Qu’est-ce qu’un effecteur final ?
Les effecteurs finaux sont intégrés dans les robots industriels qui automatisent les processus de production en usine pour assembler, inspecter et transporter des produits avec une grande efficacité. L’automatisation des processus de production est connue sous le nom d’automatisation industrielle (FA), qui se réfère à l’automatisation au sens large. Par exemple, dans le passé, l’usinage était réalisé par des ouvriers qui introduisaient manuellement des programmes dans les machines tout en consultant des données de CAO. Cependant, de nos jours, avec le développement de la technologie, l’usinage est effectué automatiquement en chargeant les données dans un système de FAO. Ces opérations entrent également dans le champ d’application de l’AF. Les robots industriels sont étroitement associés à ces processus d’automatisation et doivent être capables d’effectuer les tâches de la même manière qu’un être humain.
Les bras des robots industriels NC sont articulés afin de garantir un fonctionnement aussi souple que celui des bras humains. Ces bras de robot sont appelés bras de robot ou manipulateurs.
Les effecteurs finaux sont des périphériques fixés aux poignets des robots industriels. Ils sont parfois appelés “composants de main de préhension robotisée” (EOAT) ou mains de robot.
La plupart des effecteurs finaux sont mécaniques ou électromécaniques et fonctionnent comme des “pinces”, des “outils de traitement” ou des “capteurs”. Il existe de nombreux types d’effecteurs finaux, allant des pinces à deux doigts pour le “pick-and-place” aux systèmes dotés de capteurs complexes pour reproduire les forces humaines. Les effecteurs finaux remplissent véritablement la fonction d’un doigt ou d’une paume humaine.
Utilisations des effecteurs finaux
Les effecteurs finaux présentent l’avantage de pouvoir être changés pour adapter le type d’effecteur à la tâche que le robot est en train d’effectuer. Les processus typiques réalisés par les robots industriels dans les usines comprennent les tâches suivantes : assemblage, transport et prise et mise en place. Comme ces processus impliquent souvent la saisie et la manipulation d’objets, une pince est l’effecteur de choix pour la main reliée au robot.
Les préhenseurs sont développés en tenant compte de la fonction de la main humaine et sont donc faciles à intégrer dans le robot en tant que processus. La main humaine étant multifonctionnelle et complexe, les types de préhenseurs sont plus nombreux que les autres effecteurs finaux. Le préhenseur de doigt en est un exemple. Les préhenseurs à doigts comportent entre deux et six doigts et intègrent des fonctions similaires à celles d’une main humaine.
Parmi les autres préhenseurs, l’on peut citer les “préhenseurs à vide”, les “préhenseurs magnétiques” et les “préhenseurs à aiguille”. De de nouvelles technologies sont constamment mises au point.
L’on peut donc constater le développement de cette technologie dans un large éventail de domaines, ne serait-ce que pour les effecteurs finaux.
Comment choisir un effecteur final
Les robots industriels peuvent faire presque tout ce qui peut être fait avec des machines motorisées, comme le soudage et la peinture. Au fur et à mesure de l’évolution des robots industriels, des effecteurs finaux ont été développés pour s’adapter aux utilisations requises. Une grande variété est disponible pour répondre à de nombreux besoins. Cependant, un seul effecteur final ne peut répondre à toutes les exigences. Par conséquent, lorsqu’un seul robot industriel est responsable de plusieurs processus, un changeur automatique d’outils (ATC) est utilisé : un ATC est un dispositif qui fixe et détache automatiquement les effecteurs finaux du robot. L’ATC permet au robot de passer d’un effecteur terminal à l’autre en fonction de la situation. Bien que la commutation prenne du temps, elle peut être adaptée à un large éventail de tâches.
Les effecteurs finaux sont ainsi conçus pour faire face à toutes les situations et peuvent donc être utilisés pour une grande variété d’activités, en tenant compte des performances requises et de la résistance à l’environnement.
De plus, le projet national “Development and practical application of sensor-rich flexible end-effector systems for CPS construction”, ou Développement et application pratique de systèmes d’effecteurs flexibles riches en capteurs pour la construction de CPS, dirigé par le Cabinet Office depuis 2018, est traité dans le cadre du programme d’innovation stratégique (SIP) sous la recherche de l’université Ritsumeikan.
L’objectif de cette recherche est d’éviter la génération de forces importantes entre le robot et l’objet en rendant l’effecteur final flexible, et d’obtenir des informations telles que la “viscoélasticité” et la “friction” de l’objet et de l’environnement, qui ne peuvent être obtenues à partir d’images.
L’avenir des effecteurs finaux est prometteur, avec un large éventail de choix car de nouvelles technologies sont constamment développées.