Robots articulés : Le guide ultime des machines industrielles les plus polyvalentes

Les robots articulés sont les robots industriels les plus utilisés aujourd'hui. Découvrez pourquoi, ce qu'ils peuvent faire, et quand les utiliser.

Un robot articulé a des joints rotatifs et peut avoir jusqu'à 10 axes ou plus. Cela leur donne plus de liberté de mouvement, ce qui apporte une grande polyvalence. Leur précision et leur style de mouvement imitent de près ceux d'un bras humain. Les robots articulés sont devenus indispensables à l'industrie manufacturière. Comprenons ces robots spécialisés plus en détail à travers les sections suivantes :

• Applications standard pour les robots articulés
• Secteurs pour les robots articulés
• Quand utiliser un robot articulé ?
• Combien coûtent les robots articulés ?

Applications standard pour les robots articulés

Les robots articulés ont une large gamme de capacités comparée aux autres robots. Cela en fait une excellente option pour la plupart des applications. Applications typiques des robots articulés en milieu industriel :

• Manutention
• Soudage
• Assemblage
• Chargement/déchargement de machines (Machine Tending)

Manutention

La manutention est une application industrielle courante pour les robots articulés. Elle peut inclure des tâches comme la palettisation, la prise et pose (pick and place) et le prélèvement en bac (bin-picking). Les robots articulés sont excellents pour ces applications car ils peuvent être dimensionnés pour gérer de fortes charges utiles et de grandes portées. Ces applications peuvent rapidement devenir trop difficiles pour d'autres types de robots. Par exemple, un robot Delta peut effectuer une tâche de prise et pose rapidement. Mais que faire si la pièce est un lingot d'acier lourd ? Soudain, cette tâche est trop lourde pour le Delta. Pour mettre en perspective, les modèles de bras articulés haut de gamme peuvent gérer des charges utiles de 1 000+ kg. Un grand robot Delta pourrait gérer quelque chose dans la gamme 10-20 kg.

Soudage

Le soudage était l'une des premières applications pour les robots industriels. Une raison majeure de leur excellence ici est leur dextérité. Les applications de soudage nécessitent souvent des mouvements précis à des angles spécifiques. Ces angles ne sont tout simplement pas atteignables avec d'autres robots comme les SCARA et les Delta. Placer le mauvais robot dans une application de soudage peut sévèrement limiter la qualité de la pièce soudée.

Assemblage

Les robots articulés sont excellents pour les applications d'assemblage pour plusieurs raisons. Leurs articulations leur permettent de bouger de façons que d'autres robots ne peuvent pas. Leur capacité de charge utile leur permet aussi de déplacer des charges que d'autres types de robots ne peuvent pas soulever. Ils sont assez précis pour même les petites tâches d'assemblage. Pour cette raison, on trouve la plupart des tâches d'assemblage automatisées effectuées par des robots articulés.

Chargement/déchargement de machines (Machine Tending)

Le chargement/déchargement de machines est une autre tâche courante pour les robots articulés. Le chargement/déchargement automatisé permet le chargement et le déchargement de matières premières dans les machines. Encore une fois, la portée et la dextérité accrues de ce robot lui permettent d'exceller ici. Les robots de chargement/déchargement modernes peuvent tout faire : charger la pièce, ouvrir et fermer la porte, jusqu'à même lancer le programme spécifié en le sélectionnant sur l'IHM.

Le marché des robots articulés devrait enregistrer un TCAC de plus de 12 % pendant 2021-2026, l'automatisation, la personnalisation et la sécurité du travail poussant leur adoption dans le secteur industriel.

Secteurs pour les robots articulés

Les robots articulés couvrent une large gamme des applications robotiques les plus courantes. Comme ils sont si polyvalents, il est logique de les trouver utilisés dans la plupart des secteurs. Quelques exemples courants :

• Automobile
• Métallurgie
• Électronique
• Agroalimentaire et boissons
• Pharmaceutique

Automobile

L'industrie automobile a été l'une des premières à adopter les robots industriels. Ceux-ci continuent d'être populaires parmi les entreprises automobiles de toutes tailles. Les charges utiles élevées et les longues portées sont des exigences courantes pour les applications automobiles car les composants automobiles sont souvent grands et lourds. Ces facteurs font des robots articulés le seul choix pour automatiser ces tâches. Cette automatisation permet des volumes de production plus élevés et des environnements de travail plus sûrs.

Électronique

La précision et la dextérité sont des caractéristiques communes des applications dans ce secteur. Les petits composants nécessitent des mouvements précis pour être placés correctement. Le brasage automatisé requiert des mouvements dextères comme ceux du soudage. Cela nécessite que l'équipement bouge à des angles non atteignables par d'autres types de robots. Certaines applications exigent une précision au niveau du micron. La plupart des bras articulés ne pourront pas atteindre ce niveau de précision en raison de leur construction mécanique.

Pharmaceutique

L'industrie pharmaceutique exige des standards élevés en précision, propreté et authentification. Les robots articulés ont la précision requise pour la plupart des applications pharmaceutiques. Ils peuvent être configurés avec des joints étanches et des gaines de protection. Ce sont des exigences critiques pour les machines en salles blanches. Applications courantes : prise et pose, distribution, scan.

Quand devriez-vous utiliser un robot articulé ?

Maintenant, vous comprenez ce que sont les robots articulés et quelques applications courantes. Les robots articulés, comme les autres machines, ont leurs forces et limites. Vous voulez comprendre ces éléments pour prendre une décision plus éclairée sur le déploiement de ces robots dans votre entreprise. Le business case et l'adéquation applicative sont quelques facteurs à garder à l'esprit quand on envisage un robot articulé pour son application.

Business Case

Les robots articulés peuvent avoir un impact positif majeur sur votre résultat net. Certaines situations peuvent vous amener à envisager l'automatisation. Quelques exemples :

• Exigences de débit plus élevées
• Risques de sécurité pour les opérateurs humains
• Réduction des coûts

Ce sont quelques raisons courantes pour les fabricants d'automatiser. Les humains ont une vitesse de mouvement limitée et ne peuvent la maintenir que pendant un certain temps avant la fatigue. Les équipements automatisés dépassent souvent la vitesse atteignable par les humains. Ils peuvent maintenir cette vitesse aussi longtemps que le robot est opérationnel. Les robots articulés ne sont pas les robots les plus rapides du marché, mais pour de nombreuses applications, ils peuvent encore surpasser les opérateurs humains.

La sécurité des opérateurs humains peut pousser les fabricants à les retirer de cette tâche. C'est souvent le cas quand les opérateurs se blessent en soulevant, coupant, ou en s'occupant d'une machine. Automatiser ce processus peut à la fois protéger vos employés et économiser de l'argent sur les amendes et coûts d'arrêt liés aux blessures. Il est important de se rappeler, cependant, que les robots sont intrinsèquement dangereux. Installer un robot articulé dans une application sans atténuation des risques peut être plus dangereux pour les opérateurs. Les robots articulés doivent être installés avec des dispositifs de sécurité appropriés pour limiter le risque de blessure pour les opérateurs humains.

La réduction des coûts est l'une des raisons les plus courantes d'automatiser dans l'environnement manufacturier concurrentiel d'aujourd'hui. Les lignes de production automatisées sont souvent plus efficaces que les manuelles à grande échelle. Cela conduit ultimement à un coût de production unitaire plus bas. De plus, les pièces peuvent être produites plus régulièrement grâce à moins d'erreurs de production. Comme vous l'apprendrez plus loin dans cet article, les robots articulés sont très chers. Il est particulièrement important avec ce type de robot de s'assurer que vos réductions de coûts seront un bénéfice net après avoir considéré le coût d'un projet de robot articulé.

Vos défis business doivent dicter quoi et combien automatiser dans votre usine. Il est essentiel de comprendre quels projets bénéficieront le plus de l'automatisation par robot articulé. Notre outil de recherche de potentiel est là pour vous aider à identifier les projets clés les mieux adaptés à l'automatisation dans votre entreprise.

Adéquation applicative (Application Fit)

Vous avez de nombreuses options pour l'automatisation robotique. L'adéquation applicative est l'élément le plus critique pour un projet robotique réussi. Comprendre les exigences spécifiques de votre application est essentiel. Les bras articulés peuvent effectuer la plupart des applications. Cependant, ils ne sont pas toujours la solution la plus optimale.

Dans les cas où l'application nécessite une vitesse supérieure à ce que ce robot peut atteindre, parfois les robots Delta sont le meilleur choix. Un exemple pourrait être une application de prise et pose à haute vitesse. Il serait idéal d'associer un robot à haute vitesse à ce type d'application. Disons que vous avez décidé qu'un robot six axes et un robot Delta sont tous deux capables d'effectuer la tâche. Un robot six axes aura généralement des vitesses de l'ordre de centaines de degrés par seconde. Un robot Delta standard peut facilement dépasser 1 000+ degrés par seconde. Choisir un six axes plutôt qu'un Delta quand les deux peuvent faire le travail pourrait laisser une productivité précieuse sur la table.

D'autres fois, des niveaux extrêmes de précision sont requis. Dans ces cas, les bras articulés sont surpassés par les robots cartésiens. Les robots cartésiens ont la capacité d'atteindre une précision au niveau du micron. La plupart des autres types de robots ne peuvent se targuer que de précisions au dixième ou centième de millimètre. Choisir le mauvais robot pour votre application peut limiter vos retours potentiels ou échouer complètement.

Les bras articulés excellent souvent dans les applications nécessitant des niveaux élevés de flexibilité. Le soudage est un excellent exemple. Un bras articulé serait un excellent choix en raison de sa capacité à manœuvrer précisément à des angles complexes pour faire les soudures nécessaires. Des types de robots plus rigides comme les cartésiens, SCARA ou Delta auraient du mal dans un environnement où un mouvement flexible est requis.

En cas de doute, nous suggérons de contacter des experts qui peuvent vous conseiller dans le choix de solutions robotiques pour vos projets et défis spécifiques.

Combien coûtent les robots articulés ?

Les robots articulés se situent au haut de gamme du spectre des coûts robotiques. Le robot lui-même est cher, mais plusieurs autres facteurs mènent à un coût de projet commun dépassant 100 000 USD. Ces facteurs incluent :

• Coûts d'intégration
• Formation
• Effecteurs finaux
• Équipements de sécurité
• Maintenance

Il est crucial d'inclure ces coûts dans votre calcul de ROI. Comprenez que vous faites face à plus que le coût initial d'un bras robotique. Beaucoup de ces coûts sont variables et dépendent de l'application. Par exemple, les projets très complexes auront des coûts d'intégration plus élevés en raison de la difficulté d'implémentation et de programmation. Les applications plus dangereuses pourraient nécessiter plus de matériel de sécurité.

Les projets robotiques portent un prix élevé. Tous ces coûts doivent être considérés lors du calcul du retour sur investissement (ROI) d'un robot articulé. Vous devez ensuite considérer ce que vous gagnerez en automatisant votre processus. Cela inclut :

• Débit accru
• Qualité de production plus constante
• Gains d'efficacité
• Réduction des coûts

Vous pourriez même décider d'inclure des facteurs qualitatifs comme l'atténuation du risque de blessure ou d'autres améliorations de la qualité de vie. Ces avantages et inconvénients doivent être mis en balance pour dresser un tableau du ROI. Cela devrait vous aider à prendre une décision éclairée sur un projet d'automatisation.

Malgré leurs coûts élevés, les fabricants ont positivement impacté leur résultat net en utilisant des robots articulés depuis des décennies. Vous pouvez consulter notre annuaire de fournisseurs pour commencer à vous connecter avec des fournisseurs près de chez vous et démarrer votre parcours d'automatisation.