Qu’est-ce qu’un bras robotisé ?
Un bras robotisé est un robot industriel dont la forme rappelle le mouvement d’une main humaine.
Le robot est principalement composé d’une section manipulateur comprenant six axes de rotation et des liens, d’une section main pour saisir les charges et d’une section contrôleur pour commander le robot et vérifier son état actuel.
Lors de l’introduction d’un robot, une barrière de sécurité doit être prévue pour assurer la sécurité des travailleurs. Toutefois, les robots dits coopératifs (robots coopératifs) n’ont pas nécessairement besoin de barrières de sécurité si une évaluation des risques est effectuée et que le robot peut être utilisé à un niveau de risque approprié.
Utilisations des bras robotisés
Les bras robotisés sont divisés en liens séries et liens parallèles en fonction de la méthode de connexion des liens. Les liens en série sont connectés de manière linéaire, tandis que les liens parallèles sont connectés en parallèle.
Les robots à liaison série sont des robots dans lesquels un maillon est suivi du maillon suivant en série. Ils se caractérisent par une large gamme de mouvements et la capacité d’approcher et de travailler sous un certain angle, comme le ferait une main humaine. Les robots à liaison série sont utilisés dans les applications suivantes, en tirant parti de leur grande liberté de mouvement :
1. Soudage
Il s’agit du processus d’assemblage des carrosseries de voitures et d’autres composants en faisant fondre le métal des composants. Le soudage peut être effectué par des robots afin de garantir une soudure précise avec peu de variations, ce qui devrait améliorer la qualité.
2. Assemblage
Ce travail consiste à assembler des pièces saisies dans d’autres pièces, à serrer des vis, etc. Les robots à articulation verticale peuvent également prendre en charge des tâches effectuées par la main de l’homme et reproduire fidèlement le travail d’artisans qualifiés.
3. Peinture
Il s’agit d’une tâche pour laquelle un pistolet à peinture fixé à l’extrémité d’un robot à articulation verticale est utilisé pour appliquer de la couleur sur la carrosserie d’une voiture ou d’un autre objet.
Les robots à liens parallèles sont des robots dont les liens parallèles sortent de la base, la patte du robot étant attachée à l’extrémité du lien. Les liens parallèles se caractérisent par leur rapidité de mouvement et sont utilisés pour les applications suivantes :
1. Emballage de boîtes
Emballer des produits alimentaires (par exemple des confiseries emballées individuellement) qui arrivent sur un tapis roulant dans des barquettes en plastique.
2. Inspection
Travail au cours duquel une caméra suspendue au plafond est utilisée pour juger de la qualité des pièces et déterminer si elles doivent ou non passer au processus suivant.
Principe du bras robotisé
Un robot industriel se compose de trois éléments : un manipulateur, qui effectue l’opération, un contrôleur de robot, qui déplace et contrôle le manipulateur, et un pendentif d’apprentissage, qui enseigne l’opération au manipulateur.
Les manipulateurs à liaison série sont constitués de liaisons et d’axes rotatifs. Il existe six axes rotatifs, chacun étant généralement entraîné par un servomoteur à courant alternatif. Chacun de ces six axes effectue les mouvements suivants :
1. rotation : le corps entier est tourné
2. bras inférieur : déplace le corps d’avant en arrière en bougeant le bras inférieur
3. bras supérieur : déplacement du bras de haut en bas
4. pivotement du poignet : rotation des bras
5. flexion du poignet : plier le poignet
6. rotation du poignet : rotation du poignet
Autres informations sur le bras robotisé
1. Programmation du bras du robot
Lorsque le robot effectue un mouvement, le contrôleur du robot reçoit les coordonnées de position (X, Y, Z) de la patte du manipulateur et les coordonnées de rotation (Rx, Ry, Rz) de la patte. Les moteurs de chaque axe se déplacent en fonction de la position de la patte et de l’angle de rotation, ce qui permet au robot d’effectuer le mouvement souhaité.
Apprendre au robot à enseigner une position à l’aide d’un pendentif d’apprentissage
Les pendentifs d’apprentissage sont des dispositifs d’entrée qui permettent de mémoriser (enseigner) des positions au robot. Le robot peut être déplacé directement à l’aide d’un clavier ou d’un écran tactile, et sa posture peut être enseignée et reproduite par le robot.
Les pendentifs d’apprentissage conventionnels pour les robots industriels nécessitent une familiarisation avec leur fonctionnement. Ces dernières années, certains robots ont été développés avec une technique connue sous le nom d’apprentissage direct, qui permet même aux débutants d’enseigner facilement.
Programmation des coordonnées sur un ordinateur personnel
Cette méthode consiste à programmer le robot sur un ordinateur personnel et à spécifier les coordonnées du robot.
Jusqu’à présent, la programmation de type codage, comme le langage C, était la méthode la plus répandue, mais le codage exige des compétences en programmation et le débogage du programme prend beaucoup de temps.
Ces dernières années, un nombre croissant de fabricants de robots ont fourni des outils de programmation de type simulateur. Il s’agit d’outils de programmation qui projettent un modèle de robot sur un PC et permettent à l’utilisateur de manipuler le robot sur le PC pour apprendre les coordonnées. La caractéristique de cet outil est que les mouvements du robot peuvent être compris visuellement et que les mouvements du robot peuvent être enseignés sans qu’il soit nécessaire de maîtriser le codage.
Reconnaissance des coordonnées par reconnaissance d’image
Une caméra prend des images du dessus, détermine où le robot doit se déplacer ensuite et calcule automatiquement les coordonnées. Cette méthode est utilisée pour la préparation de commandes en vrac. Le prélèvement en vrac est un processus au cours duquel des pièces sont empilées au hasard dans des boîtes, puis saisies et placées sur un tapis roulant ou emballées dans des boîtes pour le processus suivant.
La reconnaissance d’images est utile pour les tâches où le robot doit se déplacer à des coordonnées différentes à chaque fois, mais il est important de noter que la construction d’un système est coûteuse.
2. Rôle du bras robotique industriel
Les bras robotiques industriels sont de plus en plus populaires dans divers secteurs, tels que les usines, les sites de fabrication et les centres de distribution. L’avantage de l’introduction d’un bras robotisé est qu’il peut travailler à la place des personnes, même la nuit ou pendant les vacances, sans prendre de pause. Pour ces utilisateurs, le bras robotisé devrait contribuer à des solutions d’économie de main-d’œuvre et de travail pour résoudre les pénuries de main-d’œuvre et améliorer la productivité.
On dit qu’une grande partie des erreurs qui se produisent dans la production sont des erreurs humaines, et le travail humain peut entraîner des variations de qualité et une réduction de l’efficacité. L’introduction de bras robotisés industriels peut contribuer à réduire les erreurs humaines et à maintenir une qualité constante du travail et des produits. De plus, comme les données relatives à l’historique de la production sont conservées, il est possible de les analyser pour améliorer la qualité et d’obtenir un retour d’information rapide en cas de réclamation.
De plus, les robots peuvent être utilisés pour manipuler des matériaux dangereux, travailler en hauteur, effectuer des tâches lourdes telles que le transport d’objets lourds, et des tâches nécessitant de la précision, lorsqu’il existe un risque de blessure ou une possibilité d’accident, garantissant ainsi la sécurité des travailleurs et améliorant l’environnement de travail.