Les pièces d’un robot jouent toutes un rôle dans ses opérations et déterminent le type de tâches pour lesquelles il peut être utilisé. Par conséquent, avoir une compréhension approfondie de ces pièces serait la première étape vers le choix du bon robot industriel pour vos besoins. Bien qu’il y ait de nombreux éléments à prendre en compte, il serait peut-être avantageux de commencer par l’un des principaux : un robot manipulateur.
Qu’est-ce que la manipulation robotique ?
A systèmes de robot est une machine programmée pour effectuer automatiquement des tâches spécifiques de manière prévisible. Pour ce faire, il doit manipuler des objets et soit les déplacer, soit les impacter par des actions comme le soudage ou le perçage. C'est cette manipulation ou ces procédures effectuées sur des objets que l'on appelle manipulation robotique. Cette définition nous donne ainsi un contexte pour définir les manipulateurs robotiques.
Un manipulateur robotique est une structure en forme de bras reliée au corps d'un robot et utilisée pour exécuter des tâches. Un robot sans manipulateur serait l’équivalent d’une personne effectuant une tâche avec les mains liées derrière le dos, ce n’est tout simplement pas viable. C’est d’ailleurs pour cette raison que les manipulateurs robotiques sont également appelés bras robotisés.
De quoi sont constitués les robots manipulateurs ?
Source : Kawasaki
Les robots manipulateurs sont constitués d'une série d'articulations et de liens fusionnés dans leur structure interne. De l'extérieur, le bras du robot manipulateur semble être fixé uniquement sur le robot. Cependant, la série d'articulations et de liens pénètre plus profondément dans le corps du robot pour les relier. Cela garantit que le robot et le manipulateur travaillent ensemble dans des mouvements fluides coordonnés.
Les liens sont des composants rigides qui fusionnent différentes parties d'un robot. Bien que leur rigidité fournisse une structure ferme, elle rendrait difficile le déplacement des pièces du robot pendant les tâches. De ce fait, des joints sont ajoutés aux liens pour faciliter la flexibilité. Les joints sont des composants mobiles qui glissent les uns contre les autres pour faciliter mouvement linéaire, rotatif ou révolutionnaire de pièces de robot. Ils sont construits et fonctionnent de la même manière qu’un coude ou un genou humain.
Manipulateurs de robots dans différents robots
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Les types et le nombre d'articulations d'un robot manipulateur déterminent ses degrés de liberté, la forme de son enveloppe de travail et la manière dont il peut être appliqué. Cela détermine à son tour la manière dont un robot est catégorisé. À titre d’illustration, examinons différents types de robots et les structures de leurs manipulateurs robotiques.
Robot cartésien : ses manipulateurs sont reliés par 3 articulations prismatiques perpendiculaires entre elles et ne permettent que des mouvements de glissement linéaires. Par conséquent, un robot cartésien est classé comme un robot à 3 axes et possède une enveloppe de travail géométrique.
Robot polaire : le bras et le corps d'un robot polaire sont reliés à l'aide d'une articulation rotoïde. Ce type d'articulation permet des mouvements circulaires qui permettent au bras du robot polaire de se déplacer sur 3 axes dans un système géométrique polaire.
Robot cylindrique - un bras de robot cylindrique fonctionne à l'aide d'une articulation rotative à la base et d'une articulation linéaire qui lui permet de se déplacer le long de l'axe vertical. La configuration de ces articulations permet au manipulateur de s'allonger et de se rétracter, mais son enveloppe de travail est encore plutôt limitée à une petite forme cylindrique.
Robot SCARA – les articulations d'un robot SCARA sont rotatives et facilitent ses mouvements le long des axes XY tout en restant rigides dans l'axe Z. Les articulations étant un plan horizontal, les robots SCARA disposent de larges enveloppes de travail de forme semi-circulaire.
Robot articulé– un robot articulé possède les manipulateurs les plus flexibles parmi tous les autres robots. Le bras du manipulateur robotique est relié au corps du robot par une articulation rotative tandis que le coude et les autres parties du bras sont reliés par des articulations rotoïdes. Les articulations rotoïdes permettent au bras de rouler, de tanguer et de lacet, créant ainsi un robot à 6 axes.
Applications des manipulateurs robotiques
La flexibilité de divers manipulateurs robotiques peut être exploitée pour automatiser les processus dans différentes industries. Des exemples d’une telle application incluent :
Chirurgie robotique : dans cette application, un manipulateur robotique articulé est équipé d'instruments chirurgicaux en tant qu'effecteurs terminaux. Il est contrôlé à distance par un chirurgien pour exécuter des manœuvres chirurgicales.
Choisir et placer – il s’agit d’une application industrielle courante dans laquelle les robots manipulateurs sont utilisés pour des tâches répétitives de prélèvement et de placement telles que l’emballage de marchandises.
Assemblée PCB – dans ce cas, un manipulateur robotisé remplace les mains d’un travailleur humain pour assembler des micropièces sur une carte PCB avec une grande précision et rapidité.
Conclusion
On peut affirmer sans se tromper que le sens du manipulateur robotique en robotique va plus loin que la simple fonction. Il va plus loin en définissant la structure et la manière dont un robot peut être appliqué. Manipulateurs de qualité d'une marque réputée fabricant de bras robotiques serait donc un investissement rentable pour quiconque s’aventure dans la robotique.