Qu’est-ce que le pick and place ?
Ce terme désigne les équipements et les systèmes qui effectuent une série d’opérations, telles que la prise d’un objet dans une position spécifique, son transfert vers une position prédéterminée, le déchargement de l’objet et son installation à cet endroit.
Dans les usines, il s’agit d’un système indispensable dont on peut dire qu’il joue un rôle de premier plan dans la chaîne de production, quel que soit le type de produit, mais il est également largement utilisé dans les domaines de la recherche ces dernières années, car il est utilisé pour les objets de grande taille qui ne peuvent être transportés par la force humaine et les petits objets qui nécessitent un déplacement et une installation précis à une micro-échelle.
Utilisations de la technique du pick and place
Le système pick and place est utilisé dans les processus de fabrication de nombreux produits. Notamment les pièces automobiles et mécaniques, les composants électroniques, les équipements électroniques et les appareils ménagers, les produits alimentaires, pharmaceutiques et cosmétiques, le papier, les films, le fil machine, les matériaux de construction, l’inspection et les essais. Bien que ces systèmes soient principalement utilisés sur les lignes de production des usines, ils sont également utiles dans le domaine de la recherche pour le déplacement, l’installation et l’implantation précis d’objets microscopiques.
On peut dire que les systèmes “pick and place” améliorent les problèmes des systèmes conventionnels, tels que la lenteur de l’assemblage due au grand nombre de pièces, la nécessité de procéder à des ajustements et la complexité d’un trop grand nombre de processus d’exploitation.
Principe du pick and place
Le système se compose d’un robot qui effectue l’opération, d’un bras qui effectue l’opération et d’une caméra qui reconnaît l’objet cible. Comme il existe plusieurs spécifications, voici un exemple.
Tout d’abord, la position de l’objet cible est détectée par la caméra et, sur la base des résultats du traitement de l’image détectée, le robot se déplace jusqu’à la position de l’objet cible et la main saisit l’objet cible.
Ensuite, le robot se déplace jusqu’à l’endroit où l’objet doit être placé (zone de placement) et ouvre enfin la main pour placer l’objet.
Il existe plusieurs méthodes de prélèvement, notamment l’aspiration, la suspension et la préhension par le bras. Les systèmes de prise et de dépose doivent être plus précis en termes de vitesse et d’exactitude, car il s’agit d’une question de productivité. La flexibilité, la sensibilité et la force sont également requises, en fonction de la nature du travail. La taille de la machine elle-même est également conçue de manière à ne pas gêner la ligne de production et à pouvoir être utilisée plus facilement.
Mécanismes de pick and place
Il existe différents mécanismes de pick and place, mais voici une présentation de ceux qui sont commercialisés en tant que produits par les fabricants.
Le système à came utilise une came à plateau pour convertir la rotation de l’arbre d’entrée en un mouvement de va-et-vient et de haut en bas. Le bras est relié à un guide coulissant linéaire pour le mouvement de va-et-vient et à un guide coulissant linéaire pour le mouvement de haut en bas, et il est déplacé de haut en bas et de bas en haut par la rotation de la came à plateau reliée à l’arbre d’entrée.
Le système de came à engrenage à rouleaux se compose de deux jeux de cames à engrenage à rouleaux : deux cames à engrenage à rouleaux sont attachées à un arbre rotatif, et un jeu convertit le mouvement rotatif en un mouvement de va-et-vient et l’autre en un mouvement vertical. La rotation de l’arbre d’entrée permet au bras de monter, de s’éloigner et de descendre dans l’ordre.
Ces mécanismes augmentent la vitesse des mouvements de prise et de dépose en accélérant la rotation de l’arbre d’entrée. La répétabilité de la position est bonne grâce au positionnement par came, mais les courses et autres ajustements ne sont pas possibles.
Les vitesses sont généralement comprises entre 0,2 s et 0,5 s par cycle pour des courses inférieures ou égales à 100 mm, avec une répétabilité de la position de l’ordre de 0,02 mm.
Robots de pick and place
Certaines installations de pick and place utilisent des robots articulés.
Les robots articulés verticalement ne sont pas rapides, mais ils peuvent cependant être utilisés dans diverses positions de réception et de placement, et les robots de grande taille peuvent déplacer des charges lourdes sur une zone étendue.
Les robots SCARA sont utilisés dans des équipements tels que les machines automatiques, où la réception et la livraison s’effectuent dans une position fixe et où la vitesse est requise. Les robots SCARA peuvent se déplacer horizontalement à grande vitesse, ce qui permet d’effectuer des opérations de prise et de dépose en environ 0,4 seconde par cycle, soit presque aussi vite qu’un système à cames. Certains ont également une répétabilité de position inférieure à 0,01 mm, ce qui permet un transfert rapide et de haute précision.
Contrairement au système à cames, les robots articulés peuvent modifier librement les positions de réception et de livraison ainsi que les trajectoires de mouvement. Les robots articulés sont donc utilisés dans les équipements où les objets et les trajectoires de mouvement changent.