Qu’est-ce qu’un robot à articulation verticale ?
Les robots à articulation verticale sont un type de robot industriel capable de se déplacer comme une main humaine.
Ils ont un degré de liberté plus élevé que les robots ayant moins d’axes pour les entraîner. Ils effectuent efficacement des tâches qui étaient auparavant réalisées par des mains humaines ou par des robots ayant un degré de liberté plus faible. Les robots à articulation verticale disposent d’une large gamme de mouvements et sont capables d’effectuer des tâches précises de manière répétée. En les introduisant sur des sites de production où ils peuvent utiliser cette caractéristique, l’on peut s’attendre à une amélioration de l’efficacité opérationnelle.
Utilisations des robots à articulation verticale
Les robots à articulation verticale sont utilisés dans un grand nombre de domaines, notamment l’automobile, l’électroménager et l’alimentation. Dans les lignes de production, ils sont utilisés dans les processus suivants :
1. Soudage
Il s’agit du processus d’assemblage des carrosseries automobiles et d’autres composants par fusion du métal des composants. Le soudage peut être effectué par des robots afin de garantir un soudage précis avec peu de variations, ce qui devrait améliorer la qualité.
2. Transport
Ce travail consiste à disposer des produits et des pièces à grande vitesse avec un espacement égal et à déplacer des charges lourdes.
3. Assemblage
Il s’agit d’assembler des pièces saisies sur d’autres pièces, de 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.
4. Peinture
Il s’agit d’appliquer de la couleur sur la carrosserie d’une voiture ou d’un autre objet à l’aide d’un pistolet fixé à l’extrémité d’un robot à articulation verticale.
5. Inspection
Il s’agit d’amener des pièces dans le champ de mesure d’une caméra ou d’un capteur d’inspection afin de déterminer si elles sont OK ou NG en termes d’apparence et de qualité.
Principe des robots à articulation verticale
Les robots à articulation verticale se composent d’un manipulateur, d’un contrôleur et d’un pendentif d’apprentissage.
1. Manipulateur
Le manipulateur est la partie du bras du robot lui-même. Différents mouvements sont exécutés par des servomoteurs fixés aux articulations. Les outils suivants sont fixés à l’extrémité du manipulateur pour permettre au robot à articulation verticale d’effectuer ses tâches :
- Machines à souder
- Tournevis
- Caméra d’inspection
- Pistolets à peinture
- Main du robot
- Équipement de nettoyage
2. Contrôleurs
Les contrôleurs sont des dispositifs utilisés pour commander les manipulateurs et ont les fonctions suivantes :
- Déterminer le prochain mouvement du robot en réponse aux commandes d’un dispositif de niveau supérieur tel qu’un automate programmable.
- Calculer et commander le mouvement des moteurs afin que le robot effectue des mouvements précis.
- Détecter les anomalies de fonctionnement et arrête le robot.
De nombreux produits récents sont dotés d’une intelligence artificielle. Certains robots sont capables de déterminer le prochain mouvement à effectuer sans enseignement.
3. Pendentifs d’apprentissage
Les pendentifs d’apprentissage sont des dispositifs qui permettent aux humains d’utiliser des robots articulés verticalement. Ils mémorisent les mouvements du robot à l’aide d’un clavier ou d’un écran tactile (apprentissage) et vérifient les alarmes en cas d’anomalie du robot.
Autres informations sur les robots à articulation verticale
1. Différences entre les robots à articulation verticale et les robots à articulation horizontale
La différence entre les robots à articulation verticale et les robots à articulation horizontale réside dans la “complexité des mouvements réalisables”.
Robots à articulation verticale
Les robots à articulation verticale possèdent généralement six axes, chacun pouvant être tourné pour effectuer des mouvements qui leur permettent de se déplacer librement dans l’espace tridimensionnel. Cela signifie qu’en plus des mouvements horizontaux et verticaux tels que X, Y et Z, des mouvements de rotation tels que Rx, Ry et Rz peuvent également être effectués.
Robots à articulation horizontale
Les robots à articulation horizontale se composent essentiellement d’une configuration à quatre axes, dont trois axes pour les mouvements horizontaux et un pour les mouvements verticaux. En d’autres termes, trois axes sont utilisés pour se déplacer librement dans la direction horizontale (X et Y dans la direction tridimensionnelle) et l’axe restant est utilisé pour se déplacer verticalement (Z dans la direction tridimensionnelle). En raison de cette structure, les robots à articulation horizontale ne peuvent pas effectuer de mouvements de rotation (Rx, Ry, Rz) dans l’espace tridimensionnel.
2. Avantages de l’introduction de robots à articulation verticale
L’introduction de robots à articulation verticale et le remplacement par des robots de tâches précédemment effectuées par des humains présentent les avantages suivants
Augmentation de la productivité de l’usine
Les robots sont doués pour les tâches de précision ou les tâches répétitives monotones (par exemple, le prélèvement et la mise en place de produits). Lorsque ces tâches sont effectuées par des robots à articulation verticale, les travailleurs peuvent se concentrer sur des tâches à plus forte valeur ajoutée. La productivité de l’usine s’en trouve accrue.
La qualité des processus dans lesquels les robots sont introduits augmente
Contrairement aux humains, les robots présentent moins de variations lorsqu’ils répètent la même tâche, ce qui devrait améliorer la qualité. L’introduction de robots à articulation verticale permet de souder avec une variation reproductible de ±0,1 mm ou d’appliquer la bonne quantité à chaque fois.