, qui peuvent être fabriqués avec une structure simple et un petit nombre de pièces, sont moins coûteux que les robots articulés.
Autres informations sur les robots cartésiens
1. Inconvénients des robots cartésiens
Les robots cartésiens présentent des inconvénients mais aussi des avantages.
Les tâches complexes sont impossibles
Les tâches complexes autres que les combinaisons de mouvements linéaires sont difficiles.
Une grande zone d’installation
Les robots cartésiens présentent l’inconvénient d’avoir une zone d’installation généralement étendue, à la fois parce qu’ils ne peuvent se déplacer qu’en ligne droite et parce qu’ils n’ont pas d’articulations et ne peuvent pas être pliés.
Difficile d’augmenter la taille
Il est difficile d’augmenter la taille des robots cartésiens tout en conservant leur précision et leur résistance, pour des raisons de coût.
2. Exemples de robots cartésiens
Économie de main-d’œuvre dans les opérations de transport
Le transport de la monnaie après conditionnement a été automatisé à l’aide d’un robot articulé, mais un problème de durabilité s’est posé. Un robot cartésien a été adopté pour améliorer ce point, avec des résultats positifs. Le risque de pannes a été réduit et la productivité du travail a été multipliée par 1,4.
Automatisation du processus de production des brosses à ongles
Les brosses à ongles étaient principalement fabriquées à la main en raison de la complexité du processus de production. Afin de pallier le problème de vieillissement des travailleurs et les coûts, six robots cartésiens ont été introduits pour que les robots puissent effectuer des processus tels que la coupe, la fixation temporaire et le collage. En conséquence, le nombre de travailleurs est passé de six à deux et la productivité du travail est 30 fois supérieure à ce qu’elle était avant l’introduction des robots.
Réduire la charge de travail dangereuse et améliorer l’efficacité
Chez un fabricant de panneaux, un robot cartésien a été utilisé pour remplacer des tâches lourdes et potentiellement dangereuses qui pouvaient être prises en charge par des humains. Résultat : les risques sont éliminés, l’efficacité est accrue et la productivité du travail est 1,4 fois supérieure à ce qu’elle était auparavant.