Réponse directe : La charge utile du robot ne correspond pas au poids de la pièce. Elle correspond à la masse de l'effecteur terminal plus la masse de la pièce, maintenue à la distance créée par l'outillage entre eux et la bride du poignet. Lors d'un cycle de chargement, le même outillage transporte la pièce brute et la pièce finie, de sorte que la masse de l'outillage est présente pendant tout le cycle. Dimensionnez le bras en fonction de cette somme, du décalage réel et tenez compte de la marge.
À qui est-ce destiné: Destiné aux ingénieurs et aux acheteurs qui dimensionnent un robot pour le chargement et le déchargement de machines, où un effecteur terminal spécialement conçu transporte la pièce à l'intérieur et à l'extérieur d'une machine.
Portée: Ce guide EVST explique en détail le contrôle de la charge utile, pourquoi la distance au centre de masse est aussi importante que la masse elle-même, et quelles informations fournir avant qu'un fournisseur puisse dimensionner un bras. Il ne traite pas de la conception des pinces, de l'interface avec les machines ni de la modélisation des temps de cycle.
Ce que doit couvrir une charge utile de robot
La première question posée dans la plupart des demandes de renseignements concerne le poids de la pièce. C'est une question pertinente, mais elle ne constitue qu'une partie de la réponse, car le robot ne transporte jamais la pièce seule.
Dans la vidéo de référence, un bras à six axes maintient une pièce annulaire plate dans un effecteur terminal dédié et la soulève hors de la machine. Le plateau porte-outils et l'anneau sont suspendus ensemble au poignet. Une table de charge utile, remplie uniquement par la pièce, ne tient pas compte d'une masse présente à chaque seconde du cycle.
Selon ISO 10218-2: 2025 C’est l’application du robot, et non le robot seul, qu’il faut évaluer, et la charge utile se comporte de la même manière sur le plan commercial : le bras, l’effecteur terminal et la pièce à usiner ne forment qu’une seule sélection, et non trois.
La correction la plus simple et la moins coûteuse sur un projet de ce type se fait sur papier. On découvre généralement, une fois le bras déjà fixé, que le chiffre de la charge utile du robot ne tient pas compte de l'outillage.
Le cycle de chargement transporte l'outillage dans les deux sens.
La vidéo montre deux mouvements essentiels : l’introduction de la pièce dans la machine et la sortie de la pièce finie. Ces deux opérations sont réalisées par le même effecteur.
Cela signifie que la masse de l'outillage reste constante tout au long du cycle et que seule la pièce entre et sort. Le pire scénario pour le poignet ne se produit pas à un instant précis, mais en charge, et il survient deux fois par cycle au lieu d'une seule.
Lorsqu'une cellule est chargée et déchargée avec le même outillage, le dimensionnement par rapport à l'état chargé constitue la référence fiable. En revanche, lorsqu'un outillage différent est utilisé pour chaque direction, chaque dimensionnement doit être vérifié individuellement.
La distance fait partie de la charge
La charge utile nominale est indiquée pour un décalage du centre de gravité spécifié. À masse égale, plus le centre de gravité est éloigné de la bride, plus le moment de maintien exercé par le poignet est important ; de plus, un effecteur de grande taille repousse généralement la pièce à usiner plus loin qu'une simple pince.
C’est pourquoi deux cellules ayant des pièces de poids identique peuvent nécessiter des bras différents. La différence réside dans la géométrie, et non dans la masse. Selon ISO 9283: 1998Les critères de performance des robots industriels sont énoncés dans des conditions de test définies, ce qui rappelle qu'une figure de catalogue décrit un test et non votre cellule.
Lorsque vous transmettez des données à un fournisseur, indiquez également le décalage : le centre de gravité approximatif de l’outillage et celui de la pièce une fois celle-ci fixée. Deux masses sans distance ne peuvent être comparées à un diagramme de charge utile.
Ce que les images prouvent et ce qu'elles ne prouvent pas
Les images montrent clairement une séquence : un robot doté d'un effecteur terminal spécialement conçu saisit une pièce annulaire, la place dans une machine, puis retire la pièce finie, l'outillage et la pièce étant maintenus ensemble par le poignet.
Cela ne prouve ni la masse, ni le décalage, ni le temps de cycle, ni la capacité de positionnement. Rien dans cet article ne doit être interprété comme une mesure de la cellule présentée.
Distinguer les preuves visibles des conclusions techniques permet de rendre ces conclusions applicables à votre propre domaine. Selon ISO 12100: 2010L’évaluation des risques commence par la détermination des limites de la machine, et la limite de charge utile du robot en fait partie. En résumé, la charge utile du robot est un critère de sélection plutôt qu’un critère d’acceptation.
Un tableau de décision court
Si l'outillage est léger par rapport à la pièce et se situe près de la bride, un contrôle de la charge utile totale est généralement suffisant.
Si l'outillage est lourd ou long, le décalage est déterminant et le moment du poignet doit être vérifié par rapport au schéma du fabricant à la distance réelle, et non au point nominal.
Si le chargement et le déchargement utilisent des outils différents, considérez-les comme deux cas de charge distincts. Si un seul outil est utilisé pour les deux opérations, dimensionnez-le en fonction de l'état chargé et vérifiez que les déplacements à vide restent dans la même plage de valeurs.
| Situation | Ce qui régit | Que vérifier |
|---|---|---|
| Outillage léger près de la bride | Masse totale | Somme des coûts d'outillage et de pièces par rapport à la charge utile nominale |
| outillage lourd ou long | Décalage du centre de masse | Moment de poignet à la distance réelle, et non au point nominal |
| Outillage différent dans chaque direction | Deux cas de charge | Chaque direction étant dimensionnée selon son pire état. |
| Outillage partagé pour plusieurs pièces | Variante la plus lourde | Marge de charge utile du robot par rapport à la pire variante |
Que faut-il préparer avant de demander un devis ?
Poids et dimensions de la pièce, avec un centre de gravité approximatif. Principe de préhension : mode de maintien, poids approximatif et portée.
La géométrie entre le prélèvement et le dépôt : distance, différence de hauteur et nécessité ou non pour le bras d’atteindre l’intérieur de l’enceinte de la machine.
Exigences de cycle et taille du lot, et si plusieurs variantes de pièces partagent l'outillage.
Où cela s'inscrit-il dans une cellule plus large
Le dimensionnement de la charge utile va de pair avec la vérification de la portée et de la position ; un bras qui supporte la charge peut néanmoins ne pas parvenir à atteindre la position requise par l'ouverture de la machine.
Pour les applications de chargement de machines, l'interface avec la machine, le verrouillage de la porte et la présentation de la pièce façonnent généralement l'outillage autant que la pièce elle-même.
Considérez la charge utile, la portée et l'interface comme une seule itération plutôt que comme trois décisions séquentielles.
Foire aux questions
La charge utile nominale inclut-elle la pince ?
Oui. La charge utile nominale correspond à la masse totale sur la bride, c'est-à-dire la masse de l'effecteur terminal plus celle de la pièce, indiquée pour un décalage du centre de masse spécifié.
Pourquoi un même poids nécessite-t-il un robot plus gros sur une cellule que sur une autre ?
En raison de la différence de décalage, une masse plus éloignée de la bride augmente le moment de force au niveau du poignet, même si sa masse reste inchangée.
Que se passe-t-il si la pièce n'est transportée que dans un seul sens ?
Les mouvements avec et sans charge constituent alors des cas de charge distincts. Dimensionnez en fonction de la charge la plus lourde et de son décalage respectif.
Quelle marge faut-il laisser ?
Cela dépend du schéma du fabricant, du profil de mouvement et des éventuelles variantes de pièces futures ; il s'agit d'une décision relative au projet plutôt que d'un pourcentage fixe.
Éléments du projet pour une évaluation de la demande
Pour dimensionner un robot destiné au chargement de machines, le moyen le plus rapide d'obtenir une réponse pertinente est de fournir le cas de charge plutôt qu'un poids unique. EVST traite les questions de charge utile en fonction d'une pièce réelle et non d'une valeur catalogue.
- poids de la pièce, contour et centre de masse approximatif
- Concept de pince, masse approximative et projection
- géométrie de prélèvement et de placement, y compris toute action d'accès à l'intérieur d'une machine
- exigences de cycle, taille du lot et variantes de pièces
Envoyez ces quatre éléments et EVST vérifiera la charge utile et le moment de poignet par rapport à votre pièce et à votre outillage. Lecture complémentaire : entretien d'une machine robotisée, vérification de la portée et de la pose.